《Journal of the Science of Food and Agriculture》:Overview of the re-evaluation of trace elements as nutritional feed additives in the European Union: characterization, safety, and efficacy
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欧盟(EU)饲料添加剂的再评估在法规(EC)No 1831/2003中进行了概述。主要目标是确保安全并验证有效性,以及更新授权并逐步淘汰不安全的添加剂或行业未表达兴趣的添加剂。再评估的科学部分分配给欧洲食品安全局(EFSA)。共有8种微量元素的35种化合物(铁
欧盟(EU)饲料添加剂的再评估在法规(EC)No 1831/2003中进行了概述。主要目标是确保安全并验证有效性,以及更新授权并逐步淘汰不安全的添加剂或行业未表达兴趣的添加剂。再评估的科学部分分配给欧洲食品安全局(EFSA)。共有8种微量元素的35种化合物(铁、锌、锰、铜、碘、硒、钴和钼)被再评估。2012年至2019年间,EFSA发布了33份关于微量元素通用方面或特定化合物的科学意见。对特征、安全性和有效性进行了评估。这些意见和9项授权法规构成了本概述的基础。本文总结了欧盟微量元素作为饲料添加剂再评估的程序和关键结果,并强调了风险管理者采取的政策决定。? 2026 The Author(s). Journal of the Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry。
INTRODUCTION
八种元素——铁、锌、锰、铜、碘、硒、钴和钼——被确认为对动物至关重要,因为它们在关键生理过程和维持健康中的作用。在现代 livestock 生产系统中,通过饲料添加剂补充这些微量元素(TEs)已成为满足农场动物营养需求的必要措施。它们的膳食添加对大多数物种是必要且确立的,但过度的口服暴露可能导致不良反应,包括毒性和严重情况下的死亡。钴和钼具有特殊特征:钴本身无直接生物学功能,其必需性完全源于其作为钴胺素(维生素B12)中心原子的角色,仅能由具有瘤胃或后肠发酵的动物体内的微生物合成;钼是所有动物物种中几种钼辅酶的组分,尽管需求量极低且通常由基础日粮满足,但在反刍动物中,钼与铜的强烈相互作用可显著影响矿物质平衡,防止铜毒性,尤其在绵羊中。欧盟饲料添加剂的授权和销售受法规(EC)No 1831/2003建立的集中制度监管,该法规取代了过时的指令70/524/EEC,并因20世纪90年代末牛海绵状脑病危机后的食品安全担忧而加强了控制。EFSA在食品饲料科学风险评估中发挥核心作用。该法规还要求对2003年已上市的饲料添加剂进行再评估,过程依赖申请人提交的技术档案。FEEDAP Panel负责这些申请的科学评估,评价添加剂的表征、有效性以及对靶动物、消费者、使用者和环境的安全性。最终授权决定由欧盟委员会(EC)与成员国协商采取,风险管理者考虑EFSA的科学建议,但也可能纳入更广泛的社会、经济和伦理因素,因此监管决定并不总完全反映FEEDAP Panel的建议。本文描述了用作营养性饲料添加剂的微量元素化合物再评估过程及其对加强饲料和食品安全、现代化欧盟饲料添加剂授权系统的成果。
MATERIALS AND METHODS
用于本文的数据主要来自FEEDAP Panel发布的科学意见和EC通过的相应法规,包括33份科学意见(29份直接与再评估档案相关,4份关于锌、铜、碘和钴的通用授权)和9项授权法规。从科学意见中提取了用于表征饲料添加剂的参数、Panel评估TE化合物安全性和有效性的方法学以及主要发现和推荐。这些信息被综合并与相应授权法规的规定比较,介绍了再评估的主要结果,特别强调改进表征和增强化学品在动物营养中使用的安全性和有效性的方面。
RESULTS AND DISCUSSION
整体结果:产生的科学意见和授权的化合物
总共提交了35种TE化合物进行再评估,随后授权了39种基于TE化合物的饲料添加剂,涉及铁(8)、锌(8)、锰(6)、铜(9)、碘(2)、硒(2)、钴(3)和钼(1),但一种铁化合物(氧化铁)授权被拒。数量不匹配主要由于先前授权化合物(即螯合物)的拆分增加了新化合物。29份与应用档案相关的科学意见在2012年至2019年间发布。还产生了4份关于锌、铜、碘和钴通用问题的意见。17种2003年市售的TE化合物未提交再评估,因而退出欧盟市场,包括铁、锌、锰、铜、碘、钴和钼的多种化合物,这反映了行业兴趣有限。再评估过程精简了授权,仅保留了行业认为值得支持的化合物。
化学表征
再评估过程显著改进了用作饲料添加剂的TE化合物的化学表征。根据IUPAC命名法更新化合物名称并包含CAS号,澄清了物质身份。FEEDAP Panel还改进了某些化合物的描述,例如为碳酸亚铁引入“siderite”名称。有机TE化合物表征面临额外挑战,对于铜、铁、锰和锌,先前授权的“氨基酸水合物螯合物”根据?合程度重新定义为两类:氨基酸水合物螯合物(含最大10%超过1500 Da的分子)和蛋白质水解物螯合物(至少85%或50%的元素以?合形式存在)。评估还考虑了蛋白质水解物中赖诺丙氨酸(LAL)的可能存在,报道浓度低于50 mg kg-1蛋白质水解物,未引起关注。再评估后,“甘氨酸水合物螯合物”被授权为固体和液体两种配方,铜和锌含量不同,而铁和锰仅授权固体形式。还强调了量化饲料中有机TE化合物的分析方法需求。系统评估了指令2002/32/EC管制的杂质(砷、镉、铅、汞、氟和二噁英),多数未发现问题,但氧化亚锰和二水钼酸钠中汞水平较高,建议监测。镍虽未管制,但因常见于矿物矿石和制造过程也被评估,在铜和锰化合物中浓度升高,正在准备修订指令以包括镍。有机TE化合物的潜在微生物污染(大肠菌群、沙门氏菌、霉菌、酵母和霉菌毒素)评估未引起安全担忧。规定了每种授权化合物的最低相关TE含量,并引入由欧盟参考实验室(EURL)评估的验证分析方法,加强了化学表征和监测协调。
安全性
对靶动物的安全性
为评估TE化合物对靶动物的安全性,FEEDAP Panel考虑了再评估时授权的最大饲料水平、申请人提供的信息和NRC报告的最大耐受水平(MTLs)。对于铁化合物,Panel建议年轻动物避免使用碳酸亚铁(siderite),因生物利用度有限,该建议纳入法规;并建议降低牛和家禽的铁最大水平至450 mg kg-1饲料(原750),宠物至600 mg kg-1(原1250)。对于锌化合物,与NRC MTLs比较显示安全边际,Panel后来提议降低总锌最大含量,EC修订了水平。锰化合物在授权水平下安全,但需注意氧化亚锰中钴污染。铜化合物安全边际因物种而异,Panel建议维持使用预混料和标签警告,并提议降低仔猪铜水平,EC采纳了牛和山羊的修订水平,但仔猪保留较高水平以控制断奶后腹泻。碘化合物在授权水平下安全,但马、狗和猫耐受水平较低,建议并实施了降低水平。硒在0.5 mg kg-1饲料下安全,未改变最大水平。钴在2 mg kg-1饲料下无安全问题,但Panel建议降低补充量,法规部分采纳。钼再评估针对绵羊,基于Cu:Mo比(3-10),Panel结论2.5 mg Mo kg-1饲料安全,被法规采纳。镍污染估计暴露低于MTLs,无安全问题。
对消费者的安全性
评估消费者安全性时,Panel考虑了先前EC科学委员会的意见、其他欧盟框架数据和申请人数据。健康基于指导值(HBGV)通常为耐受上限(UL)。暴露评估基于动物产品,结合背景膳食摄入。铁无UL,Panel参考美国医学研究所UL 45 mg day-1,结论补充不引起消费者安全担忧。锌UL为成人25 mg day-1,儿童13 mg day-1,暴露未超限。锰因不确定性未建立UL,但沉积数据支持安全。铜UL为成人5 mg day-1,幼儿1 mg day-1,Panel注意到最大残留水平(MRLs)与授权饲料水平差异,建议协调。碘摄入可能超过UL,尤其幼儿,建议降低饲料水平并监测。硒补充未显著增加动物产品中浓度,暴露低于UL。钴被分类为致癌和生殖毒性,但膳食暴露远低于HBGV。钼补充不导致组织积累,安全。总体而言,补充在授权水平下对消费者安全,但碘需降低水平,铜需协调MRLs。
对使用者的安全性
评估使用者安全性考虑职业毒性,关注皮肤/眼刺激、致敏、呼吸毒性和全身效应。一般致敏风险见于含镍化合物和氨基酸螯合物。溶解度、离子活性和局部毒性相关:高溶性氯化物和硫酸盐刺激性更强,不溶性氧化物和螯合物反应性较低。铁化合物一般刺激皮肤和粘膜,不腐蚀,但硫酸亚铁和氯化铁是呼吸危害,所有形式可能呼吸致敏;螯合铁毒性较低;氧化铁因遗传毒性所有途径暴露均有害。锌化合物刺激皮肤和粘膜,硫酸锌致皮肤致敏,所有锌添加剂吸入有害。锰化合物是眼刺激物,吸入风险因职业神经毒性,镍污染增加关注。铜化合物吸入有害,刺激皮肤和眼。碘化合物刺激和致敏,应避免吸入和皮肤接触。亚硒酸钠吸入和皮肤暴露风险,硒酸钠刺激性较低但仍刺激和致敏。钴化合物刺激皮肤和眼,呼吸致敏,致癌,建议最小化暴露。钼酸钠刺激眼和皮肤,非皮肤致敏,吸入风险低。风险管理者纳入了个人防护设备和预混料要求。
对环境的安全性
TE饲料添加剂使用导致环境释放,动物排泄后进入土壤生态系统。铁因地壳丰度环境关注有限。锌和铜因使用水平高被详细评估,Panel结论可能对水生环境有风险,需进一步细化评估。铜积累与抗菌素耐药性发展可能相关,高铜仔猪粪便可能风险土壤生物。Panel后来发布意见降低锌和铜最大水平,减少环境风险。FEEDAP Panel已启动新任务,根据2019年指南重新评估钴、铜、碘、锰、钼、硒和锌的环境安全性。
微量元素化合物在饮用水中的使用
Panel建议避免在饮用水中的使用,因动物暴露变异性,立法禁止这些TE化合物用于饮用水。
有效性
有效性评估依赖技术档案和科学文献。铁状态用红细胞计数、血红蛋白和红细胞指数评价,6/8铁化合物有效,碳酸亚铁幼畜生物利用度不足(限制使用),氧化铁无效(未授权)。锌状态无可靠生物标志物,常用肝脏和骨骼浓度,所有7种锌化合物有效,氧化锌生物利用度较低且变异。锰无可靠生物标志物,吸收受高钙、磷、铁抑制,所有5种锰化合物有效。铜状态用肝脏铜浓度和Cu/Zn超氧化物歧化酶(SOD)活性,所有7种铜化合物有效,生物利用度受铁、钼、锌相互作用影响。碘用血浆促甲状腺素、甲状腺素和尿、奶、蛋中碘评价,所有评估化合物有效,吸收受致甲状腺肿物质影响。硒用谷胱甘肽过氧化物酶、血清硒和碘甲腺原氨酸-5'-脱碘酶评价,亚硒酸钠和硒酸钠有效。钴用血清维生素B12评价,对反刍动物有效,非反刍动物非必需,限制使用。钼无既定生物标志物,不用于满足营养需求,用于调节Cu:Mo比。