2018年3月,美國加州法院的一紙裁定將知名咖啡連鎖店——星巴克推上了風(fēng)口浪尖。裁定要求,加州的咖啡從業(yè)者必須在售賣的咖啡產(chǎn)品上標示致癌標簽警示,一時間引起了眾多消費者的恐慌,而其中的關(guān)鍵物質(zhì)就是丙烯酰胺。咖啡中的丙烯酰胺是否具有致癌作用?限量值是多少?其危害作用到底有多嚴重?在由食安中國網(wǎng)和《食品安全導(dǎo)刊》聯(lián)合舉辦的《食安大講堂》之“食品中丙烯酰胺的危害及預(yù)防在線研討會”中,國家食品安全風(fēng)險評估中心的周萍萍研究員就此做出了權(quán)威解答。
若要對某一危害進行風(fēng)險評估,一般需遵循如下4個步驟:首先是識別危害,即識別物質(zhì)的毒性和不良作用;其次是對危害特征進行描述,確定關(guān)鍵效應(yīng)和劑量關(guān)系,推導(dǎo)健康指導(dǎo)值;再次要進行暴露評估,通過對食品或其他相關(guān)來源攝入的危害因素進行定性和(或)定量評估;最后,綜合分析危害對人群健康產(chǎn)生不良作用的風(fēng)險及程度,并對風(fēng)險特征加以描述。對丙烯酰胺的風(fēng)險評估也需遵循此步驟。
丙烯酰胺是一種分子量為70.08的高度水溶性有機化合物,其于2002年首次被發(fā)現(xiàn),在高溫條件下加工含有碳水化合物(淀粉、小分子糖類)和蛋白質(zhì)的食物就容易產(chǎn)生丙烯酰胺。常見的丙烯酰胺含量較高的食物有薯條、薯片、面包、油條、曲奇、烘焙好的咖啡豆等。
丙烯酰胺可通過多種途徑被人體吸收,主要途徑如下。一是通過水、食物進入人們的消化道;二是通過吸煙等途徑使呼吸道接觸丙烯酰胺;三是通過皮膚黏膜等途徑接觸丙烯酰胺,其中經(jīng)消化道吸收最快。丙烯酰胺進入人體后廣泛分布于體內(nèi)各個組織,包括母乳,其主要作用機理是在細胞色素P450 2E1的作用下部分生成環(huán)氧丙酰胺,而環(huán)氧丙酰胺更容易與DNA上的鳥嘌呤結(jié)合形成加合物,進而導(dǎo)致遺傳物質(zhì)損傷和基因突變。
科研機構(gòu)利用大鼠和小鼠對丙烯酰胺進行了研究,實驗結(jié)果表明,經(jīng)口給予大鼠0.1mg/kg bw丙烯酰胺,其絕對生物利用率為23%~48%。進入人體的丙烯酰胺約90%被代謝,僅少量以原型經(jīng)尿液排出。研究報道,給予大、小鼠丙烯酰胺后,在小鼠的肝、肺、睪丸、白細胞、腎和大鼠的肝、甲狀腺、睪丸、乳腺、骨髓、白細胞和腦等組織中均檢出了環(huán)氧丙酰胺鳥嘌呤加合物。
經(jīng)研究,丙烯酰胺對實驗動物,如大鼠和小鼠的健康有多重危害:急性毒性體現(xiàn)在大鼠、小鼠、豚鼠和兔經(jīng)口攝入丙烯酰胺的LD50為150~180mg/kg,由此判斷丙烯酰胺是中等毒性物質(zhì)。丙烯酰胺可導(dǎo)致實驗動物周圍神經(jīng)退行性變化和腦中涉及學(xué)習(xí)、記憶和其他認知功能部位的退行性變化,這是其神經(jīng)毒性。此外,丙烯酰胺還具有生殖發(fā)育毒性,可導(dǎo)致雄性大鼠精子數(shù)目和活力下降及形態(tài)改變,最終導(dǎo)致生育能力下降,雄性生殖毒性NOAEL為2mg/kg bw/day,發(fā)育毒性NOAEL為1.0mg/kg bw/day。丙烯酰胺的毒性還對下一代有危害,體內(nèi)和體外試驗均表現(xiàn)有致突變作用,可引起哺乳動物體細胞和生殖細胞的基因突變和染色體異常。丙烯酰胺的代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺是生物體主要致突變的活性物質(zhì)。丙烯酰胺對大鼠具有較強的致癌性,可導(dǎo)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(jīng)、口腔、子宮、腦下垂體等。國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)1994年將丙烯酰胺列為2類致癌物(2A),即人類可能致癌物,其主要依據(jù)為丙烯酰胺在動物和人體均可代謝轉(zhuǎn)化為致癌活性代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺。
丙烯酰胺對人體的危害識別和危害特征分析描述為對接觸丙烯酰胺的職業(yè)人群和因事故偶然暴露于丙烯酰胺的人群的流行病學(xué)調(diào)查,均表明丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性作用,但目前沒有充足的人群流行病學(xué)證據(jù)表明通過食物攝入丙烯酰胺與人類某種腫瘤的發(fā)生有明顯相關(guān)性。
表1 中國總膳食研究普通人群丙烯酰胺膳食暴露狀況(μg/kg bw/day)
丙烯酰胺是在特定烹調(diào)過程中形成的副產(chǎn)物,如油炸,是高溫下游離氨基酸和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)的結(jié)果。影響丙烯酰胺形成的因素有時間、溫度和水。具體影響:丙烯酰胺由高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物在加熱(120℃以上)烹調(diào)過程中形成,140~180℃為生成的最佳溫度;烘烤、油炸食品最后階段水分減少、表面溫度升高后,其丙烯酰胺形成量更高;食品中形成的丙烯酰胺比較穩(wěn)定;但咖啡中的丙烯酰胺隨著儲存時間延長,含量有所降低。
為降低丙烯酰胺對人類健康的風(fēng)險,2016年3月,美國FDA發(fā)布減少食品中丙烯酰胺的行業(yè)指南。指南建議食品企業(yè)了解食品中的丙烯酰胺水平并采取合理措施降低其含量,同時列出了食品行業(yè)可采取的措施。該指南關(guān)注的重點是原材料、加工工藝、土豆基食品(法國薯條、薯片等)配料、谷物食品(餅干、早餐、面包等)、咖啡等丙烯酰胺源。由于丙烯酰胺主要存在于土豆類食品、谷物食品以及咖啡,因此FDA對消費者的建議是,參照《美國人膳食指南》中多食蔬果、谷物、低脂牛奶、瘦肉等建議。此外,美國規(guī)定了飲用水中丙烯酰胺限量標準為0.5/L。
2017年7月,歐盟成員國表決通過歐盟委員會的一項提案,即運用法律手段強制食品生產(chǎn)者降低丙烯酰胺的生成,歐盟規(guī)定的食品中丙烯酰胺基準水平如表2所示。該法律于2017年12月11日出臺,為期4個月的過渡期結(jié)束后,現(xiàn)在正式具備了法律約束力。
表2 歐盟規(guī)定的食品中丙烯酰胺基準水平
我國食品安全監(jiān)管工作原則是國家食品安全監(jiān)管的目標不是消除危害,而是將風(fēng)險控制在可接受的范圍內(nèi)?!吨腥A人民共和國食品安全法》中寫道,食品安全工作實行預(yù)防為主、風(fēng)險管理、全程控制、社會共治,建立科學(xué)、嚴格的監(jiān)督管理制度。
我國對于丙烯酰胺的預(yù)防和控制建議為盡量避免過度烹飪食品(如溫度過高或加熱時間太長),但應(yīng)保證做熟,以確保殺滅食品中的微生物,避免導(dǎo)致食源性疾病。提倡平衡膳食,減少油炸和高脂肪食品的攝入,多吃水果和蔬菜;建議食品生產(chǎn)加工企業(yè),改進食品加工工藝和條件。研究減少食品中丙烯酰胺的可能途徑,探討優(yōu)化我國工業(yè)生產(chǎn)、家庭食品制作中食品配料、加工烹飪條件,探索降低乃至可能消除食品中丙烯酰胺的方法。