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海南產即溶咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露風險評估

文檔作者：趙亞南, 曾紹東,楊春亮,王明月文檔來源：中國熱帶農業(yè)科學院農產品加工研究所農業(yè)部農產品加工質量安全風險評估實驗室		點擊數：	更新時間： 2025年06月26日
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上一篇：航空食品危害分析和關鍵控制點

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第4 卷第 6 期食 品安全質量檢測學報Vol. 4 No. 6
2013 年12 月Journal of Food Safety and Quality Dec. , 2013
*通訊作者: 王明月, 研究員, 主要研究方向為農產品質量安全。E-mail: hkwmy0815@163.com
*Corresponding author: WANG Ming-Yue, Professor, Agricultural Products Processing Research Institute, Chinese Academy of Tropical
Agricultural Sciences, No.48, Renmingdadaonan Road, Xiashan District, Zhanjiang 524001, China. E-mail: hkwmy0815@163.com
海南產即溶咖啡粉中丙烯酰胺的
膳食暴露風險評估
趙亞南, 曾紹東,楊春亮,王明月*
(中國熱帶農業(yè)科學院農產品加工研究所, 農業(yè)部農產品加工質量安全風險評估實驗室, 湛江 524001)
摘要: 目的開展海南即溶咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露風險評估, 為咖啡粉質量安全的監(jiān)管提供技術
支撐。方法采用食品安全風險評估的一般步驟: 危害識別、危害特征描述、膳食暴露評估、風險特征描述,
對海南即溶咖啡粉中的丙烯酰胺進行膳食暴露風險評估。結果各年齡段居民的理論暴露量均低于其理論
每日允許攝入量。結論海南產即溶咖啡粉中的丙烯酰胺不會對消費者身體健康產生危害, 不必進入風險管
理程序。
關鍵詞: 海南即溶咖啡粉; 丙烯酰胺; 膳食暴露風險評估
Dietary arcylamide exposure assessment of Hainan instant coffee powder
ZHAO Ya-Nan, ZENG Shao-Dong,YANG Chun-Liang, WANG Ming-Yue*
(Laboratory of Quality &amp;amp; Safety Risk Assessment on Agro-products Processing Ministry of Agriculture, Agricultural Products
Processing Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences;
Zhanjiang 524001, China)
ABSTRACT: Objective To develop the dietary arcylamide exposure risk assessment of Hainan instant coffee
powder, and thus to provide technical support for coffee quality safety supervision. Methods The general
steps of the food safety risk assessment(hazard identification, hazard characterization, exposure assessment,
and risk characterization) were used to conduct dietary arcylamide exposure risk assessment of Hainan instant
coffee powder. Results The theoretical intakes for residents of all ages were below the theoretical daily intake.
Conclusion Residues in coffee powder do not harm to consumers’ health, and it is not have to enter the risk
management procedure.
KEY WORDS: Hainan instant coffee powder; arcylamide; dietary exposure risk assessment
丙烯酰胺(acrylamide, AA)是合成聚丙烯酰胺的
前體物質, 已有研究[1,2]證明丙烯酰胺能引起神經損
傷, 并且有遺傳毒性和人類可能的致癌作用。2002
年4 月瑞典國家食品管理局(National Food
Administration, NFA)及瑞典斯德哥爾摩大學的研究
人員率先報道, 多種食品尤其是淀粉類食品如炸薯
條、法式油炸土豆片、面包、咖啡等, 在高溫加工過
程中產生大量丙烯酰胺。此后引起了國際社會的高度
重視, 成為各國科學家研究[3]的熱點問題?？Х扔捎?
含有多種營養(yǎng)成分且具有獨特的醇香口味和提神、興
奮的作用, 已作為一種休閑飲品被越來越多的現代
人所喜愛, 其產量和消費量逐年增加[4]。咖啡在加工
1886 食品安全質量檢測學報第 4 卷
過程中會產生一定量的丙烯酰胺[5]。如果咖啡粉丙烯
酰胺含量過高或者攝入量過大將會對消費者的健康
安全構成一定的安全隱患, 也不利于咖啡產業(yè)的健
康發(fā)展。開展來源于咖啡粉中丙烯酰胺的風險評估,
掌握其膳食暴露量數據, 以降低我國人群膳食暴露
水平已刻不容緩。
本研究通過液相色譜-串聯(lián)質譜技術對咖啡粉中
丙烯酰胺含量進行檢測, 結果結合人口學和消費學
數據, 對來源于咖啡粉的丙烯酰胺攝入狀況進行風
險評估。以建立即溶咖啡粉中丙烯酰胺對消費者構成
危害的程度, 進一步控制或減少食品加工中丙烯酰
胺的形成, 降低我國人群丙烯酰胺的膳食暴露水平,
促進食品安全發(fā)展, 保護消費者健康。
1 材料與方法
1.1 即溶咖啡粉中丙烯酰胺含量分析
1.1.1 抽樣
選取 2013 年的5 月和6 月于海南省海口市和儋
州市各大超市隨機抽取市售海南即溶咖啡粉樣品各
50 份, 共100 份。
1.1.2 儀器與試劑
UPLC-TQD 型三重四極桿串聯(lián)質譜儀, 配備
ACQUITY UPLC 高壓液相色譜儀(美國WATERS 公
司); 高速勻漿機(德國IKA 廣州, 型號T25); 旋轉蒸
發(fā)儀(瑞士BUCHI 公司, 型號R-200); 分析天平(日本
島津, 型號AUY220)等。
主要試劑: 甲酸(分析純), 甲醇(色譜純), 正己
烷(分析純), 0.1%甲酸溶液, HLB 固相萃取柱(6 CC
200 mg, 美國Waters 公司), MCX 固相萃取柱(3 CC
60 mg), 丙烯酰胺標準品(純度>99%), 13C3-丙烯酰胺
標準品(純度>98%), 實驗用水均為超純水。
標準儲備液(1000 mg/L): 準確稱取丙烯酰胺標
準品10 mg(精確到0.01 mg)于10 mL 棕色容量瓶中,
用甲醇溶解并定容刻度, -20 ℃冰箱保存。
中間溶液(100 mg/L): 準確移取儲備液1.00 mL
置于10 mL 棕色容量瓶中, 加甲醇稀釋至刻度,
-20 ℃冰箱保存。
使用溶液 I(10 mg/L):準確移取中間溶液1 mL 置
于10 mL 棕色容量瓶中, 加0.1%甲酸溶液稀釋至刻
度?，F用現配。
使用溶液 II(1 mg/L): 準確移取使用溶液I 1 mL
置于10 mL 棕色容量瓶中, 加0.1%甲酸溶液稀釋至
刻度。現用現配。
13C3-丙烯酰胺內標儲備溶液(1000 mg/L): 準確
稱取13C3-丙烯酰胺標準品10 mg(精確到0.01 mg)于
10 mL 棕色容量瓶中, 用甲醇溶解并定容刻度,
-20 ℃冰箱保存。
內標使用液(10 mg/L): 準確移取內標儲備液 1
mL, 置于100 mL 容量瓶中, 甲醇定容至刻度,
-20 ℃冰箱保存。
1.2 丙烯酰胺檢測方法
1.2.1 提取
準確稱取樣品1 g, 加入10 mg/L 13C3-丙烯酰胺
內標20 μL, 加超純水20 mL, 振蕩30 min, 于4000
r/min 離心10 min, 取上清液。加入5 mL 正己烷振
蕩萃取10 min, 于10000 r/min 離心5 min, 除去有機
相, 再用5 mL 正己烷重復萃取1 次, 取水相1.5 mL
凈化。HLB 柱依次用3 mL 甲醇、3 mL 水平衡后, 取
1.5 mL 提取液上樣, 4 mL 80%甲醇水溶液洗脫;
MCX 柱依次用2 mL 甲醇、2 mL 水平衡后, 將4 mL
HLB 洗脫液全部上樣并全部收集, 洗脫液氮氣吹近
干, 用0.1%的甲酸溶液定容至1.0 mL, 過0.22 m 水
相濾膜, 上機測定。
1.2.2 色譜條件
色譜柱為 ACQUITY UPLC BEH, C18 柱(1.7 μm
粒徑, 2.1 mm×5 mm, 美國Waters 公司); 流動相及洗
脫條件為流動相為甲醇/0.1％甲酸(10:90), 等度洗脫;
流速 0.3 mL/min, 進樣體積為10 μL, 柱溫為40 ℃。
1.2.3 質譜條件
離子源為 ESI, 掃描方式為正離子模式, 離子源溫
度為110 ℃, 脫溶劑氣溫度為350 ℃, 噴霧電壓為3800
V, 毛細管電壓為4 kV, 脫溶劑氣流量為600 L/h, 錐孔
反吹氣流量50 L/ h, 掃描方式為多反應監(jiān)測(MRM), 丙
烯酰胺及其同位素內標的質譜分析參數見表1。
1.3 即溶咖啡粉消費數據
來自 2002 年中國居民營養(yǎng)與健康狀況調查[6]通
過24 h 膳食回顧法, 按不同性別, 不同年齡收集整理
的消費群體個體數據和消費數據。由于沒有海南即溶
咖啡粉的消費數據, 本研究以2002 年中國居民營養(yǎng)
與健康狀況調查中“其他”類別代替。
第6 期趙亞南, 等: 海南產即溶咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露風險評估 1887
1.4 方法的加標回收率、相對標準偏差和檢
出限
取丙烯酰胺含量為 1 μg/kg 的即溶咖啡粉樣品基
質A, 分別加入不同水平的丙烯酰胺標準溶液和內
標。各加標水平進行6 次平行測定, 以回收率表示方
法的準確度, 以相對標準差(RSD)表示方法的重復性
精密度。根據對基質空白的測定確定噪聲, 以3 倍噪
聲峰高對應的濃度為檢測限, 詳見表2。
表 1 丙烯酰胺及其同位素內標的質譜分析參數
Table 1 LC-MS/MS parameters for acrylamide and 13C3-acrylamide
Compound Retention time/min Monitoring ion pair/(m/z) Cone voltage/V Collision energy/eV Possible identity
Acrylamide 4.62 72>44.1 30 15 [C2H3]+
72>55.1 30 8 [C3H3O]+
13C3-Acrylamide 4.58 75>45.1 25 10 [13C2H3]+
75>58.0 25 10 [13C3H3O]+
表 2 丙烯酰胺的加標回收率、相對標準偏差(RSD)和檢出限(LOD)
Table 2 Spiked recoveries, relative standard deviations (RSD) and limits of detection (LOD) of arcylamide
編號測得量/(μg·kg-1) 基質含量/(μg·kg-1) 加標量/(μg·kg-1) 回收率/% 平均回收率/% RSD/% 最低檢出限
LOD/(μg·kg-1)
1 41 1 50 80
88.0 6.3 5
2 47.75 1 50 93.5
3 47 1 50 92
4 42.5 1 50 83
5 43.25 1 50 84.5
6 48.5 1 50 95
1 500 1 500 99.8
98.7 3.0 5
2 490 1 500 97.8
3 485 1 500 96.8
4 490 1 500 97.8
5 522.5 1 500 104.3
6 480 1 500 95.8
1 1007 1 1000 100.6
102.4 3.0 5
2 1048 1 1000 104.7
3 1049 1 1000 104.8
4 1056 1 1000 105.5
5 986 1 1000 98.5
6 1003 1 1000 100.2
1888 食品安全質量檢測學報第 4 卷
2 即溶咖啡粉中丙烯酰胺的風險評估
2.1 危害識別
2002 年6 月25 日世界衛(wèi)生組織(World Health
Organization, WHO) 和聯(lián)合國糧農組織(Food and
Agriculture Organization of the United Nations, FAO)
聯(lián)合緊急召開了食品中丙烯酰胺污染[7]。相關專家咨
詢會議, 對食品中丙烯酰胺的食用安全性進行了探
討, 現已經確定丙烯酰胺是一種有毒化合物, 可導致
細胞遺傳物質DNA 的損傷, 高劑量的暴露會影響人
和動物的神經系統(tǒng)與生殖系統(tǒng), 并對嚙齒動物具有
一定的致癌性[8]。國際癌癥研究機構(International
Agency for Research on Cancer, IARC)1994 年對其致
癌性進行了評價, 將丙烯酰胺列為2 類致癌物(2A)
即人類可能致癌物[9]。
2.2 丙烯酰胺毒理性質
急性毒性: 在人類經呼吸道的丙烯酰胺急性暴
露中, 觀察到中樞和周圍神經系統(tǒng)損傷的癥狀, 如頭
暈、幻覺等。大鼠的急性經口暴露也引起神經中毒癥
狀[10]。有急性毒性實驗[11,12]表明, 丙烯酰胺的經口半
數致死量LD50 約為100~150 mg/kg。
慢性毒性: 動物慢性(長期)經口給予丙烯酰胺,
可以觀察到腿腳麻木、無力等神經損傷表現[13]。經
皮膚的長期暴露則可導致人的皮膚產生紅疹。
神經毒性: 神經毒性是丙烯酰胺對人類的非致
癌、非遺傳的主要毒性。人和動物長期低水平暴露于
丙烯酰胺后, 則導致周圍神經系統(tǒng)的病變。根據對嚙
齒類動物研究得出丙烯酰胺神經毒性的未觀察到損
害作用的劑量(No Observed Adverse Effect Level,
NOAEL)為0.2 mg/kg?bw?d-1 引起生殖毒性的NOAEL
值是2 mg/kg?bw?d-1[14]。
致突變性: 研究[15]表明丙烯酰胺在基因和染色
體水平均有潛在的引起遺傳損傷的危險性。
致癌性: 動物實驗[16]研究發(fā)現, 丙烯酰胺可致
大鼠多種器官腫瘤, 包括乳腺、甲狀腺、睪丸、腎上
腺、中樞神經、口腔、子宮、腦下垂體等。
2.3 危害特征描述
危害描述一般是將毒理學試驗獲得的數據外推
到人, 計算人體的每日允許攝入量(Acceptable daily
intake, ADI 值) [17]。嚴格來說, 對于食品添加劑、農
藥殘留和獸藥殘留, 制定ADI 值。ADI 就是某種物
質每天允許的最大攝入量, 如果每天攝入低于或等
于ADI 的該物質, 在人的一生中都不會產生任何毒
負作用?；诒０穼X類動物的神經毒性的
未觀察到損害作用的劑量NOAEL 0.2
mg·kg-1·d-1[14], 在100 倍安全因子下對神經毒性
的損害研究, 可得知丙烯酰胺每日允許攝入量ADI
值為2 μg·kg-1·d-1。
2.4 膳食暴露點評估
本研究擬采用點評估的方式對咖啡粉中丙烯酰
胺進行暴露評估。簡單點估計是通過單一值描述結
果的方法, 該方法的目的不在于評估真實的膳食暴
露, 而是為初步判定是否具有膳食風險, 并進一步
確認是否有必要納入深入評估(復雜點評估和概率評
估) [18]。
對于一些急性毒性不明顯或很少與人體接觸
的外來化學物, 一般認為不必要建立急性毒性參
考劑量ARFD。丙烯酰胺目前還沒有制定急性毒性
參考劑量, 所以本研究僅對其進行慢性毒性暴露
評估。
慢性毒性點評估暴露量模型為[19]:
, ,
1
k average k average
PX C
chromic bw
i
EXP f
=
=Σ ×
式中: EXPchromic (μg/kg): 丙烯酰胺的人群膳食暴露量
(單位 mg·kg-1·d-1); Xk,average: 第k 類食品(咖啡粉)
的平均消費量(單位為g); Ck,average: 第k 類食品(咖啡
粉)中丙烯酰胺的平均殘留量(單位為mg/kg); P: 某一
天中消費食品種類數目; bw——被評估人群的平均
體重(單位為g); f: 加工因子。本研究中即溶咖啡粉作
為1 類, 擬采用P=1, f=1。
2.5 風險特征描述
風險特征描述是就暴露對人群產生健康不良效
果的可能性進行估計, 是危害識別、危害描述和暴露
評估的綜合結果。對于有閾值的化學物質, 就是比較
暴露量和ADI 值(或者其它測量值), 暴露量小于
ADI 值時, 健康不良效果的可能性理論上為零;對于
無閾值物質, 人群的風險是暴露量和效力的綜合結
果。同時, 風險特征描述需要說明風險評估過程中每
一步所涉及的不確定性[20]。
第6 期趙亞南, 等: 海南產即溶咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露風險評估 1889
3 結果與分析
3.1 平均回收率分析
由表 2 可見, 在不同的加標水平下, 不同的加標
基質的平均回收率為88.0%~102.4%, 3 個加標水平
的RSD 均小于10%, 表明方法的準確度和精密度良
好, 其中, 1000 μg/kg 加標回收率較高, 相對標準偏
差較小。
3.2 咖啡粉中丙烯酰胺含量分析
通過對海南省?？?、儋州兩市隨機抽取的咖啡粉
中丙烯酰胺的定量檢測發(fā)現, 100 份不同種類咖啡粉
樣品中40 個被檢出, 兩市各30 份未檢出, 丙烯酰
胺檢出量分別為2.5~195.2 μg/kg, 丙烯酰胺的平均含
量為71.45 μg/kg, 詳見表3。
對未檢出的樣品, 按照美國EPA 建議的數據處
理方法, 不是以樣品中不含有此物質計算, 而是認為
其殘留含量在0～LOD之間, 取0 和LOD值得平均數,
丙烯酰胺的檢測方法LOD 為5 μg·kg-1, 因此未檢出
的丙烯酰胺以2.5 μg·kg-1 計算。
3.3 各組人群對咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露量
我國 10 類典型人群攝入海南即溶咖啡粉, 其丙
烯酰胺的膳食暴露點評估結果為: 其膳食暴露量與
ADI 的比值均遠小于1, 風險可以接受, 不必納入深
入評估; 消費人群對來源于咖啡粉中丙烯酰胺的膳
食暴露量不足以對身體健康產生危害, 不必進入風
險管理程序。對于正處于生長發(fā)育階段的2~7 歲少
年兒童, 體重較成年人輕, 而該組咖啡粉消費量與其
它組別差異不大, 丙烯酰胺攝入平均值為ADI 的
0.018 倍, 為所有組別中最高者。此外, 除了咖啡粉,
少年兒童還可能會進食其他產生丙烯酰胺的食物,
如: 油餅、薯條、巧克力餅干等[21], 因此其每日攝入
丙烯酰胺量可能比本估計值要高。由于兒童生殖系統(tǒng)
和神經系統(tǒng)尚未完善, 更容易受丙烯酰胺的毒性影
響, 所以更應該加強關注少年兒童, 控制丙烯酰胺殘
留量較高的食物攝入, 詳見表5。
3.4 評估的不確定性
本研究為來源于咖啡粉中丙烯酰胺的初步風險
評估, 在評估過程中存在很多的不確定性。例如膳
食攝入量數據來自2002 年中國居民營養(yǎng)與健康狀
況調查研究, 時間較早, 食物分類較粗, 特別是單
一食品品種的單人日均消費量缺失, 抽樣的代表性
不夠。本研究所采用的丙烯酰胺含量數據來源是是
我國咖啡主產區(qū)?？?、儋州兩市隨機抽取的咖啡粉,
每個區(qū)各抽取50 份樣品, 抽樣食物的代表性有待提
高; 另一方面由于JECFA 對丙烯酰胺的評估均基于
動物試驗的研究資料, 也增加了此風險評估的不確
定性。
4 結 論
從暴露評估結果來看, 進一步確定海南省咖啡
粉中丙烯酰胺殘留方面總體風險較低。但不可忽視的
是要關注生長發(fā)育階段的少年兒童膳食丙烯酰胺食
用安全情況。在對膳食丙烯酰胺評估下一步研究中,
應該增加對居民消費量較高的其他食物中丙烯酰胺
含量的測定和暴露評估, 應該將可能含丙烯酰胺較
高的食物, 例如油餅、薯條、巧克力餅干等包括在內,
并采用較為精細的評估方法, 提高評估的準確度和
精確度, 更好地對含丙烯酰胺食用安全風險進行評
估和監(jiān)測。此外, 關于食物中丙烯酰胺的形成機制、
丙烯酰胺在體內的代謝、丙烯酰胺及其代謝產物環(huán)氧
丙烯酰胺的毒理學機制研究等資料亦不完善, 均需
進一步研究。
表3 海南省咖啡粉中丙烯酰胺殘留量
Table 3 Residue dynamics data of arcylamide in coffee powder from Hainan province
采樣地區(qū)樣本量 均值±標準差(μg·kg-1) 含量范圍 (μg·kg-1)
?？谑锌Х确壑斜０窔埩袅?(μg·kg-1) 50 75.30±103.68 2.5～195.2
儋州市咖啡粉中丙烯酰胺殘留量/(μg·kg-1) 50 67.61±74.50 2.5～158.9
總計100 71.45±99.55 2.5～195.2
1890 食品安全質量檢測學報第 4 卷
表 4 我國不同人群的平均體重和咖啡粉的
平均攝入量[6]
Table 4 Average body weight and coffee powder intake
for different groups in China[6]
年齡
Age/a
性別
Sex
體重
Body weight/kg
咖啡粉攝入量
Fruit intake/(g·d -1 )
2~3 M* 13.2 6.4
2~3 F** 12.3 8.9
4~6 M 16.8 8.6
4~6 F 16.2 7.7
7~10 M 22.9 12.9
7~10 F 21.7 7.3
11~13 M 34.1 7.5
11~13 F 34 6.2
14~17 M 46.7 8.8
14~17 F 45.2 7.7
18~29 M 58.4 11.1
18~29 F 52.1 11.6
30~44 M 64.9 11.4
30~44 F 55.7 9.9
45~59 M 63.1 10.2
45~59 F 57 9.6
60~69 M 61.5 9.0
60~69 F 54.3 6.7
＞70 M 58.5 5.0
＞70 F 51 4.8
M: 男性, Male; **F: 女性, Female
表 5 各組人群對咖啡粉中丙烯酰胺的膳食暴露量
Table 5 Arcylamide exposure dose from coffee powder
and food safety index in different groups
年齡
Age/a
性別
Sex
丙烯酰胺暴露量
EXP/μg·kg-1 ·d-1)
為ADI 的倍數
2~3 M* 0.035011 0.017505
2~3 F** 0.051444 0.025722
4~6 M 0.03644 0.01822
4~6 F 0.034296 0.017148
7~10 M 0.040012 0.020006
7~10 F 0.024293 0.012147
11~13 M 0.015719 0.00786
11~13 F 0.020721 0.01036
14~17 M 0.013576 0.006788
14~17 F 0.012147 0.006073
18~29 M 0.013576 0.006788
18~29 F 0.015719 0.00786
30~44 M 0.012861 0.006431
30~44 F 0.012861 0.006431
45~59 M 0.011432 0.005716
45~59 F 0.012147 0.006073
60~69 M 0.010718 0.005359
60~69 F 0.008574 0.004287
＞70 M 0.006431 0.003215
＞70 F 0.006431 0.003215
ADI 值在2 μg/kg·d-1
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(責任編輯:趙靜)
作者簡介
趙亞南, 碩士研究生, 主要研究方向
為農產品質量安全。
E-mail: 732276987@qq.com
王明月, 研究員, 主要研究方向為農
產品質量安全。

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