嬰幼兒配方羊乳粉生產(chǎn)中高氯酸鹽污染來源研究

嬰幼兒配方羊乳粉生產(chǎn)中高氯酸鹽污染來源研究

康婕，陳鴻劍，李媛，孫亞南，石菲，劉娟娟，樊成，任怡，宋悅，任靜陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西西安7100480引言嬰幼期是人體成長的重要時期之一。由于嬰兒消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，代謝系統(tǒng)不成熟，對營養(yǎng)的攝入有特殊需求[1，2]，往往需要補充嬰幼兒配方乳粉（簡稱“嬰配粉”）。因此嬰配粉的質(zhì)量安全問題備受人們關(guān)注[3～5]。高氯酸鹽是一種公認的環(huán)境污染物，主要來源于火箭、軍火、爆竹中燃料的生產(chǎn)和釋放及汽車、皮革、冶煉等領(lǐng)域[6～10]。較低濃度的高氯酸鹽就可以干擾人體甲狀腺素的合成和分泌，從而影響人體正常的生長發(fā)育，特別是會影響嬰幼兒大腦組織的發(fā)育，導致發(fā)育障礙、影響智力等。高氯酸鹽的高暴露還會導致甲狀腺癌的生成[11～20]。近年來，國內(nèi)發(fā)生的重大食品質(zhì)量安全事件及市場抽查結(jié)果顯示，嬰配粉的質(zhì)量安全仍存在一定風險，高氯酸鹽作為嬰配粉中的新型污染物，受到越來越多的關(guān)注，其來源廣泛、化學性質(zhì)穩(wěn)定、遷移性強、存在潛在危害、暴露途徑多，對食品安全和人體健康構(gòu)成巨大威脅，是環(huán)境、食品和健康等領(lǐng)域共同關(guān)注的焦點之一[21～25]。高氯酸鹽對人體的危害已經(jīng)明晰，但嬰配粉中高氯酸鹽含量的來源尚不明確，試驗為了解嬰幼兒配方羊乳粉（簡稱“嬰配羊乳粉”）生產(chǎn)過程中高氯酸鹽的污染來源，對13家嬰配羊乳粉生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過程及原輔料進行檢測分析，確定嬰配羊乳粉中高氯酸鹽的主要來源及其貢獻率，同時為嬰配羊乳粉監(jiān)管工作及質(zhì)量安全提升提供技術(shù)支撐和理論參考。1材料和方法1.1材料與試劑氯酸鹽和高氯酸鹽標準溶液（1mg/mL），美國InorganicVentures；氯酸鹽同位素內(nèi)標：氯酸鹽-18O3（200μg/mL，以氯酸根-18O3離子）計，上海甄準；高氯酸鹽同位素內(nèi)標：高氯酸鹽-18O4（100μg/mL，以高氯酸根-18O4離子計），美國劍橋CIL。乙腈（色譜純），美國格雷斯；甲酸銨（液質(zhì)聯(lián)用級），美國FisherChemical；超純水（電阻率為18.2MΩ·cm）；OasisPRiMEHLB固相萃取柱（150mg/3cc），美國waters。試劑和耗材在使用前均應(yīng)做本底測試。1.2儀器與設(shè)備液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（配有電噴霧離子源ESI），美國Agilent6495C；超聲波清洗器（KQ-500E型），昆山超聲；多樣品渦旋混合器（MultiVortex-12），廣州得泰；高速臺式離心機（H1850），湖南湘儀；超純水機（UPH-Ⅲ-20T），四川優(yōu)普。1.3方法1.3.1樣品采集嬰配羊乳粉生產(chǎn)工藝可分為濕法工藝、干法工藝和干濕法復合工藝。根據(jù)生產(chǎn)工藝在嬰配羊乳粉生產(chǎn)的各個階段采集平行樣品，在濕法工藝取奶倉奶樣、標準化后混合奶樣、濃縮后混合奶樣和干燥后乳粉樣；干法工藝取全脂羊奶粉樣和成品粉樣，干濕法復合工藝取全脂羊奶粉樣、標準化后混合奶樣、濃縮后混合奶樣和干燥后乳粉樣。同時取添加的輔料樣品進行測定。濕法工藝是對奶倉奶（鮮羊奶混合入倉）經(jīng)過標準化形成標準化奶，進一步濃縮形成濃縮奶，最后噴霧干燥制成乳粉的過程。對于使用濕法工藝生產(chǎn)嬰配羊乳粉的企業(yè)分別取奶倉奶樣、標準化后混合奶樣、濃縮后混合奶樣和干燥后乳粉樣測定其高氯酸鹽含量。干法工藝是采用全脂羊乳粉作為原料，放入各種固體的營養(yǎng)素，充分攪拌后，直接分裝出來得到成品粉。對于使用干法工藝生產(chǎn)嬰配羊乳粉的企業(yè)取全脂羊乳粉和成品粉樣測定其高氯酸鹽含量。干濕法復合工藝是以全脂羊乳粉作為原料，復溶后依據(jù)濕法工藝生產(chǎn)的乳粉。對于干濕法復合工藝的企業(yè)取全脂羊乳粉樣、標準化后混合奶樣、濃縮后混合奶樣和干燥后乳粉樣測定其高氯酸鹽含量。1.3.2樣品檢測樣品檢驗方法參照《BJS201706食品中氯酸鹽和高氯酸鹽的測定》進行檢驗。1.3.3誤差計算依據(jù)《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》表中測定值與真值的偏差指導范圍：-20%～+10%的要求，認為誤差在-20%～+10%屬于滿意數(shù)值，說明在此過程中由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異。各階段采集的樣品測定高氯酸鹽含量，按照生產(chǎn)工藝添加比例，折算出每個階段的高氯酸鹽干物質(zhì)含量，并求平均值，奶倉奶樣到標準化后混合奶樣的數(shù)值差異表示，除了由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異外還包括輔料的高氯酸鹽貢獻量及配料過程是否有高氯酸鹽的生成，誤差由公式（1）計算；標準化后混合奶樣到濃縮后混合奶樣的數(shù)值差異表示，除了由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異外還包括濃縮過程是否有高氯酸鹽的生成，誤差由公式（2）計算；濃縮后混合奶樣到干燥后乳粉樣的數(shù)值差異表示，除了由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異外還包括干燥過程是否有高氯酸鹽的生成，誤差由公式（3）計算；輔料的貢獻率由公式（4）計算。2結(jié)果與分析2.1生產(chǎn)線結(jié)果分析對8家濕法工藝企業(yè)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果見表1。表1中8家企業(yè)在生產(chǎn)的各個階段誤差值均在實驗室偏差范圍內(nèi)。以上數(shù)據(jù)表明，在同一批次嬰配羊乳粉同一生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中奶倉奶樣，到標準化后混合奶樣，到濃縮后混合奶樣，再到最終的干燥后乳粉樣的數(shù)值差異均滿足由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異，以此證明濕法生產(chǎn)過程中無高氯酸鹽的生成，終產(chǎn)品中高氯酸鹽主要來源于原料奶的帶入。由奶倉奶高氯酸鹽按比例添加后的干物質(zhì)含量到終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量，計算出輔料貢獻率為0.9%～25.29%。表1濕法工藝樣品高氯酸鹽結(jié)果及誤差統(tǒng)計表對2家干法工藝企業(yè)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果見表2。理論上干法工藝全脂羊乳粉中的高氯酸鹽含量×添加全脂羊乳粉比例=嬰配羊乳粉中的高氯酸鹽含量的話，說明嬰配羊乳粉中高氯酸鹽全部來自按照比例添加的全脂羊乳粉中的高氯酸鹽，可以證明生產(chǎn)過程中無高氯酸鹽產(chǎn)生，從表2可以看出，009企業(yè)的理論值為364.01μg/kg×0.37=134.69μg/kg，嬰配羊乳粉樣中的高氯酸鹽含量126.94μg/kg，誤差為2.96%，由全脂羊奶粉高氯酸鹽按比例添加折算后的干物質(zhì)含量到終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量不升反降，說明從全脂羊乳粉到嬰配羊乳粉的過程中，除了隨機誤差，無高氯酸鹽的生成。010企業(yè)全脂羊乳粉和成品粉的高氯酸鹽含量均為未檢出，由此可以看到整個生產(chǎn)過程均無高氯酸鹽產(chǎn)生。以上數(shù)據(jù)表明，干法工藝中同一批次乳粉同一生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中全脂羊乳粉成品乳粉樣的數(shù)值差異均滿足由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異，以此證明整個干法生產(chǎn)過程中無高氯酸鹽的生成，終產(chǎn)品中高氯酸鹽主要來源于原料奶的帶入。表2干法工藝樣品高氯酸鹽結(jié)果及誤差統(tǒng)計表對3家干濕法復合工藝企業(yè)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果見表3。理論上干濕法復合工藝全脂羊乳粉中的高氯酸鹽含量×添加比例=干燥后乳粉樣中的高氯酸鹽含量的話可以證明生產(chǎn)過程中無高氯酸鹽產(chǎn)生，從表3可以看出，011企業(yè)的實際上計算為371.46μg/kg×0.38=141.15μg/kg，干燥后乳粉樣中的高氯酸鹽含量137.785μg/kg，誤差為-1.2%，由全脂羊奶粉高氯酸鹽按比例添加折算后的干物質(zhì)含量到終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量不升反降，012企業(yè)的實際上計算為295.59μg/kg×0.375=111.85μg/kg，干燥后乳粉樣中的高氯酸鹽含量120.34μg/kg，誤差為4.2%，013企業(yè)的實際上計算為210.35μg/kg×0.4=84.14μg/kg，干燥后乳粉樣中的高氯酸鹽含量91.98μg/kg，誤差為4.5%，誤差的絕對值均小于5.0%，說明從生產(chǎn)過程中除了隨機誤差無高氯酸鹽的生成；過程誤差2和過程誤差3均在-20%～+10%的偏差范圍內(nèi)，說明從標準化后混合奶樣到濃縮后混合奶樣的過程再到到干燥后乳粉樣的過程中，除了隨機誤差無高氯酸鹽的生成；以上數(shù)據(jù)表明在同一批次乳粉同一生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中全脂羊乳粉到標準化后混合奶樣到濃縮后混合奶樣再到最終的干燥后乳粉樣的數(shù)值差異均滿足由計算引入的隨機誤差導致數(shù)據(jù)間的差異。由全脂羊奶粉高氯酸鹽按比例添加折算后的干物質(zhì)含量到終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量，計算出輔料貢獻率均低于10%，以此證明整個生產(chǎn)過程中幾乎無高氯酸鹽的生成或者帶入，終產(chǎn)品中高氯酸鹽主要來源于原料奶的帶入。表3干濕法復合工藝樣品高氯酸鹽結(jié)果及誤差統(tǒng)計表2.2原輔料結(jié)果分析本次研究對嬰配羊乳粉企業(yè)所使用的的81份輔料（20個種類）樣本進行高氯酸鹽檢測，包括脫鹽乳清粉、乳清粉等，結(jié)果表明，opo、油、低聚乳糖、低聚果糖、左旋肉堿、礦物質(zhì)、維生素、氯化膽堿、乳糖、濃縮蛋白粉、碳酸鈣、無水奶油和磷脂均未檢出高氯酸鹽，檢出的種類包括乳原料（脫鹽乳清粉、乳清粉、酪蛋白、乳清蛋白粉、乳鐵蛋白）、DHA、ARA（表4）。羊乳清粉的高氯酸鹽值明顯偏高，高氯酸鹽平均值為142.74μg/kg，脫鹽羊乳清粉中高氯酸鹽含量均值為3.61μg/kg，檢出率為21.4%，由此可以推斷羊乳清粉在加工成脫鹽羊乳清粉的過程中脫去的氯離子很有可能是高氯酸鹽，因此高氯酸鹽值大大降低。表4輔料中高氯酸鹽檢測結(jié)果脫鹽乳清粉在嬰配粉中的添加能夠很好地解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、乳糖占比，對灰分指標控制等問題。不同的嬰配粉企業(yè)由于生產(chǎn)工藝不同，脫鹽乳清粉的添加比例不等，多數(shù)企業(yè)脫鹽乳清粉在1段嬰配粉中的添加比例高達40%甚至50%，2段和3段嬰配粉中的添加比例也達到30%左右，所以脫鹽乳清粉中的高氯酸鹽含量直接影響嬰配粉中高氯酸鹽的含量。陜西省嬰配羊乳粉企業(yè)使用的脫鹽乳清粉的來源國內(nèi)外均有分布，其中國外的主要來自荷蘭、法國、英國等，國內(nèi)的主要來自北安宜品努卡乳業(yè)有限公司和菲仕蘭食品配料（上海）有限公司，由于脫鹽乳清粉在嬰配粉中添加比例較高，所以列入嬰配粉生產(chǎn)的高氯酸鹽高風險因素，建議企業(yè)嚴格控制脫鹽乳清粉中高氯酸鹽含量，做到每批檢測并按照添加比例核算終產(chǎn)品中帶入的含量。國外的乳清蛋白粉主要來德國、美國、國內(nèi)的來自菲仕蘭食品配料（上海）有限公司，由于不同嬰配粉企業(yè)生產(chǎn)工藝不同，乳清蛋白粉添加占比也不同在2段和3段嬰配粉中添加量在5%～10%之間，列入嬰配粉生產(chǎn)的高氯酸鹽高風險因素，建議企業(yè)根據(jù)添加量控制終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量。酪蛋白磷酸肽、乳鐵蛋白等含乳原料中均有高氯酸鹽檢出，檢出的含量小于10μg/kg，而且在嬰配粉中添加比例低，在1‰～3‰，對終產(chǎn)品中高氯酸鹽含量影響較小，列入嬰配粉生產(chǎn)的高氯酸鹽中風險因素。DHA和ARA的生產(chǎn)廠家主要是國內(nèi)廠家，有羅蓋特生物營養(yǎng)品（武漢）有限公司、嘉必優(yōu)生物技術(shù)（武漢）股份有限公司北京金康普生物科技有限公司，高氯酸鹽在嬰配粉中添加比例低，在3‰～8‰，按照含量折算帶入終產(chǎn)品中高氯酸鹽較低，列入嬰配粉生產(chǎn)的高氯酸鹽中風險因素。其余輔料opo、油、低聚乳糖、低聚果糖、左旋肉堿、礦物質(zhì)、維生素、氯化膽堿、乳糖、濃縮蛋白粉、碳酸鈣、無水奶油和磷脂均未檢出高氯酸鹽，可暫時列入嬰配粉生產(chǎn)的高氯酸鹽低風險因素。風險等級表見表5。表5輔料中高氯酸鹽風險等級表3結(jié)語本研究對嬰配羊乳粉企業(yè)的生產(chǎn)過程和原輔料中高氯酸鹽的污染水平進行測定，確定三種生產(chǎn)工藝對高氯酸鹽的產(chǎn)生沒有影響，原料奶是嬰配羊乳粉中高氯酸鹽的主要來源，輔料中高氯酸鹽會帶入嬰配羊乳粉中，其中含乳原料貢獻率大，風險較高。建議企業(yè)在控制嬰配羊