2015年10月以来，在江苏省、深圳市、北京市等地区先后爆出“毒跑道”事件，成为网络讨论的热点问题^[1-2]，北京市涉事学校的44名学生体检报告中，有24人检测出体内含有苯甲酸^[3]，检测报告结果显示在部分学生血液中检出苯甲酸含量为0.07 μg/mL，尿液中检出为0.2 μg/mL^[4]，引发了对体内苯甲酸来源的讨论。但各方专家对学生体内苯甲酸的来源及影响说法不一。本文以国内外对苯甲酸的相关研究为基础，对人体中苯甲酸的来源及其对人群健康的影响进行综述。

1 苯甲酸的理化性质

苯甲酸 (AR-COOH)^[5]又称为安息香酸，是羧基和苯环碳原子相连最简单的芳香酸^[6]，苯甲酸为有光泽、白色的单斜晶薄片或针状结晶。熔点为122.13℃，沸点249℃，相对密度1.2659(4℃)。常温下难溶于水，溶于乙醇、氯仿和非挥发性油^[7]。在热空气中有挥发性^[8]，100℃时迅速升华，其蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽^[6]。苯甲酸广泛应用于医药、食品、染料和化工等领域，是一种重要的有机合成中间体^[9]。苯甲酸存在于果蔓、梅干、肉桂、丁香^[10]、桃、李子、草莓^[11]和苹果^[12]等食物以及蒺藜果实、白芍根、板蓝根和红芽大戟^[13]等许多中药材中，苯甲酸及其衍生物也普遍存在于许多天然植物中，是植物的次级代谢产物，具有重要的生理作用，如作为植物保卫素和激素调节剂^[14]。一些越橘属植物 (蔓越莓、越橘、欧洲越橘和美洲越橘) 的成熟果实中游离苯甲酸含量高达300 mg/kg~1 300 mg/kg^[13]，食物中的苯甲酸多是作为微生物代谢的产物存在，如乳制品^[14]。

苯甲酸是一种广谱抗微生物制剂，对酵母菌、霉菌和部分细菌的抗菌作用很好^[10]，浓度为0.1%的苯甲酸可以将孢子萌发降低33%~55%，抑制54%~97%的菌丝生长；而1%的苯甲酸，其效果可以分别达到74%~85%和97%~100%^[15]。有学者指出随pH值的降低，苯甲酸钠溶液的抑菌作用越大，其最适抑菌pH为2.5~4.0^[16]，抑菌最小浓度为0.015%~0.1%。当pH＞5时，溶液中未离解的酸含量已经很少，此时基本无防腐败作用。故苯甲酸及其钠盐常用于高酸性水果、浆果、果汁、果酱、榨菜及酱油等酸性食品的保藏防腐^[6]。苯甲酸还可用于钢铁的防锈剂，醇酸树脂的改良剂和染色的媒染剂等，也是合成尼龙和聚酯纤维等的原料^[17]。我国现有苯甲酸生产企业10余家，年产商品用苯甲酸10万吨^[17]，随着我国产业结构的不断调整，工业级苯甲酸的需求趋于饱和，但有研究表明药品级和饲料级苯甲酸的需求逐渐上升^[17]。

苯甲酸及他的盐类如苯甲酸钠或铵，其衍生物如甲基对羟基苯甲酸和丙基对羟基苯甲酸是普遍使用的一类化学防腐剂^[18]，其中苯甲酸是主要的防腐成分，其盐类只有在酸性环境中转化为未离解的苯甲酸才有防腐作用^{[16, 18]}。苯甲酸内的支链增加，其防腐力也随之增强，因此用对烃基苯甲酸酯作为防腐剂的趋势在增长^[18]。而几年来的研究也逐渐关注苯甲酸钠的毒理学效应，日本和欧盟已经逐渐减小苯甲酸钠的适用范围，并积极寻求替代品^[19]。苯甲酸钠能干扰霉菌和细菌细胞膜的通透性，阻碍对氨基酸吸收，消耗细胞内的储碱，抑制呼吸酶活力^[20]，对于乙酰辅酶A的结合反应具有较强的阻止作用^[21-23]，对各种真菌和部分细菌产生抑制作用^[20]。20世纪80年代后期，苯甲酸及其钠盐还用来治疗先天性氮代谢失调症，成人日用量可达10 g^[23]。

2 苯甲酸的吸收代谢过程

苯甲酸主要在肝脏进行代谢，有学者提出这一过程可能会导致肝脏发生病理改变^[24]，因此肝功能缺陷或衰弱者不宜多食用含苯甲酸类食品^[25]。人类在食入苯甲酸后，很快在小肠被身体吸收^[8]，大部分与甘氨酸结合形成马尿酸 (甘氨酸苯甲酰)，反应过程^[5]为：

AR-COOH+C₂H₅O₂N=AR-C₃H₆O₅N (马尿酸)+H₂O

剩余的苯甲酸会与葡萄糖醛酸结合，形成1-苯甲酰葡萄糖醛酸^[16]。75%~80%的苯甲酸在摄入6 h内从体内排出，10 h~14 h完全排出体外^[10]，这种解毒作用使苯甲酸不会在体内蓄积^[16]，在体内无残留^[26]。有研究显示，用示踪剂C¹⁴试验证明苯甲酸不在机体内积蓄^[5]。目前对于不同来源的苯甲酸在机体内代谢的途径和时间研究较少，但有研究表明环境中的苯甲酸，其代谢方式可有儿茶酚途径、原儿茶酸途径和龙胆酸途径等有氧生物降解方式，以及在厌氧条件下的还原裂解途径等方式^[27]。

3 苯甲酸在食品、药品中的含量 3.1 苯甲酸作为添加剂的使用规定

我国2010年版《中国药典》附录糖浆剂通则规定：如需加入防腐剂，山梨酸和苯甲酸的用量不得超过0.3%(其钾盐，钠盐的用量分别按酸计)^{[19, 28]}，我国并没有规定苯甲酸的每日允许摄入量 (ADI)，但《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)^[29]中明确规定了22类食品中苯甲酸和苯甲酸钠的添加剂量，其余食品不允许添加苯甲酸和苯甲酸钠作为防腐剂^[16]。其他国家相关标准，食品中的苯甲酸的使用量，英国为0.16 g/kg~1.0 g/kg，加拿大为1.0 g/kg，日本为0.6 g/kg~2.5 g/kg^[30]。美国食品与药品管理局 (FDA) 公布了苯甲酸最大使用量在0.15 g/kg~6 g/kg；欧盟《除着色剂和甜味剂以外的食品添加剂指令》(95/2/EC)^[31]规定苯甲酸最大使用量也在0.15 g/kg~6 g/kg之间^[32]。

3.2 苯甲酸在各类食品、药品中的含量

通过对多名学者的研究结果进行分析，苯甲酸作为添加剂广泛的存在于各类食品、药品和饮料中，部分食品、饮料及药品含量甚至超过国家标准的相关要求 (表 1)。

4 苯甲酸的毒理学和流行病学研究现状 4.1 毒理学及动物实验研究

目前国际公认的食品添加剂安全性指标有半数中毒量 (LDS)、安全类食品添加剂 (GRAS) 和允许摄入量 (ADI)，根据我国原卫生部《食品安全性毒理学评价程序》(1994) ^[48]的毒性划分，苯甲酸和苯甲酸钠属于实际无毒类^[6]。GRAS是美国FDA评价食品添加剂的安全性指标，苯甲酸被列为一般公认的GRAS^{[6, 41]}。根据FAO/WHO联合食品标准委员会 (CAC) 推行的国际食品标准规定，人体每日苯甲酸允许摄入量 (ADI) 值为0 mg/kg~5 mg/kg^{[30, 49]}。

有报道显示，猫对苯甲酸敏感^[16]。用含有2.39%苯甲酸的肉喂猫，28只猫中有17只出现神经过敏、兴奋、失去平衡和视力损失等症状^[10]。苯甲酸大鼠LD₅₀为2 530 mg/kg，苯甲酸钠LD₅₀为4 070 mg/kg^{[10, 25]}。体外实验^[50]结果显示，苯甲酸钠和柠檬黄以及苯甲酸钠和糖精钠对小鼠结缔组织成纤维细胞 (L-929细胞) 的细胞增殖抑制作用表现为相加作用。

黄立华等^[51]对苯甲酸在大鼠体内药代动力学研究结果显示，大鼠在灌胃给药后约1 h，血中苯甲酸含量即达峰值，多个组织均可检出，其含量肺脏＞血浆＞肾脏＞肝脏＞心脏＞脾脏＞大脑。表明苯甲酸可以迅速入血，并穿过血脑屏障，进入多个组织。

高增兵等^[26]通过在仔猪饲料中添加苯甲酸，研究其肠道微生物及代谢产物的变化，采食含苯甲酸5 000 mg/kg的饲粮后，可显著提高十二指肠和回肠食糜中苯甲酸浓度，降低直肠食糜pH值，显著降低胃、回肠和结肠食糜pH值，对空肠、盲肠食糜的pH值有降低趋势。苯甲酸提高回肠和盲肠食糜中乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌的数量和降低总细菌数量的趋势。而在饲料中苯甲酸添加量为8 500 mg/kg或10 000 mg/kg时，还对大肠杆菌有明显抑菌效果^[26]。有抑制病原微生物，维持肠道微生态平衡的作用^[52]。刁慧等^[53]研究也显示，饲料中添加5 000 mg/kg苯甲酸，可提高仔猪血清总蛋白含量、血钙含量、血磷及血三碘甲状腺原氨酸含量，同时可降低血中甘油三酯含量，提高了其生长性能、养分消化率和空肠食糜消化酶的活性。

有研究认为苯甲酸钠对小鼠骨髓细胞染色体的断裂效应及纺锤体毒效应，引起染色体断裂，引起细胞形态和细胞膜明显发生改变^[54]。吕娜等^[55]用三种剂量苯甲酸钠 (高剂量1 073 mg/kg、中剂量357.7 mg/kg、低剂量119.2 mg/kg) 饲养50只小鼠，观察到苯甲酸钠具有致突变效应，且相同剂量下雄性动物微核的发生率更高；用三种剂量苯甲酸钠 (高剂量536.5 mg/kg、中剂量268.25 mg/kg和低剂量134.125 mg/kg) 喂养40只小鼠，发现苯甲酸钠有致染色体畸变作用，且以染色体断裂为主要类型。

李江等^[56]用三种剂量的苯甲酸钠 (高剂量1 073 mg/kg、中剂量357.7 mg/kg和低剂量119.2 mg/kg) 饲养50只小鼠，观察苯甲酸钠对小鼠精子畸形率的影响，结果显示，苯甲酸钠染毒剂量与小鼠精子畸形率具有一定的剂量反应关系，畸形主要以无定形、双尾、无钩为多见，其次为尾折叠、香蕉形等，双头较少见。

吕娜等^[57]的研究显示，苯甲酸钠对小鼠经口LD₅₀为2 100 mg/kg，根据急性毒性分级标准属于3级，即低毒类物质。对小鼠有一定的致突变作用、遗传毒性，具有染色体断裂剂的作用；对雄性的生殖毒性，其所诱导的精子畸形以断尾为主；但无致畸作用，是轻度蓄积物质。Tsay等^[20]发现苯甲酸钠对斑马鱼胚胎有神经毒性和前肾毒性。

4.2 人群流行病学研究

食品和药品中添加少量苯甲酸对人体健康并无损害，如按0.06 g/kg的量添加, 苯甲酸类都没有蓄积性、致癌、致畸和致突变等作用^{[6, 42]}。

欧洲和澳大利亚，苯甲酸可以用于肉类防腐，但不推荐儿童消费^[10]；加拿大，苯甲酸和苯甲酸钠可以用于带包装的鱼肉和肉制品中；印度，苯甲酸和苯甲酸钠被认为广泛存在于自然界中，接近天然添加剂，可以在肉制品中作为食品防腐剂使用^[10]；芬兰的研究表明，水果、果汁、软饮料、腌制的鱼类是该国苯甲酸摄入的主要来源，40 mg/d，占ADI的13%^[12]；台湾1岁~2岁男童的每日苯甲酸摄入量占ADI的54.1%^[12]。

Kim等^[58]对韩国1岁~19岁儿童和青少年的研究结果显示，韩国儿童青少年每日从饮料中摄入的苯甲酸的量为0.76 mg/kg~2.62 mg/kg，占WHO推荐的苯甲酸每日摄入量的15.22%~52.62 %，有1.2 %的儿童每日苯甲酸摄入量超过WHO推荐的标准。朱加虹等^[43]研究结果显示，婴儿 (6个月~12个月) 饼干膳食暴露量为12.25μg/(kg·bw·d)~31.62 μg/(kg·bw·d)，1岁~3岁的幼儿其饼干膳食暴露量为10.25 μg/(kg bw·d)~13.25 μg/(kg bw·d)，食用此类食品的风险是可以接受的，3岁以上人群食用饼干的风险比1岁~3岁幼儿更小，风险程度更低。

苏志蔚等^[59]的研究显示，用气相色谱法对不接触苯系物的22件尿液样本中苯甲酸含量进行测定，其平均值为0.366 mg/L。

高璐等^[47]对某社区居民苯甲酸和山梨酸摄入量进行研究，社区居民苯甲酸及山梨酸的日均暴露量平均值和中位值分别为为0.00179 g/(kg·d)、0.0016 g/(kg·d)。

有学者从地下水中检测出苯甲酸，浓度在0.01 mg/L~27.5 mg/L。苯甲酸在杂食性动物和食草动物的体液、肌肉、内脏、腺体分泌物中通常小于1 mg/kg^[11]。

一项对比利时成年人苯甲酸暴露评估的研究结果显示^[60]，苯甲酸的平均摄入量为1.58 mg/(kg·d)，低于WHO推荐的每日摄入量，其最大贡献者为软包装饮料。

对奥地利人的研究结果显示^[61]，学龄前儿童、男性人群、女性人群的日均苯甲酸摄入量分别占每日允许摄入量的32%、31%和36%，苯甲酸摄入的最主要来源是鱼类和鱼类制品，包括鱼沙拉酱。一项针对香港中学生从无酒精类饮料 (包括果汁、软饮料、豆浆、茶和咖啡) 摄入苯甲酸的研究显示，苯甲酸的平均摄入量和第95百分位摄入量分别为0.31 mg/(kg·bw) 和0.97 mg/(kg·bw)，占每日允许摄入量的6.1%和19.3%，与其他研究结果类似，软饮料是苯甲酸摄入的最大的膳食暴露来源^[62]。对巴西的研究结果^[63]，苯甲酸的膳食摄入低于每日允许摄入量，摄入量为0.3 mg/(kg·bw)~0.9 mg/(kg·bw)，其最大膳食来源也是软饮料，其贡献率大于80%。

5 研究展望

综合分析了目前苯甲酸的毒理学研究和人群流行病学资料，生活中的苯甲酸来源众多，天然存在于多种食物中，也是多种食物的食品添加剂，其外源性来源很多。且多项毒理学和流行病学资料显示，苯甲酸虽然在动物实验和体外试验中证实存在一定的毒性作用，但人群风险评估结果显示，总体来说，通过各类食物摄入苯甲酸而导致人体中毒的可能性较小。今后有关苯甲酸对人群健康影响的研究应在既往工作基础上，在人群生物样本如血、尿等苯甲酸含量和代谢过程以及摄入多种类食品的健康风险评估等领域开展，以深入探索苯甲酸对人群健康的影响。