《Journal of Food Composition and Analysis》:Probabilistic Health Risk Assessment of Phthalate Esters (DEHP, DBP and BBP) in Packaged Coffee Marketed in Iran: A Monte Carlo Simulation Approach
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邻苯二甲酸酯类(PAEs)是普遍存在的增塑剂,可从聚合物包装中迁移至食品,尤其在高温储存条件下。本研究定量分析了伊朗市售30个品牌包装咖啡中三种优先控制PAEs(DEHP、DBP和BBP),并采用10,000次迭代的蒙特卡洛模拟表征相关的非致癌与致癌健康风险。
邻苯二甲酸酯类(PAEs)是普遍存在的增塑剂,可从聚合物包装中迁移至食品,尤其在高温储存条件下。本研究定量分析了伊朗市售30个品牌包装咖啡中三种优先控制PAEs(DEHP、DBP和BBP),并采用10,000次迭代的蒙特卡洛模拟表征相关的非致癌与致癌健康风险。每个样品经LC-MS/MS三重平行分析。DEHP、DBP、BBP平均浓度分别为4.19、0.35和1.90 μg·kg?1,DEHP为优势同系物。遵循USEPA框架,针对五个性别年龄组(儿童、青少年、青年、中年及成人)推导估计每日摄入量(EDI)、危害商数(HQ)、累积危害指数(HI)和增量终生致癌风险(ILCR)。所有十个亚群中,商品特异性HI远低于1,介于6.15×10??(男童)至1.62×10??(女青年)之间,95百分位≤4.44×10??,表明非致癌危害可忽略。DEHP的ILCR同样远低于USEPA基准1×10??,介于1.63×10?1?(男童)至1.17×10??(中年女性)之间,95百分位≤3.17×10??,表明致癌风险可忽略。敏感性分析确定DEHP浓度(ρ=0.76)和咖啡摄入速率(ρ=0.57)为暴露方差的主要驱动因素。尽管仅咖啡的当前暴露可接受,DEHP优势地位仍需持续监测、改进包装材料与控温储存。
研究背景与立项依据
邻苯二甲酸酯类(Phthalate Esters, PAEs)作为聚氯乙烯等聚合物中物理分散而非共价结合的增塑剂,易从包装、垫圈、油墨及黏合剂中迁移至食品。DEHP、DBP与BBP因内分泌干扰及生殖发育毒性被多国列为优先污染物;其中DEHP被USEPA归为可能人类致癌物(B2组)并具口服致癌斜率因子(Cancer Slope Factor, CSF)。咖啡全球广泛消费,伊朗市售包装咖啡多经层压聚合物或聚合物衬里包装,在常温零售高温且控温不足条件下,脂溶性PAEs向富脂、富美拉德素咖啡基质分配增强,但针对伊朗市场、按年龄性别分层的包装咖啡PAEs概率风险评估尚属空白。既有确定性点估计忽略浓度、体重与消费量变异,而蒙特卡洛法可传播输入分布获风险百分位。该研究由Mazandaran医科大学公共卫生学院研究人员开展,旨在首次提供伊朗包装咖啡DEHP/DBP/BBP代表浓度、用概率框架评估非致癌(HQ/HI)与致癌(ILCR)风险并作年龄性别分层与敏感性分解。
主要技术方法概述
研究人员从伊朗超市及专营店按食药监市场份额抽取30个品牌(18焙炒粉+12速溶)各一批次,原封运输?20℃避塑保存,每品牌三重样共90分析单元。目标物经正己烷液液萃取、同位素内标LC-MS/MS(Agilent 1260/6460 ESI+ MRM)定量;浓度低于LOD者按USEPA取LOD/2。暴露参数按五龄组男女分层:体重正态、咖啡摄入对数正态、暴露期7–20年、EF=350 d·y?1;浓度拟合对数正态(KS检验接受)。风险经10,000次蒙特卡洛迭代(固定随机种子)算EDI、HQ、HI、LADD×CSF得ILCR,并用Spearman秩相关做敏感性分析。
研究结果
3.1 邻苯二甲酸酯检出与浓度:30样全部检出BBP与近全量DEHP(96.7%)、DBP(90%)。均值DEHP 4.19、BBP 1.90、DBP 0.35 μg·kg?1;DEHP中位4.32、范围0.15–6.24。Friedman与Wilcoxon检验确认DEHP>BBP>DBP(p<0.001)。品牌间IQR显示DEHP与BBP异质性强,归因于包装构成与储温史。
3.2 毒性参考值与暴露参数:采用USEPA IRIS的RfD(DEHP 0.020、DBP 0.100、BBP 0.200 mg·kg?1·day?1)与DEHP口服CSF=0.014 (mg·kg?1·day?1)?1;五龄组男女BW、IR、ED见表参。
3.3 非致癌风险(HQ与HI):所有亚群单体系数及HI均低数个数量级;均值HI 6.15×10??(男童)–1.62×10??(女青年),P95≤4.44×10??。DEHP占HI绝对主导。因ED在分子分母抵消,该HQ/HI等价于终生慢性估计。
3.4 DEHP致癌风险(ILCR):均值1.63×10?1?–1.17×10??,P95≤3.17×10??,低于1×10??三至四个数量级。青年与中年、女性略高(体重分母小),但绝对可忽略。
3.5 敏感性分析:Spearman ρ显示DEHP浓度0.76、咖啡IR 0.57为主导,体重?0.19,DBP/BBP浓度ρ≤0.02。控DEHP与量化摄入行为是干预重点。
讨论部分总结
研究人员指出,PAEs在包装咖啡中普遍检出但浓度低、咖啡日摄质量小,致商品特异风险可忽略;该结论与土耳其Isci等确定性研究及伊朗果汁/冰淇淋研究一致。年龄梯度(青年/中年最高、儿童最低)由IR与ED驱动,女性略高由BW分母机制解释,Kruskal-Wallis与Mann-Whitney显著。局限性含:仅三PAEs单商品、未动态捕温变迁移、包装阻隔差异未量化、暴露因子来自全国统计而非个体膳食调查、毒性值自身不确定。讨论强调咖啡单独贡献仅占EFSA组合TDI(50 μg·kg?1·day?1)约9×10??,须以全膳食+饮水+尘螨多路径聚合评估方得公共健康全貌。
结论部分翻译
DEHP、DBP与BBP在伊朗市售30品牌包装咖啡中均可定量,DEHP为优势同系物。基于USEPA、10,000次蒙特卡洛的概率表征显示:儿童、青少年、青年、中年及成人男女亚群的非致癌危害(HI?1)与DEHP致癌风险(ILCR?1×10??)均可忽略,即便保守高百分位亦如此。DEHP浓度与咖啡摄入速率为暴露主因。包装咖啡本身不构成显著PAEs暴露关切;但DEHP持续存在及PAEs内分泌干扰潜力支持持续监测、低迁移包装与控温分销。未来需将其他膳食源、饮水及室内尘纳入聚合多路径评估,以定位本研究所识“咖啡单独可忽略风险”在全暴露谱中的位置。
(全文约1520汉字)