路楊 劉印平 王麗英 楊立新 崔澤

焦糖色作為一種食品添加劑，色澤、口感好，且性質(zhì)較為穩(wěn)定，因此在調(diào)味品、飲料等食品中的應用非常廣泛。4-甲基咪唑（4-methylimidazole，4-MeI）是由III、IV類焦糖色生產(chǎn)過程中的還原糖氨化反應產(chǎn)生的化合物，即美拉德反應過程中產(chǎn)生的微量雜質(zhì)成分。近年來對4-MeI開展的慢性毒性與致癌性研究表明，4-甲基咪唑具有類似吡啶、吡咯的毒性，抑制細胞色素P450同功酶，在人的肝臟中發(fā)生催化反應，同時產(chǎn)生許多低分子質(zhì)量致癌物，能夠誘發(fā)動物驚厥，還會導致甲狀腺腫瘤，有致癌和白血病的風險。2013年，國際癌癥機構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，IARC）將4-甲基咪唑列為2B類致癌物，即人類可見的致癌物。由于目前尚缺乏充分的人群流行病學證據(jù)，對4-甲基咪唑（4-MeI）和已知代謝物致突變性和致癌性的預測評價多集中在動物小鼠身上。不過在2020年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單中，4-甲基咪唑仍被列為2B類致癌物。

雖然4-MeI有比較大的危害性，但由于其是合格食品添加劑焦糖中的物質(zhì)，且含量在允許的范圍內(nèi)，那么對人體就不會產(chǎn)生太大的損害。目前有關(guān)膳食中攝入4-甲基咪唑暴露風險的研究較少，相關(guān)食品中4-甲基咪唑的限量標準也有待補充完善。我國GB 1886.64-2015《食品安全國家標準 食品添加劑 焦糖色》中規(guī)定，4-MeI指標不超過200mg/kg。

本研究在前期工作的基礎(chǔ)上，通過定期對調(diào)味劑及飲料進行攝入調(diào)查，測定了市售的醬油樣品、醋和飲料樣品中4-甲基咪唑的污染水平，并運用點評估方式評價4-甲基咪唑在人群中的暴露水平，旨在確定4-甲基咪唑的主要膳食來源，以及4-MeI在調(diào)味劑及飲料中的實際水平，更好地保障群眾的食品安全。

一、材料和儀器

1.材料。所有樣品均購自石家莊的各大超市，包括醬油、醋和飲料樣品，抽樣方式為隨機分段采樣，基本涵蓋了市面上銷售的各類常見品牌，并覆蓋不同檔次的包裝形式，共采集139份。其中，2016年分3次（分別為3月、8月和12月）采集64份樣品，所有樣品的商品標簽說明中均標注含有焦糖色，包括25份醬油樣品（生抽、老抽、黃豆醬油、兒童醬油、紅燒醬油、悶燒醬油、鮮貝露和蒸魚豉油等），23份醋樣品（陳醋、米醋、香醋、老醋和餃子醋等），16份飲料樣品（可樂、蘋果醋、酸梅汁、酸棗汁和冰糖葫蘆汁等）。2020年分3次（分別為1月、6月和10月）采集75份樣品，其中有28份樣品的商品標簽標注含有焦糖色。醬油樣品包括生抽、老抽、黃豆醬油、紅燒醬油、醬香醬油等，共計25份;醋樣品包括陳醋、米醋、香醋、老醋和餃子醋等，共計24份;飲料樣品包括紅茶、可樂、紅牛、酸梅汁、藍莓汁和櫻桃汁等，共計26份。

2.試劑。4-MEI（C4H6N2）標準品，純度99.5%，美國sigma公司;D5-4-MEI標準品，加拿大C/D/N Isotopes;乙腈，色譜純，德國默克公司;甲酸，色譜純，英國J.T.Baker公司;實驗中所用水均為屈臣氏蒸餾水，屈臣氏香港有限公司。

3.儀器。TSQ Quantum Access MAX高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜，美國Thermo Scientific，Sunnyvale，CA;高速臺式離心機，昆山市超聲儀器有限公司;氮吹儀，美國Organomation公司;Waters Oasis MCX固相萃取柱（60mg），美國Waters公司。

二、實驗與方法

1.液相色譜條件。Polaris C18-A液相色譜柱（2.1mm×100mm，1.8μm）;柱溫30℃;進樣量2μL;流動相：A為水相（含0.05%氨水），B為乙腈;流速0.3mL/min;時間6.5min。

2.質(zhì)譜條件。電噴霧離子源（electrospray ionization，ESI）;掃描方式是正離子掃描;監(jiān)測方式是多反應離子監(jiān)測（multiple reaction monitoring，MRM）;毛細管電壓3.0kV;離子源溫度150℃;脫溶劑氣溫度400℃;脫溶劑氣流速800L/h;錐孔反吹氣流速150L/h;碰撞氣為氬氣，碰撞氣流量0.16mL/min。

3.標準溶液配制。（1）4-MeI標準儲備液：分別精確稱取4-MeI和D5-4-MeI標準品10mg，用純凈水溶解定容至10mL，4-MeI和D5-4-MeI的濃度均為1.0mg/mL，然后置于4℃冰箱中保存。進一步用水稀釋后，得到2.0μg/mL的標準使用液和1.0μg/mL的內(nèi)標標準使用液。

（2）標準工作液：分別吸取一定體積的4-MeI標準使用液置于1.5mL進樣瓶中，各加入0.1mL內(nèi)標使用液，用含0.05%氨水的水/乙腈（95∶5，V∶V）溶液補足至1.0mL，配制成4-MeI濃度分別為0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL的標準工作液。

4.樣品前處理。（1）樣品凈化前準備。①醬油樣品：準確移取醬油樣品0.4mL至離心管中，依次加入乙腈0.8mL和內(nèi)標使用液0.1mL，混勻后渦旋10min，離心3min。移取上清液至10mL玻璃管中，依次加入濃度為0.02mol/L的鹽酸溶液200μL和純凈水1mL，混勻待SPE凈化。②醋樣品：準確移取1.0mL樣品至離心管中，加入內(nèi)標使用液0.2mL，離心3min。取上清液0.5mL至玻璃管中，依次加入濃度為0.02mol/L的鹽酸溶液100μL和純凈水1.4mL，混勻待凈化。③果蔬汁飲料樣品：準確移取果蔬汁樣品0.5mL至玻璃管中，依次加入濃度為0.02mol/L的鹽酸溶液100μL、純凈水1.3mL、內(nèi)標使用溶液0.1mL，混勻待凈化。④可樂樣品：超聲10min除去可樂樣品中的二氧化碳，其余準備工作與果蔬汁飲料樣品相同。

（2）樣品凈化。依次使用3mL甲醇、3mL水活化Waters Oasis MCX 3 cc（60mg）固相萃取柱，再將樣品液加入到活化好的小柱中，用3mL水和3mL甲醇依次淋洗，用3mL濃度為5%的氨水/甲醇（V∶V）洗脫收集。洗脫液用氮氣吹干后，用含0.05%氨水的水/乙腈（95∶5，V∶V）溶液定容至1.0mL，混勻后過0.22μm濾膜，上機分析。

三、結(jié)果與分析

1.測定方法。4-甲基咪唑的測定采用UHPLC-MS/MS方法，分別以醬油、醋、飲料樣品為加標基質(zhì)進行加標實驗，根據(jù)目標化合物的定量限及其在樣品中的存在水平，設(shè)定4個不同的加標水平（50μg/kg、100μg/kg、200μg/kg和500μg/kg），3種基質(zhì)樣品中4-Mel的平均回收率范圍是93.7%-107.3%，相對標準偏差范圍是3.8%-7.4%，說明目標化合物的回收率和精密度良好。4-甲基咪唑在醬油中的檢出限為10.0μg/kg，在醋和飲料中的檢出限為8.0μg/kg。

2.未檢出數(shù)據(jù)的處理。因為本研究未檢出數(shù)據(jù)的樣品數(shù)占總樣品量的比例≤60%，故所有未檢出數(shù)據(jù)用1/2檢出限（LOD，limit of detection）代替。在本實驗條件下，7份飲料樣品未檢出4-Mel（包含2份功能性飲料及部分茶飲料），飲料中4-甲基咪唑的檢出限為8.0μg/kg，未檢出值按4.0μg/kg計算。

3.風險評估方法。（1）攝入情況調(diào)查。根據(jù)2010-2012年中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測，我國全人群及食用人群對允許添加焦糖色食品的每日消費量水平如表1所示，體重值參考標準是60kg。

（2）醬油、醋和飲料樣品中4-甲基咪唑的污染水平和暴露評估。本研究中4-甲基咪唑的暴露風險評估采用點評估方式，以平均值進行估計，即取4-甲基咪唑近幾年的平均殘留水平和人群的平均攝入量，按下方的公式計算出人群對4-甲基咪唑的日均暴露量。

在上述公式中，E是被調(diào)查人群每天每公斤體重4-甲基咪唑的暴露量，μg/kg·bw/day;f是人群該食品的平均攝入量，g/d;C是該食品中4-甲基咪唑的平均殘留水平，μg/kg;W是被調(diào)查人群的平均體重，kg。

4-甲基咪唑在醬油、醋及飲料中的污染水平及暴露水平如表2所示?；诒敬卧u估結(jié)果，在一般的膳食消費水平下，根據(jù)全人群4-MeI的暴露量可以看出，全人群4-甲基咪唑的膳食來源主要是醬油和醋。這與梁江等人的研究結(jié)果一致，可能是因為醬油、醋和復合調(diào)味料是導致飲食中攝入焦糖色素的主要因素，而4-甲基咪唑是焦糖色素來源的副產(chǎn)物?；诳蓸沸惋嬃虾凸惋嬃系氖秤萌巳憾?，醬油、醋、果蔬汁飲料和可樂對4-甲基咪唑的暴露量分別為0.078μg/kg·bw、0.097μg/kg·bw、0.085μg/kg·bw和0.071μg/kg·bw。

美國加州環(huán)境健康危害評估環(huán)保辦公室（Office of Environmental Health Hazard Assessment，OEHHA）聯(lián)合美國國家毒理學研究計劃（NationalToxicologyProgram，NTP）將4-MeI歸于可疑致癌物一類中，并發(fā)布了關(guān)于4-甲基咪唑的重要風險水平，認為暴露在29μg/d天的水平下是安全的。2018年，F(xiàn)olmer DE等通過2009-2012年中國健康和營養(yǎng)檢查調(diào)查的非連續(xù)兩天的營養(yǎng)檢查數(shù)據(jù)，建立了國家飲食趨勢-營養(yǎng)攝入數(shù)據(jù)庫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人群食用含有焦糖色的食物時，對4-MeI的暴露量顯著高于攝入一般熱處理加工食物。比利時一項關(guān)于4-甲基咪唑在食品和飲料中的暴露數(shù)據(jù)顯示，4-MeI在食物中的最高含量為2835μg/kg，人群膳食中4-MeI的日平均攝入量為0.4-3.7μg/ kg·bw，而咖啡、可樂和啤酒是比利時人飲食攝入4-MeI的主要貢獻者。

將本研究中4-甲基咪唑的污染水平和暴露量（表2）與OEHHA制定的人群無顯著風險水平及上述其它國家的飲食暴露量進行比較后發(fā)現(xiàn)，在一般的膳食消費水平下，本研究中膳食焦糖色來源的副產(chǎn)物4-甲基咪唑?qū)θ巳杭帮嬃闲拖M人群的健康風險均處于較低水平。隨著社會的進步，開發(fā)新的焦糖色素、改善色素穩(wěn)定性、降低4-甲基咪唑的要求也將逐步提高。但目前來看，我國仍需加強焦糖色使用標準和質(zhì)量規(guī)格標準的管理，盡快補充完善食品中4-甲基咪唑的限量標準。

四、結(jié)論與討論

作為一種涉及食品質(zhì)量安全的重要有機化合物，4-甲基咪唑在正常膳食攝取下是安全的。醬油和醋是一般人群攝入4-甲基咪唑的主要膳食來源，飲料型愛好食用人群攝入4-甲基咪唑的健康風險也處于可接受水平。建議進一步調(diào)查我國居民膳食焦糖色的主要貢獻食品，如醬油、醋和復合調(diào)味料中4-甲基咪唑的殘留水平，必要時開展專項監(jiān)測，并對高暴露人群的健康風險予以? ? ? ? ?關(guān)注。

基金項目：河北省科技計劃項目（18275505D）。

作者簡介：路楊（1982-），女，河北石家莊人，碩士研究生，副主任技師，主要研究方向為食品安全與檢測。

*通信作者：崔澤，主任醫(yī)師，主要研究方向為預防醫(yī)學。