通过食用薯片评估丙烯酰胺健康风险的经典与新方法

《Food Science & Nutrition》：Classical and New Approaches to Health Risk Assessment of Acrylamide Through the Consumption of Potato Chips

丙烯酰胺（AA）在伊朗土豆片中的含量及健康风险评估。采用LC-MS/MS方法分析113个样本，2016-2017年检出率13%（25.1 ng/g），2020-2021年增至31%（31.9 ng/g）。非致癌风险评估显示儿童（3-4岁THQ=0.016，5-9岁THQ=0.0106）风险显著高于成人，MOE值低于10000提示潜在致癌风险。新方法评估显示HQS儿童为成人的5-6倍。研究强调需关注儿童长期暴露风险。

　　在伊朗，土豆片作为一种广受欢迎的零食，尤其受到儿童和青少年的喜爱。这种食品在生产过程中容易产生一种名为丙烯酰胺（AA）的化合物，该物质被国际癌症研究机构（IARC）列为“可能对人类致癌”（Group 2A）的物质，同时也在欧盟被列为致癌物（Category 1B）、致突变物（Category 1B）以及生殖毒物（Category 2，影响生育能力）。除了致癌性，AA还可能对神经系统造成损害，并影响肝脏、脾脏、肠道和胸腺等器官。这种化合物主要来源于富含碳水化合物的食物中，特别是在高温烹饪过程中发生的美拉德反应，即还原糖与天冬酰胺之间的化学反应。因此，AA在食品中的存在是一个重要的公共卫生问题。

本研究旨在开发并验证一种快速、准确的检测方法，用于监测伊朗市场上113个品牌土豆片样品中的AA含量，并在2016–2017年和2020–2021年两个时间段内评估其对不同年龄和性别群体的健康风险。研究采用了传统的风险评估方法，包括目标危害商数（THQ）、增量终身致癌风险（ILCR）和暴露边际（MOE），同时引入了一种新的风险评估方法，即来源相关的危害商数（HQs）。通过这些方法，研究者可以更全面地了解AA在日常饮食中的累积效应，并评估其对不同人群的潜在影响。

研究过程中，采用了液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）技术，配合优化的样品前处理流程，包括使用甲醇作为提取溶剂、PSA（初级次级胺）作为固相萃取（SPE）材料，并通过加入内标物（AA-d3）以提高检测的准确性。这些步骤有助于去除干扰物质，提高检测的特异性，同时减少样品处理步骤，提高效率。研究还对方法进行了验证，包括检测限（LOD）、定量限（LOQ）、线性范围、精密度（相对标准偏差，RSD）和准确度（回收率），确保其符合欧洲食品安全局（EFSA）的相关标准。

结果显示，在2016–2017年期间，有13%的样品检测到AA，平均浓度为25.1?ng/g；而在2020–2021年，AA的检出率上升至31%，平均浓度达到31.9?ng/g。这一趋势表明，AA的污染情况在近年来有所增加，可能与加工方式、原料选择或消费习惯的变化有关。值得注意的是，尽管所有样品的AA浓度均低于欧盟设定的基准值（750?μg/kg），但儿童和青少年群体的摄入风险仍然较高，尤其是在年龄较小的儿童中。

在风险评估方面，THQ值显示，儿童群体的非致癌风险高于成年人。具体而言，3–4岁儿童的THQ值约为0.02，而同一年龄段的成年人THQ值仅为0.01。此外，MOE值也表明，对于10岁以下的儿童，AA的致癌风险较高，因为MOE值低于10,000，意味着其暴露水平可能接近或超过安全阈值。相比之下，成年人的MOE值普遍高于10,000，表明其风险相对较低。这些数据强调了儿童在AA暴露中的特殊脆弱性，并突出了对儿童健康保护的重要性。

研究还引入了新的风险评估方法，即HQs，该方法考虑了多种来源的AA暴露，而不仅仅是单一食物。根据HQs的计算结果，儿童的暴露比例比成年人高，说明儿童在日常饮食中可能接触到更多含AA的食物。例如，除了土豆片外，儿童还可能通过软面包、早餐谷物、饼干、速溶咖啡等途径摄入AA。这些食物的允许暴露水平均被设定为一定范围，以确保整体风险处于可控范围内。然而，由于儿童的体重较轻，即使摄入量相同，其实际暴露水平也高于成年人，从而增加了健康风险。

此外，研究还分析了不同年龄和性别群体的长期暴露风险。结果显示，儿童群体的ILCR（增量终身致癌风险）显著高于成年人，特别是在3–4岁和5–9岁年龄段。例如，在2016–2017年，3–4岁儿童的ILCR为2.00E-5，这已经超过了美国环境保护局（USEPA）设定的可接受风险水平（1.00E-5）。而在2020–2021年，这一数值保持不变，表明AA对儿童的致癌风险持续存在。同时，儿童群体的MOE值也低于成年人，进一步支持了其较高的风险水平。

本研究还对比了其他地区的相关研究，发现伊朗土豆片中的AA浓度与其他国家相比处于中等水平。例如，韩国的一项研究显示，土豆片中的AA平均浓度为5.5?ng/g，远低于本研究中的数值；而中国的一项研究则发现，AA的平均浓度为137.91?ng/g，显著高于本研究的结果。这些差异可能与不同国家的加工方式、原料来源以及消费习惯有关。此外，研究还指出，不同地区的研究方法和检测技术也存在差异，例如使用GC–MS（气相色谱-质谱）和LC–MS/MS（液相色谱-串联质谱）的比较。LC–MS/MS方法在本研究中表现出更高的灵敏度和准确性，这有助于更精确地评估AA的暴露水平。

在饮食暴露方面，研究显示，儿童和青少年的摄入量高于成年人，尤其是在3–4岁和5–9岁年龄段。这可能与他们较高的零食消费频率有关。因此，针对儿童的AA暴露评估显得尤为重要。研究还指出，多种食物来源的AA暴露可能会叠加，形成更高的健康风险。即使每种食物的AA含量低于安全阈值，其累积效应仍可能对健康产生影响。

为了降低AA的健康风险，研究建议采用多种策略。例如，选择低还原糖含量的土豆品种、控制烹饪温度、使用抗氧化剂或酶处理（如天冬酰胺酶）等方法，可以有效减少AA的形成。此外，提高消费者对健康饮食的认知，减少高风险食品的摄入量，也是降低暴露风险的重要措施。这些策略不仅有助于食品生产企业改进加工工艺，也能为消费者提供更安全的饮食选择。

综上所述，本研究揭示了伊朗土豆片中AA的污染情况及其对不同年龄和性别群体的健康影响。尽管AA的含量未超过欧盟设定的基准值，但儿童群体的摄入风险仍然较高，尤其是3–4岁和5–9岁年龄段。因此，有必要加强对儿童健康风险的监测，并采取措施减少AA的形成和摄入。本研究的结果为食品监管机构、生产企业和消费者提供了重要的参考信息，有助于制定更有效的食品安全政策和健康饮食建议。