2. 华中科技大学同济医学院公共卫生学院
三氯生是一种广谱高效抗菌剂,对革兰氏阳性、阴性菌、真菌、病毒等都有杀灭和抑制作用,被广泛用于农业生产、食品加工、食品包装材料及日化用品等领域[1]。1968年起,三氯生被大量生产应用多年,造成了广泛的环境污染。目前有关三氯生的研究多集中于环境领域,对于其造成的食品安全问题逐渐引起了人们的关注。三氯生可通过食品包装、食品清洁、污染水源、土壤等残留在食品中[2],造成新的潜在公共健康威胁。由于高亲脂性,三氯生可在生物体内长期累积,对人体健康造成潜在威胁。然而国内外缺乏三氯生在食品中应用和残留量的相关限值。本文通过收集、整理国内外三氯生在食品中残留量及其经口暴露毒性研究的相关数据,总结三氯生在食品中的分布特征,分析可能影响因素和潜在健康威胁,为明确三氯生对食品安全和人类健康造成的影响,以及今后开展相关研究、制定三氯生食品中最大残留和残留限值提供科学参考。
1 食品中三氯生的来源及残留 1.1 食品包装随着消费者对“方便食物”需求增多,给食品安全和质量带来了新挑战。加入三氯生的包装材料具有一定抗菌性,能在保证食品质量、安全和新鲜的同时抑制微生物生长、延长货架期。这种“抗菌包装”被广泛应用于食品包装业。在食品包装材料中添加的三氯生又被称为Microban(美克邦)[3]。其主要产品有:熟食包装盒/纸/膜、可再加热方便食品容器、冷鲜肉包装膜、餐盘、保鲜膜、餐盘等[2]。食品包装与食品安全密切相关,包装材料中有害化合物的迁移是引起食品污染的重要途径之一。随着三氯生在食品包装材料中的应用越来越广泛,其从包装内向食品迁移而造成的潜在健康危害日益受到关注。
1.2 污染水和土壤三氯生是城市污水的常见成分,大部分三氯生在污水处理过程中不会被降解,反而吸附于生物固体中,进而污染土壤,并大量进入农业生产领域。为评估食用农作物通过水摄入三氯生的潜在可能性,一项研究测定了11种作物在含有500 μg/L三氯生的水培液中培养4周后植物内的蓄积量,发现三氯生可累积于黄豆、萝卜、生菜、南瓜、西葫芦、黄瓜中[4]。水培蔬菜中也发现了三氯生的积累[5]。在食用农作物中,三氯生在富含脂质的外根中的累积量大于块茎和叶,这可能是由三氯生的疏水亲脂性造成的[6]。三氯生从根到芽的转移率最高的是辣椒、卷心菜、西蓝花和芦笋,积累三氯生水平最高是洋葱和甜菜,所有年龄人群通过食用洋葱和甜菜摄入三氯生的水平分别达到了320.9 ng/kg/d和6 984.4 ng/kg/d [7]。此外,鱼类等水产品也能从污染的水和沉积物中摄取到三氯生和主要代谢产物甲基三氯生,并且二者都能在鱼体内蓄积,对人体健康造成潜在威胁[8]。通过应用美国国家消费大数据对三氯生平均暴露进行计算,结果发现通过食用被污染农作物而摄入三氯生的水平低于可造成健康危害剂量,但超过了饮用水途径。然而,涉及三氯生污染的农作物和水产品种类较多,需进一步开展食品种类更加全面的、并且针对我国人群和饮食习惯的三氯生摄入平均水平(通过食品)的研究,以更真实的评估三氯在人群中的平均暴露水平。
1.3 食品清洁在食品清洁、加工过程中会使用到一些具有抗菌功能的清洁剂,这些也会造成食品污染。家用食品清洁剂在日常生活中被用于清洁餐具和水果,目前大量家用食品清洁剂中都加入了三氯生,但大部分并没有标注其含量。这些清洁剂在使用过程中可导致食品、餐具中三氯生残留。目前国内外针对食品清洁造成的食品、餐具三氯生污染和残留情况的研究较少,仅有中国台湾的一项研究发现,家用食品清洁剂中三氯生的含量为1.7 × 10–2~5.6 × 10–1(三氯生/清洁剂,mg/g)[9]。影响三氯生残留量的主要因素是清洁剂中三氯生的浓度、用量和餐盘的材质,清洁剂中三氯生浓度越高、用量越大,餐具和水果上三氯生的残留越多;玻璃餐具三氯生残留量少于陶瓷餐具[9]。
1.4 食品中三氯生的残留情况以往对三氯生的检测主要集中于日化用品和环境样品[10],对于食品中三氯生残留水平的研究较少。我国广东出入境检验检疫技术中心在对主要进口水果中三氯生残留情况进行的抽样检测中发现,进口水果中三氯生的检出率为10 %~20 %[11],表明三氯生可通过水果清洁和果汁生产加工过程残留于其中。同时,在上海市售淡水鱼中,三氯生在草鱼样品中全部检出,平均含量为8.14 ng/g干重;三氯生和甲基三氯生在辽河鱼样中也均有检出,平均浓度分别为20.75和3.42 ng/g干重[8]。虽然目前我国食品样本中三氯生及其代谢产物甲基三氯生的检出水平都低于可造成健康危害剂量,但长时期暴露可造成二者在人体中蓄积,进而增加健康危害风险。由于使用的广泛性和较高的亲脂性,水产品、肉制品、乳制品及谷物等食物中都可能存在三氯生的残留问题,三氯生在母乳中的检出率也很高[12]。然而,国内外相关报道较少,需开展大范围、多品类的食品中三氯生残留的相关研究,以明确我国食品中三氯生残留现状。食品中三氯生污染问题是当前公共卫生面临的潜在挑战,应及时采取有效预防措施,以防止其造成公共健康威胁。
1.5 国内外三氯生在非食品领域的应用限值牙膏、肥皂、洗手液等日化产品是三氯生常见应用领域,我国2008年颁布的强制性国家标准(GB22115–2008)中限定牙膏中允许添加三氯生的含量不能超过0.3 %[13],与加拿大、欧盟等国家的要求一致。2016年,由于存在潜在的健康风险,美国食品药品监督管理局(FDA)禁止了三氯生在肥皂中的使用[14]。虽然国内外对于牙膏等日化用品中三氯生含量规定了限值,但含有三氯生的食品包装、清洁等领域的应用,以及食品中的残留仍可能造成人体的摄入量增加,并且刷牙和饮食是日常必需的,每天、长期的摄入可能会造成三氯生在人体蓄积,威胁人体健康。由于国内外尚缺乏对于食品相关领域三氯生的应用标准,因而需更加深入的研究其作用,特别是长期、低剂量暴露的健康危害,为制定相关限值和应用范围的限制提供依据,以预防三氯生造成广泛的健康危害。
2 三氯生经口暴露的毒性效应 2.1 三氯生的主要暴露和代谢途径人体暴露三氯生主要通过皮肤吸收和经口摄入。在使用洗手液、洗洁精时,三氯生通过皮肤被人体吸收。在刷牙、使用漱口水、使用餐具用餐、食用残留三氯生的食物和水时,三氯生可经口腔黏膜、消化道被人体吸收。人体和动物的药物动力学研究发现,经口摄入的三氯生可通过胃肠道吸收,肝脏是三氯生入血后的主要蓄积和代谢器官[15]。三氯生经肝脏代谢后主要以结合形式经尿液排出体外。尿液和血液中三氯生的浓度常被用来评价三氯生在人体内的暴露水平。人体膳食暴露三氯生的急性和慢性无可见有害作用水平分别为30 mg/kg体重/d和0.3 mg/kg体重/d[16]。
2.2 类雌激素效应美国食品药品监督管理局对三氯生的使用安全性提出质疑,指出三氯生可扰乱机体激素稳态。三氯生与雌二醇具有相似的化学结构,可通过与内源性雌激素竞争结合雌激素受体,影响雌激素受体活性,干扰机体代谢稳态作用[17]。三氯生被发现与炔雌醇、双酚A产生联合效应,表现雌激素受体激动作用[18]。美国全国健康和营养调查结果证实,尿液中三氯生浓度与体质指数(body mass index,BMI)呈正相关[19]。断乳期雄性大鼠在暴露于三氯生后,血清睾丸素降低[20]。雄性大鼠经口暴露三氯生后,雄激素受体转化显著性降低,睾丸及附件组织异常,精子生成量降低、雄性激素合成量降低,该效应可能与下丘脑垂体–性腺轴的调节作用有关,证实了三氯生的抗雄性激素作用[21]。研究发现孕期三氯生暴露可导致雌性大鼠阴道张开时间提前,提示三氯生具有类雌激素样作用[22]。
2.3 发育毒性三氯生可通过乳汁和胎盘进入胎儿体内,影响胎儿生长发育。孕期高浓度(300 mg/kg)三氯生暴露可导致大鼠脑组织抗氧化水平降低、怀胎数降低[23]。大鼠围产期三氯生暴露可导致新生仔鼠甲状腺激素降低[24]。围产期暴露于三氯生还会降低仔鼠性别比、体重、活产指数,并延迟雌性仔鼠的阴道开口时间[25]。青春期雄性大鼠在经口暴露三氯生30 d后,血清中的甲状腺激素和三碘甲状腺氨酸都发生了显著性降低[20]。以上结果提示,生长发育期是三氯生暴露的敏感期,更易发生健康危害,应进一步研究。
2.4 甲状腺系统毒性由于具有类似甲状腺激素的化学结构,三氯生可与甲状腺素受体相结合,从而影响甲状腺激素代谢,同时造成其他内源性激素无法与其受体结合。大鼠在经口、长期、低剂量(9.375、37.5 mg/kg)暴露三氯生8个月后,血清甲状腺素发生了显著性降低[20]。一项三氯生急性毒性效应的研究发现,经口暴露三氯生4 d后,可使断乳期雌鼠血清甲状腺素显著性降低[23]。此外,有研究指出三氯生引起的肝脏相关基因表达和酶活性异常,加速了肝脏对于甲状腺素的分解代谢,在其导致的低甲状腺素血症中起到了重要作用[26]。
2.5 肝毒性由于具有强亲脂性,进入人体后三氯生主要分布在肝脏组织[15]。肝脏是机体重要代谢器官,在平衡糖脂代谢过程中起到了关键调节作用。Yueh等[27]在PNAS发表的文章中指出,三氯生暴露增加了小鼠肝细胞增值、纤维化,并且三氯生可对雄烷受体(constitutive androstane receptor,CAR)起到激活作用。
3 总结与展望综上所述,国内外研究表明,食品领域三氯生残留问题已经凸显,应开始予以关注。然而,我国仍缺乏大样本和多品种食品中三氯生含量的研究报道。此外,以人群为研究对象的三氯生的毒性效应研究不足,且样本量较小,人群类型的覆盖不足,特别是对于孕期接触的食品、婴幼儿食品中三氯生残留水平以及其对胎儿及婴幼儿的影响应成为未来研究的重点。全方面探究三氯生在食品中的暴露特征,发现高暴露人群,以进一步针对性的开展三氯生对人体健康危害的研究,为制定食品和食品包装材料中三氯生应用和残留限值的相关政策提供科学依据,以有效预防三氯生造成广泛的公共健康威胁。
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2018, Vol. 34


