通过ICP-MS元素分析技术评估植物基奶制品替代品的安全性和健康风险

《Food and Humanity》：Evaluating the safety and health concerns of plant-based milk alternatives through elemental profiling using ICP-MS

本研究对市售20种植物奶替代品（豆类、杏仁、椰子、燕麦）进行元素分析，发现有害元素（Sn、Mo、Ti）主要存在于豆奶中，但所有样本的毒性指数均低于0.05，表明安全可食用。必需元素如Ca、Mg、K浓度较高，但未超过推荐摄入量，建议加强营养强化以弥补不足。

　　植物基乳制品作为一种受欢迎的饮食替代品，近年来在全球范围内迅速增长。这种产品主要由植物来源制成，包括大豆、杏仁、椰子、燕麦等，旨在为那些寻求素食或乳糖不耐受的消费者提供营养丰富的选择。然而，随着其普及度的提高，人们开始关注这类产品在加工过程中可能存在的营养成分变化以及潜在的有害元素污染问题。为此，一项针对市售植物基乳制品的元素分析研究正在进行中，旨在评估其安全性，并确保消费者在日常饮食中能够获得健康的营养摄入。

研究团队分析了20种市面上常见的植物基乳制品样本，包括大豆、杏仁、椰子和燕麦制成的乳制品。这些样本通过微波消解法进行预处理，随后利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行元素分析。通过这一过程，研究人员将元素分类为优先有害元素、非必需元素和必需元素，并对它们的浓度进行了评估。研究结果表明，大豆乳制品中含有的有害元素浓度最高，包括锡（Sn）、钼（Mo）和钛（Ti），随后是椰子、杏仁和燕麦乳制品。非必需元素铝（Al）在所有样本中的浓度最高，范围在1000至4100微克/升之间。而必需元素如钙（Ca）、镁（Mg）、钾（K）、钠（Na）、磷（P）、铜（Cu）、铁（Fe）、硒（Se）、锌（Zn）、锰（Mn）和铬（Cr）在所有样本中都表现出较高的浓度。

为了确保研究方法的准确性，团队进行了质量控制，包括计算方法的检测限（LOD）和定量限（LOQ），分别为0.001至1.63微克/升和0.002至4.96微克/升。同时，通过计算R2值（0.99）和相对标准偏差（%RSD <1.8）来评估方法的线性和重复性。此外，使用内部标准（Ge、La、Y、Sc）进行质量保证，发现其回收率在90%至130%之间，这表明实验数据的准确性和可靠性得到了保障。

在健康风险评估方面，研究人员计算了多种指数，包括危害指数（HI），以评估植物基乳制品的消费风险。结果显示，所有样本的HI均低于0.05，表明其对消费者的健康风险处于安全范围内。这一发现对于消费者而言具有重要意义，因为这意味着即使在日常饮食中摄入植物基乳制品，其对人体健康的潜在危害也相对较低。然而，尽管这些产品在某些方面表现出较低的健康风险，仍然需要对其可能存在的微量有害元素进行持续监测，以确保其长期食用的安全性。

植物基乳制品不仅在营养成分上与传统乳制品有所不同，而且在加工过程中可能引入新的污染物。例如，某些植物基乳制品可能在生产过程中使用塑料包装材料，这些材料可能会释放出微塑料或其他有害物质。此外，植物基乳制品在储存和运输过程中也可能受到环境污染的影响，例如土壤和水源中的重金属污染。因此，对植物基乳制品进行系统的元素分析，不仅可以帮助了解其营养成分，还能揭示其可能存在的污染源，从而为消费者提供更全面的信息。

在研究中发现，某些有害元素如镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）和镍（Ni）在植物基乳制品中的浓度可能对人体健康产生潜在影响。镉是一种具有高毒性的重金属，其长期摄入可能导致肝肾功能损害，并在体内积累，从而影响人体的代谢过程。铬同样具有较高的毒性，尤其在高剂量摄入时，可能引发过敏反应和贫血。镍的摄入量在成年人中通常处于较低水平，但其长期积累可能对心血管系统和消化系统造成负担。此外，锡的急性暴露可能引发呼吸道刺激和消化道及神经系统问题，而锰的高浓度摄入则可能导致肝脏和肾脏的损伤。

另一方面，植物基乳制品中也富含多种必需元素，这些元素在维持人体生理功能和健康方面发挥着重要作用。例如，钙、镁和钾是维持骨骼健康、神经传导和肌肉收缩的关键矿物质。铜、锰和铁则在抗氧化反应和维持体内平衡方面起着重要作用。锌是蛋白质合成和胶原生成的重要元素，有助于伤口愈合和酶的活性。此外，钠的摄入对于调节细胞内外的水分平衡至关重要，而磷酸盐（P）的高浓度摄入可能对肾脏功能产生负面影响。因此，植物基乳制品不仅在提供营养方面具有优势，而且在某些情况下可能比传统乳制品更有利于健康。

值得注意的是，研究中还发现，植物基乳制品中的某些非必需元素如铝（Al）的浓度较高，这可能与原材料的来源或加工过程中的污染有关。铝元素虽然在某些食品中不可避免地存在，但其高浓度摄入可能对神经系统产生影响，特别是在长期饮用的情况下。因此，铝的浓度监测对于确保植物基乳制品的安全性具有重要意义。此外，研究还指出，某些植物基乳制品在混合后可能具有更高的营养价值，例如杏仁与椰子混合的乳制品可能提供更丰富的矿物质和维生素，从而增强其健康效益。

在讨论部分，研究团队进一步分析了植物基乳制品中各种元素的浓度分布及其对人体健康的影响。结果显示，钠、钾和钙的浓度在所有样本中均较高，而其他元素如镁、磷、铜、铁、锌、锰和铬的浓度也表现出一定的差异。例如，杏仁乳制品中的钙含量是推荐每日摄入量的两倍，这可能对某些需要补充钙质的人群有益。然而，高浓度的钠摄入可能对心血管健康产生不利影响，因此需要关注其摄入量是否在合理范围内。此外，铁的浓度在植物基乳制品中也较高，这可能有助于改善贫血状况，但过量摄入也可能对身体造成负担。

研究还指出，植物基乳制品中的某些元素可能对特定人群产生不同的健康影响。例如，含有较高浓度的锌和锰的乳制品可能对增强免疫系统和促进新陈代谢有益，但同时也需要警惕其潜在的毒性。此外，植物基乳制品中的某些微量元素如硼（B）和锂（Li）的浓度虽然较低，但其长期摄入对健康的影响仍需进一步研究。因此，植物基乳制品的元素分析不仅有助于了解其营养成分，还能为不同人群的健康需求提供科学依据。

总体而言，这项研究揭示了植物基乳制品在元素组成方面的复杂性，既包括有益的必需元素，也包括可能带来健康风险的有害元素。研究结果表明，尽管植物基乳制品在某些方面可能优于传统乳制品，但其安全性仍需通过严格的元素分析和风险评估来确保。此外，研究还强调了对植物基乳制品进行持续监测的重要性，以防止其在加工或储存过程中受到污染。通过这些努力，消费者可以在享受植物基乳制品带来的健康益处的同时，避免潜在的健康风险。