蔓越莓中天然苯甲酸膳食暴露風險評估

劉茜 張浩 龐敏 何昊婧

摘 要：本文對蔓越莓中天然苯甲酸含量進行測定并進行膳食暴露風險評估，明確人群暴露風險水平。采用GB 5009.28—2016測定2020年9月—2021年4月采集的68份蔓越莓相關食品中的天然苯甲酸，運用基于蒙特卡羅（Monte Carlo）模擬技術的@risk 8.0軟件對天然苯甲酸含量進行分布擬合，結合相關暴露參數，構建暴露評估模型，采用風險商表征人群通過食用蔓越莓相關食品攝入天然苯甲酸的風險。蔓越莓相關食品中苯甲酸檢出率為100%，苯甲酸平均值為0.053 g/kg，最大檢測量為0.20 g/kg。不同蔓越莓相關食品中天然苯甲酸分布符合LogLogistic分布，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。普通居民通過食用蔓越莓途徑攝入天然苯甲酸的風險商平均值<1，高攝入量居民通過食用蔓越莓相關食品途徑攝入天然苯甲酸的風險商是普通居民的10倍。居民僅通過食用蔓越莓相關食品途徑攝入苯甲酸的膳食暴露不存在健康風險，雖然風險商均<1，但仍需日常監測，從而進一步降低高危人群的膳食風險水平。

關鍵詞：蔓越莓;天然苯甲酸;風險評估;蒙特卡羅

Abstract： In this paper， the content of natural benzoic acid in cranberries was determined and the dietary exposure risk was assessed to clarify the exposure risk level of the population. Cranberry-related foods were sampled from September 2020 to April 2021， and natural benzoic acid was detected by GB 5009.28—2016. Based on Monte Carlo simulation of @risk 8.0 software， distribution fitting were performed for the natural benzoic acid， conbined with relevant exposure parameters. According to the exposure assessment model， risk quotient was used to represent the risk of peoples intake of natural benzoic acid by eating cranberry-related foods. 68 of these 68 samples （100%） were found positive for natural benzoic acid with mean and maximum concentration of 0.053 and 0.20 g/kg， respectively. the natural benzoic acid in all samples conformed to the LogLogistic distribution with RiskLogLogistic（-0.003 642 5， 0.048 101， 3.801 7）. risk quotient values for all populations were less than 1， high intake populations had 10 times the RQ value of consuming natural benzoic acid. The health risk associated with dietary intake of natural benzoic acid from cranberry-related food was very low. Although the results were both less than 1， daily monitoring was still needed to further reduce the dietary risk level in high-risk groups.

Keywords： cranberry; natural benzoic acid; risk assessment; Monte Carlo

蔓越莓因其具有獨特的酸味和濃郁的口感，深受消費者喜愛。市面上含有蔓越莓的食品品種也越來越多，如蔓越莓餅干、蜜餞、濃縮果汁、面包和雪花酥等，在保健品領域有蔓越莓益生菌、泡騰片、口服液等。蔓越莓在中國市場的需求持續增加，烘焙、餐飲、休閑食品和保健品行業已成為蔓越莓產品應用的主流市場。蔓越莓中所含成分主要有原花青素、花青苷、黃酮醇和酚酸等，具有抗氧化、抗衰老、消炎抗感染和免疫調節等功效[1-4]。由于蔓越莓獨特的保健功效，人群消費量持續升高，尤其是為了保健每日定量食用蔓越莓相關食品的人群，對于多途徑暴露的消費者，該暴露風險需要被關注[5]。

苯甲酸，又名安息香酸，苯甲酸及其鈉鹽是常用的食品防腐劑[6]。《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中規定了22種食品中允許添加苯甲酸作為防腐劑使用[7]。但在實際監管過程中發現在未經允許添加的食品中檢測出苯甲酸，原因是某些食品中存在內源性苯甲酸，導致誤判而影響檢測結果。國內外研究表明，某些食物（酸乳[8-9]、蜂蜜[8]、黃酒[10-12]和紅棗[13-14]等）中含有天然苯甲酸，其中紅莓、青梅、李等漿果中的天然苯甲酸含量可達0.5 g/kg[15]。植物在生長期次級代謝過程中會形成苯甲酸，形成機制如圖1所示。苯丙氨酸在解氨酶的作用下生成反式肉桂酸，再經過CoA依賴型β氧化途徑產生苯丙酰CoA，最后轉化生成苯甲酸。

根據蔓越莓相關食品的消費量和天然苯甲酸數據信息，可構建2大類膳食暴露評估模型，即點評估模型和概率評估模型。肖瀟等[11]運用點評估法，選取第95百分位數反映高食物消費人群的消費量，并進一步得出暴露量，認為我國成年居民中飲用黃酒者的苯甲酸暴露風險較低。聶繼云等[16]在研究紅棗中苯甲酸風險評估時也采用點評估模型。由于點評估模型采用的是食物高消費量和化學物質高殘留量進行計算，忽略了個體差異，缺少對個體水平消費量與食品中化學物水平變異的量化[17]。概率評估模型是對化學有害物在食品中的存在概率、殘留水平及相關食品的消費量進行統計模擬的一種方法，更準確地反映風險分布的真實情況。因此，概率評估模型被越來越多的應用于食品中危害物的風險評估。

由于蔓越莓中天然苯甲酸的檢測數據缺失，人群通過蔓越莓對天然苯甲酸的暴露風險尚不明確。為明確消費者風險高低，本研究通過抽樣采集68個蔓越莓相關食品樣品進行天然苯甲酸含量的測定，確定天然苯甲酸范圍，利用問卷調查方法收集數據以明確人群攝入量[18]。暴露評估建模方法采用由美國Palisade公司開發的基于Monte Carlo模擬技術的分析軟件@risk 8.0，最終以風險商表征人群是否有風險。本文旨在通過蔓越莓相關食品暴露天然苯甲酸的風險情況指導消費者的日常飲食。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 樣品

采樣68份，包括蔓越莓鮮果、蔓越莓干、蔓越莓濃縮果汁，購買途徑為消費者日常購買途徑，如線下生鮮超市及電商平臺，購買時間自2020年9月—2021年4月，樣品用研磨機充分粉碎并攪拌均勻，取其中的200 g裝入玻璃容器中，密封，于-18 ℃保存。

1.1.2 儀器與設備

Agilent1260高效液相色譜儀（DAD）配二極管陣列檢測器（美國安捷倫公司）;純水儀（Millipore德國默克公司）;渦旋儀（美國TALBOYS公司）;超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）;高速冷凍離心機（美國Thermo公司）;分析天平（中國賽多利斯公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 苯甲酸含量測定方法

按照《食品安全國家標準 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測定》（GB 5009.28—2016）中的方法測定苯甲酸的含量[19]。

1.2.2 色譜條件

色譜柱：C18柱，柱長250 mm，內徑4.6 mm，粒徑5 μm或等效色譜柱;流動相：甲醇+乙酸銨溶液=5+95;流速：1 mL/min;檢測波長：230 nm;進樣量：10 μL。

1.3 風險評估

1.3.1 風險商計算參數

應用風險商對蔓越莓中天然苯甲酸含量進行風險描述，以苯甲酸每日允許攝入量（Acceptable Daily Intake，ADI）為標準進行評價，通過接觸人群的苯甲酸暴露量與苯甲酸ADI計算風險商[20-21]，以表征經蔓越莓途徑攝入天然苯甲酸的風險大小，當風險商<1時，表示沒有風險;當風險商>1時，表示有風險，且數值越大，風險也越大。計算公式如下：

式中：RQ為風險商;C為蔓越莓中天然苯甲酸含量，g/kg;IR為蔓越莓每日平均攝入量，kg/d;ED為暴露持續時間，年;EF為暴露頻率，d/年;BW為體重[22]，kg;AT為拉平時間，d;ADI為每日允許攝入量，mg/kg（bw）[23]。具體參數見表1。

1.3.2 數據來源

（1）蔓越莓中苯甲酸的含量。根據1.2中的方法測定68個樣品，得到天然苯甲酸數據，運用@risk8.0軟件將數據進行分布擬合，得到分布函數。隨機從不同樣品中的蔓越莓天然苯甲酸含量分布函數中抽取數值計算風險概率。低于檢測限的苯甲酸數據應按照WHO和US EPA建議的數據處理方法，即1/2檢出限替換處理[24-25]。但本研究苯甲酸檢出率為100%，因此數據無需替換處理。每個樣品平行測定2次，運用Excel 2019計算結果。

（2）膳食攝入量數據采集。采用問卷調查的形式，樣本量為264份。調查問卷包括人群的基本信息和蔓越莓食用頻率表，要求調查對象對蔓越莓過去12個月的攝入頻率和數量進行回顧。本次問卷經多次討論和修改，以確保問卷的可行性和有效性。在正式開展調查前進行預調查，收集50份問卷，確定并修改問題后再次發放。

2 結果與分析

2.1 蔓越莓中天然苯甲酸含量分析

由表2可知，蔓越莓中天然苯甲酸檢出率為100%，最大檢測量為0.20 g/kg。文獻顯示，大多數漿果中發現了可觀的苯甲酸含量，成熟蔓越莓果實中苯甲酸含量可達0.30～1.30 g/kg。利用@Risk 8.0軟件對68個天然苯甲酸分布進行LogLogistic、Pearson5、Lognorm等分布擬合，不同蔓越莓相關食品中苯甲酸本底值分布符合LogLogistic分布，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7），平均值為0.053 g/kg，擬合分布圖見圖2。

2.2 膳食消費量數據分析

數據的收集全部來自社會問卷調查，剔除個人信息不完整、食物頻率問卷缺失者，最終提取有效樣本量為264人。以個人問卷獲取調查對象個人信息，包括性別、年齡、過去12個月內蔓越莓相關食品的攝入頻率及攝入量等。問卷采用問卷星的線上鏈接發布，感興趣的消費者會點擊錄入問卷信息，問卷數據顯示填寫問卷的男女比例為40.3%與59.7%，女性比男性顯示出對蔓越莓更高的興趣。相關文獻表明，蔓越莓在女性保健功效中功能獨特，在對蔓越莓的了解程度上，女性比男性更為熟悉[5]。問卷結果顯示消費者購買的蔓越莓相關食品（多選題）中蜜餞果干類為85.0%，面包曲奇類為50%，保健品類為47.5%，果汁飲料類為35.0%，與本研究采集的樣品種類基本相符。根據問卷結果分析，蔓越莓攝入量為0.010 kg/d的人群比例為4.6%，攝入量為0.020 kg/d的人群比例為24.6%，攝入量為0.035 kg/d的人群比例為19.3%，攝入量為0.075 kg/d的人群比例為5.3%，無攝入量的人群比例為46.2%。蔓越莓相關食品的平均人群攝入量為0.02 kg/d，每日定量攝入蔓越莓相關食品的人群消費量為0.05 kg/d，即認為是高危暴露人群。

2.3 風險評估

將天然苯甲酸含量數據及其他相關參數進行風險商公式運算，運用@risk 8.0軟件計算普通人群經食用蔓越莓相關食品途徑攝入天然苯甲酸的風險商概率分布，每次模擬過程迭代10 000次，模擬10次，結果如圖3所示。

普通人群經食用蔓越莓相關食品途徑攝入天然苯甲酸的風險商平均值為0.003 2，90.0%位點的高暴露水平下風險商為0.006 4，均<1。問卷調查顯示少部分人群每日食用蔓越莓濃縮果汁作為保健用途，這些所謂的“重視健康的消費者”尋求高營養價值的食品，接觸部分化學物質的風險比普通人群平均值高[26]。蔓越莓濃縮果汁中苯甲酸含量為0.20 g/kg，該部分人群每日攝入量為0.05 kg/d，根據風險商公式計算，該極端消費情況下人群風險商為0.032，為普通人群風險商的10倍，但仍小于1，不存在膳食暴露風險。

3 結論與討論

風險評估本身存在不確定性。①本研究僅對以蔓越莓相關食品為單一的苯甲酸暴露途徑進行評估，食品中苯甲酸的主要攝入途徑為食品添加劑，對消費者整體的苯甲酸暴露風險評估存在一定局限性，在進行風險評估的綜合評價過程中應注重全膳食的評估[27-28]。②問卷調查蔓越莓相關食品攝入量不是全國居民膳食消費調查結果，無法針對不同地區的不同人群以及極端消費情況下的苯甲酸攝入風險。③采集樣本時間跨度僅為8個月，對于風險監測數據，時間越久，風險評估結果越能有效地反映真實的情況。

本研究調查的68個蔓越莓相關食品中，天然苯甲酸檢出率為100%，平均含量為0.053 g/kg，最大檢測量為0.20 g/kg。在構建蔓越莓相關食品中天然苯甲酸暴露模型的基礎上，結合相關暴露參數，采用基于Monte Carlo模擬技術的@risk 8.0風險評估軟件，對蔓越莓相關食品中天然苯甲酸含量進行LogLogistic分布擬合，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。根據相關公式與參數，計算通過食用蔓越莓相關食品攝入天然苯甲酸的暴露量及風險商。運用軟件對風險商進行模擬迭代，普通人群經食用蔓越莓相關食品途徑攝入天然苯甲酸的風險商平均值為0.003 2，極端消費情況下人群風險商為0.032，均<1。僅通過食用蔓越莓相關食品攝入苯甲酸對健康不存在風險，但應注意極端消費人群的監控，保障人群健康。

參考文獻

[1]RIBIC R，MESTROVIC T，NEUBERG M，et al.Effective anti-adhesives of uropathogenic Escherichia coli[J].Acta Pharmaceutica，2018，68（1）：1-18.

[2]劉小涵，王遠亮.蔓越莓中的植物化合物及其抑菌機理研究進展[J].食品與機械，2020，36（11）：202-210.

[3]SUN J，MARAIS J P，KHOO C，et al.Cranberry （Vaccinium macrocarpon） oligosaccharides decrease biofilm formation by uropathogenic Escherichia coli[J].Journal of Functional Foods，2015，17：235-242.

[4]柯春林，郭猛，王娣，等.蔓越莓原花青素的提取工藝及其體外抗氧化活性研究[J].應用化工，2015，44（1）：81-84.

[5]陳相榮，李凱燕，陳昱熹，等.蔓越莓產業在中國的發展研究：以撫遠市紅海植業為例[J].農村經濟與科技，2020，31（19）：220-222.

[6]李棟，呂志敏.蜜餞食品中添加劑的應用與安全淺析[J].現代食品，2021（3）：65-67.

[7]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品添加劑使用標準：GB 2760—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[8]唐文強，劉長海.天然苯甲酸生物合成機制的研究進展[J].中國調味品，2011，36（8）：12-15.

[9]譚蓮英，宋艷梅，夏忠悅，等.生乳及乳制品中苯甲酸含量變化研究[J].食品與發酵科技，2017，53（2）：122-126.

[10]牟艷莉，寧準梅.蜂蜜中內源性物質苯甲酸的研究進展[J].工業微生物，2017，47（4）：61-65.

[11]肖瀟，李國輝，雍凌，等.黃酒中苯甲酸本底含量與溯源分析及初步風險評估[J].中國食品衛生雜志，2020，32（3）：306-311.

[12]盛舒華，徐坤華，許榮年.苯甲酸及其在黃酒中形成機理的探討[J].釀酒科技，2017（9）：39-43.

[13]孫屏，呂岳文，劉超，等.新疆紅棗中天然苯甲酸含量的調查研究[J].新疆農業科學，2014，51（2）：235-240.

[14]周曉明，蘇敏，湯永東，等.不同產區紅棗天然苯甲酸含量調查與分析[J].新疆農業科學，2017，54（9）：1707-1712.

[15]顧宇翔，王丁林，陳羽菲.食品中天然存在的食品添加劑成分綜述[J].食品安全質量檢測學報，2017，8（6）：2312-2317.

[16]聶繼云，李靜，徐國鋒，等.紅棗中的苯甲酸及其膳食暴露評估[J].農產品質量與安全，2015（3）：47-50.

[17]葉孟亮，聶繼云，徐國鋒，等.蘋果中4種常用農藥殘留及其膳食暴露評估[J].中國農業科學，2016，49（7）：1289-1302.

[18]郭齊雅，于冬梅，趙麗云，等.2015年中國60歲及以上老年人新鮮蔬菜水果消費狀況[J].衛生研究，2021，50（3）：401-408.

[19]國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測定：GB 5009.28—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

[20]錢永忠，李耘.農產品質量安全風險評估：原理、方法和應用[M].北京：中國標準出版社，2007.

[21]張建英.飲用水氯化消毒副產物污染控制技術及健康風險評價的研究[D].杭州：浙江大學，2006.

[22]金水高.中國居民營養與健康狀況調查報告之十：2002營養與健康狀況數據集[M].北京：人民衛生出版社，2008.

[23]左磊，周峰.食品防腐劑ADI制定及正確使用對人體健康的理論探討[J].中國衛生檢驗雜志，2013，23（8）：2016-2018.

[24]楊杏芬，吳永寧，賈旭東，等.食品安全風險評估——毒理學原理、方法與應用[M].北京：化學工業出版社，2017.

[25]孫向東，王幼明主譯.定量風險分析指南[M].北京：中國農業出版社，2016.

[26]Gazan R，Béchaux C，Crépet A，et al.Dietary patterns in the French adult population： a study from the second French national cross-sectional dietary survey （INCA2） （2006-2007）[J].The British journal of nutrition，2016，116（2）：300-315.

[27]張恣意，龔艷，曹文成.我國主要食品中全氟烷基化合物的污染現狀及膳食暴露評估研究進展[J].食品工業科技，2021，42（8）：410-416.

[28]李小慧，黃志英.2015年—2016年江西省撫州市市區學校周邊飲料中食品添加劑含量調查分析[J].實驗與檢驗醫學，2020，38（6）：1195-1197.