食品接触化学品的优先级排序与分组:从混乱到清晰

《Environmental Science & Technology》:Prioritizing and Grouping Food Contact Chemicals: From Chaos to Clarity

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Environmental Science & Technology 12.2

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  已知至少有2160种食品接触化学品(FCC)会迁移进入食品,其中部分物质如某些双酚类与邻苯二甲酸酯类已因健康风险在部分地区受到监管。然而现行化学品管理进展缓慢,且易出现遗憾替代,例如双酚A(BPA, CAS 80-05-7)被双酚S(BPS, CAS 80-0

  
已知至少有2160种食品接触化学品(FCC)会迁移进入食品,其中部分物质如某些双酚类与邻苯二甲酸酯类已因健康风险在部分地区受到监管。然而现行化学品管理进展缓慢,且易出现遗憾替代,例如双酚A(BPA, CAS 80-05-7)被双酚S(BPS, CAS 80-09-1)替代。为提供循证指导,研究人员基于已知人体健康危害与来自食品接触材料(FCM)的暴露潜力,对已知15159种FCC系统排序,得到由1222种FCC组成的FCCprio清单;这些FCC依据全球化学品统一分类和标签制度(GHS)对齐危害数据,具有致癌性、致突变性、生殖毒性、特定靶器官毒性、内分泌干扰、持久性、生物累积性和/或迁移性。其中94种因有迁移至食品且存在于人体生物监测证据而归为最高层(Tier 1)。研究人员进一步按化学结构将所有已知FCC分组,识别出38个高危害占比的优先结构群,包括已知的邻苯二甲酸酯类、全氟和多氟烷基物质(PFAS)及较少讨论的初级芳香胺、有机磷酸酯、异氰酸酯等。4222种FCC落入优先群,其中70%缺乏充分危害数据,显示知识缺口与遗憾替代风险。结果凸显通过分组优先处理数据匮乏FCC的潜力,但最终仍需混合物毒性评估或成品FCM生物活性测试等整体策略,以降低人体暴露于有害或未测FCC的风险。
研究背景方面,食品包装及其他食品接触材料(FCM)是人类暴露于化学品的重要来源,至少2160种化学品已知可从FCM迁移至食品,FCCdb数据库收录超12000种可能有意使用的FCC,FCCmigex数据库实验证实超5000种FCC存在于FCM提取物或迁移物中,其中包含非有意添加物质(NIAS)。当前仅双酚A、邻苯二甲酸酯、PFAS等少数FCC受深入关注,绝大多数FCC缺乏可靠危害数据、未受系统排序与监管;即便有危害与暴露证据也不自动转化为管制,如苯乙烯仍在使用,BPA至2025年才在欧盟禁用。现行逐物质评估方式难以应对FCC数量增长与分析技术进步带来的新识别化学品,因此亟需基于危害与结构的系统框架。研究人员开展的研究旨在构建FCC宇宙的结构化视图:先整合FCCdb与FCCmigex得到15159个标准CASRN代表的已知FCC;继而采用与GHS对齐的权威危害数据(涵盖持久性P、迁移性M、生物累积性B、致癌性C、致突变性M、生殖毒性R、反复暴露特异靶器官毒性STOT-RE及内分泌干扰ED),结合暴露证据(人体生物监测FCChumon、迁移实验FCCmigex、有意使用FCCdb)划分四级Tier,形成FCCprio清单(1222种);再开发自动化可解释分组方法,利用SMARTS结构模式、列表比对、关键词、ClassyFire本体将FCC归入层级结构分类与38个优先群。结论显示:1222种(8%)FCC具人健康危害入FCCprio,其中94种归Tier 1(既迁移又被人体生物监测检出,如铅、PFOA、DEHP);87% FCC无任何统一危害数据。38个优先群中有机锡、氯化烷烃、含毒重金属化合物、异硫氰酸酯、氯化烯烃危害占比最高(43%–55%),邻苯二甲酸酯、元素、PAH等暴露文献最多;4222种FCC落优先群,70%缺数据。该研究发表于《Environmental Science & Technology Health》相关卷期,意义在于把“混乱”的FCC域转为可沟通、可监管、可设计替代的清晰结构,支持预防遗憾替代与SSbD框架。
主要关键技术方法上,研究人员合并FCCdb与FCCmigex并以CASRN校验去重确定15159种已知FCC;危害数据仅取政府/监管源(IARC、ECHA统一分类与标签库存、ECHA授权清单、澳大利亚HCIS、日本NITE、加州65提案、ECHA SVHC/PBT/POP/PMT等共15类)中机构审阅过的GHS或EU-GHS类标签,排除仅通报未审阅数据;暴露分层用FCChumon+FCCmigex+FCCdb三者证据组合定义Tier1–4;分组方法为专家预设可解释群组加四路映射——SMARTS子结构匹配(RDKit)、公开列表比对、名称关键词、ClassyFire(ChemONT)分类,经层级一致性核查与迭代剔除不可靠列表,最终用群内危害占比≥45%与平均文献数≥2锁定38优先群。样本队列并非临床队列,而是化学队列:源自FCCdb(中欧美日等监管Inventory)与FCCmigex(2022–2024新增千余种)的化学品集合,以及FCChumon人体生物监测检出化学品集合。
研究结果部分,3.1节已知食品接触化学品指出15159种FCC关联44269个CASRN,67%仅现于FCCdb、24%仅现于FCCmigex、9%两库共有,说明有意添加与NIAS同等重要,且实际数被低估。3.2节FCCprio清单表明1222种(8%)因满足Carc.1(H350)、Muta.1(H340)、Repr.1/2/Lact(H360/H361/H362)、STOT-RE1/2(H372/H373)、PBT(vPvB)、PMT(vPvM)、ED(EUH380/430)入清单;Tier1有94种(迁移+生物监测双证据),Tier2有264种(仅迁移),Tier3有224种(仅可提取),Tier4有640种(仅有意使用);13211种(87%)无任何统一危害数据,769种仅有ECHA未审阅通报数据。3.3节分组中,3.3.1层级结构分类显示8638种有机、1329种有机金属、608种无机、4584种因缺SMILES未分类;有机中以含氧(4107)、多杂原子(2751)、烃(1143)、含氮(408)为主,SMARTS与分子式/ClassyFire计数有差异。3.3.2优先群与高暴露群指出38优先群里有机锡/氯化烷烃/含砷镉铬铅汞镍化合物/异硫氰酸酯/氯化烯烃危害率超43%;最大优先群为“其他酚衍生物”(906中含124危害)、其他有机氯(694中125)、芳香醚醇(386中62)、无机盐(368中86)、PFAS(231中44);高暴露群为元素(均12.5篇)、邻苯二甲酸酯(12.1)、含重金属化合物(5.7)、PAH(4.7)、脂肪酰胺(4.5);4222种入优先群者807已知危害、2758无数据、187部分无数据。3.3.3功能群识别317抗氧剂、276增塑剂、412光稳定剂、150光引发剂及色素溶剂农药等,指出功能—结构关联可辅助安全替代。3.3.4分组应用说明群级监测可侦测替代与淘汰趋势。
讨论与结论翻译总结:研究人员强调逐物质监管慢且致遗憾替代,危害本位排序能在缺暴露数据时锁定有害FCC;分组填补数据缺口但4,222种优先群FCC中70%缺危害数据,显示结构相似不等于安全,需防群内未知同系物替代。最终结论为——FCCprio清单与38优先结构群把15159种FCC从混乱转为可操作清晰集,Tier1的94种应优先淘汰;但真正降低风险须超越单物质,采用混合物毒性评估与成品FCM体外生物活性筛查,并在设计端用SSbD替代有害结构。原文结论明确:虽然分组能优先处理数据贫乏FCC,但整体策略(混合物毒性、成品FCM生物测试)才是减少人体暴露于有害或未测FCC的根本路径。
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