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食物中典型持久性有机污染物(POPs)的生物可给性研究综述

2015-12-07于艳新李奇王慧徐洁

生态环境学报 2015年8期
关键词:源性消化基质

于艳新,李奇,王慧,徐洁

北京师范大学水科学研究院,北京 100875

食物中典型持久性有机污染物(POPs)的生物可给性研究综述

于艳新,李奇*,王慧,徐洁

北京师范大学水科学研究院,北京 100875

持久性有机污染物(POPs)因其对人体的潜在危害而成为暴露风险评价关注的焦点。但是,以往的健康风险评价通常仅关注人体的外暴露水平,忽视了污染物从体外向体内输移过程中生物可给性对暴露水平的影响,因而可能造成暴露风险的高估或低估,以及主要暴露源的误判。在人体的3大暴露途径(饮食暴露、呼吸暴露和皮肤接触暴露)中,饮食暴露被证明为最主要的暴露途径。食物中POPs的生物可给性(bioaccessibility)指食物中能够被人体消化系统消化进入液相且可能被肠道吸收利用的那部分POPs占总POPs含量的比例,生物可给性的引入使内暴露取代外暴露成为饮食暴露风险评估的基础,其结果将更加接近人体暴露的真实情况。本文在查阅大量文献的基础上,以4种典型POPs——多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)及有机氯农药(OCPs)为主线,系统总结了食物中POPs生物可给性的研究现状,包括各研究所采用的消化模拟方法和POPs自身理化性质、食物基质性质、消化模拟参数等因素对生物可给性的影响,进而说明不同污染物生物可给性的差异。我们发现,动物源性食物 POPs生物可给性在 3.0%~84.5%之间,而植物源性食物 POPs生物可给性则为2.6%~59.9%,可见生物可给性在POPs膳食暴露风险评价中是极其重要的。此外,文章还阐述了现有研究在食物基质的选择和预处理、消化环境的设置以及消化液的配置等诸多方面存在的问题,并针对这些不足之处对今后的研究方向进行了展望,呼吁建立和发展更加科学有效的研究体系。文章对完善和发展健康风险评价理论、技术和方法,具有一定的积极意义。

持久性有机污染物;食物;生物可给性;综述

持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)是指难于降解、在环境中具有长期残留性、可长距离输送、憎水亲脂和具有生物放大作用(余刚等,2001)的一类污染物,如多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs),多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs),多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticide,OCPs)。流行病学研究已证实了POPs具有致癌性、内分泌干扰作用、再生系统损害、致帕金森病和中枢神经系统损害等特性(Capuano et al.,2005;Gilbert,2004;Helberg et al.,2005;Muir et al.,2003;刘征涛,2001;刘征涛,2005)。人体暴露POPs有呼吸暴露、皮肤接触暴露和饮食暴露3大途径,其中饮食暴露是主要的暴露途径(Mussalo et al., 1988;Kostyniak et al.,1999;吕艳,2009),因而成为公共健康领域研究的焦点。

但是,以往的饮食暴露风险评价主要依托体外暴露,没有考虑人体内消化系统(口腔-胃-肠道组成)的消化作用,即忽略了食物中POPs在消化道内的可消化率,据此进行的风险评价难以准确地反映人体通过饮食途径获取的暴露水平,造成暴露风险的高估或低估,并可能造成主要暴露源的误判。为了更加真实的表征人体对污染物的暴露情况,生物可给性(bioaccessibility)的概念被学者们引入到风险评价中来,食物中 POPs的生物可给性(bioaccessibility)是指食物中能够被人体消化系统消化进入液相且有可能被肠道吸收利用的那部分POPs占总POPs的比例(Ruby et al.,1992;Ruby et al.,1993;Ruby et al.,1999)。生物可给性的引入使建立在外暴露基础上的风险评估进阶到以内暴露为基础,其结果将进一步接近人体暴露的真实情况。

本文的目的为对食物中几种典型的 POPs,多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs),多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs),多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticide,OCPs)的生物可给性研究现状进行综述。

1 食物中POPs生物可给性

1.1 多氯联苯(PCBs)

PCBs是一类含氯的非极性碳氢化合物,具有良好的电绝缘性和耐热性,作为工业产品的添加剂被广泛应用(韩姝媛等,2010),虽然早在 20世纪70年代,大部分国家就禁止了PCBs的生产和使用,但直到现在我们依然能在环境中检测到 PCBs的存在(冯钦忠等,2014;韩德明等,2014;吴益春等,2014)。PCBs是一种典型的持久性有机污染物,人体暴露后可造成皮肤损伤、免疫紊乱及癌症等疾病(Maervoet et al.,2007;Meng et al.,2007;Weintraub et al.,2008)。

Xing et al.(2008)应用体外模拟实验研究了两种淡水鱼(泥鳅和鳙鱼)和两种蔬菜(菠菜和卷心菜)中 PCBs的生物可给性,发现淡水鱼中 PCBs的生物可给性均值仅为3%,低于蔬菜中PCBs的生物可给性(均值为25%),并指出鱼肉和蔬菜中PCBs生物可给性之间的不同主要归因于动物和植物源性食物脂含量的显著差异。PCBs具有较强的脂溶性,易蓄积在脂质中,但脂肪在消化道中不易消化,因此食物脂含量越高,食物中的PCBs越难释放出来,生物可给性越低。这与Hack et al.(1996)和Oomen et al.(2000)的研究结论正好相反,Hank et al.(1996)发现在对土壤颗粒的体外模拟消化过程中加入全脂奶粉可有效提升PCBs生物可给性,可能的解释是,土壤基质不同于食物,有机质含量较低,加入少量有机质有利于PCBs在土壤颗粒和有机质之间转移,致使土壤基质中PCBs的生物可给性升高,具体原因有待进一步证实。Xing et al.(2008)还发现PCBs的生物可给性与其氯原子数、辛醇-气分配系数(KOA)、辛醇-水分配系数(KOW)、分子量(MW)及水溶性(WS)等因素具有相关性,其中 PCB分子中氯原子数越少,其生物可给性越高;卷心菜PCBs生物可给性与KOA、KOW、MW呈显著负相关,鳙鱼PCBs生物可给性与WS呈显著正相关,其余因素与生物可给性之间的相关关系则不显著。

除食物基质性质和污染物理化性质外,体外消化参数也是PCBs生物可给性的影响因素,比如液固比(消化液体积与食物基质质量之比)、pH(消化体系酸碱度)及老化时间(食物基质被污染物暴露的时间)等。Yu et al.(2009a)关于草鱼中PCBs生物可给性影响因素的研究表明,液固比与草鱼中PCBs生物可给性之间呈正相关趋势,当液固比小于120时,PCBs生物可给性随液固比升高从1.9%迅速增至30.3%,随后,PCBs生物可给性基本趋于稳定,相似结论在土壤PAHs生物可给性研究中亦有发现(de Wiele et al.,2004)。消化液的pH在消化系统中具有重要的地位,Yu et al.(2009a)研究发现,小肠消化阶段草鱼PCBs的生物可给性在pH=6~7.5时与pH呈正相关,在pH=7.3时达到最大值。由于食物基质的稀释作用,胃液pH在人体摄食前后会发生较大的变化,禁食状态时其pH=1.3,进食后迅速增至 4.9,食糜从胃部进入小肠致使小肠pH降低,刺激胰腺分泌重碳酸盐,而后pH重新趋于稳定(Hörter et al.,2001)。Tyssandier et al.(2001)的研究也表明pH是类胡萝卜素由乳浊脂质颗粒向混合胶团转移最重要的影响因素之一。由于环境样品中POPs含量较低,故在生物可给性研究中,为使检测仪器能够检测到 POPs,实验者一般会对食物基质进行老化以提高基质中污染物的浓度,Yu et al.(2009a)采用的方法为将PCBs标准品加入到冷干的鱼肉粉末中充分接触,一段时间后污染物即可附着在基质中。研究表明,老化的时间越长,PCBs生物可给性越小,这是因为短时间的老化只能使PCBs附着在基质颗粒表面,在胃肠消化系统中易于溶解释放,随着老化时间的增长,PCBs可进入到细胞间缝隙与食物基质紧密结合,此时的PCBs将更更难被消化释放出来。

综上,食物中PCBs生物可给性主要受食物基质脂含量,各PCB理化性质(KOA、KOW、MW、WS等),以及消化环境(液固比、pH、老化时间)的影响。

1.2 多溴联苯醚(PBDEs)

PBDEs是一类含溴原子的芳香族化合物,其结构和性质与PCBs相似,共有209种同系物,市场上的 PBDEs主要由五溴、八溴和十溴联苯醚的混合物组成。作为一类阻燃剂,PBDEs广泛应用于家具、塑料、纺织品等生活用品的生产(Voorspoels et al.,2007)。PBDEs亲脂性强,化学性质稳定,可在食物链中生物富集和放大,进入人体可导致内分泌系统及肝脏功能损伤、影响人群的繁殖发育且具有致癌性,甚至可通过母婴传播转移至下一代(Dingemans et al.,2008;Doucet et al.,2009;He et al.,2008;Ren et al.,2012)。鉴于PBDEs可对环境和人群造成极大的威胁和伤害,2004年,欧盟全面禁止五溴和八溴联苯醚的生产,我国也在2006年出台相关规定限制 PBDEs的生产使用(万斌等,2011)。

Yu等人在2009─2011年期间开展系列研究,评估了鱼和蔬菜 PBDEs的生物可给性,并阐明生物可给性与消化环境及食物基质性质之间的相关关系(Yu et al.,2009b;Yu et al.,2010;Yu et al.,2011)。研究表明,草鱼 PBDEs在小肠消化阶段的生物可给性显著大于胃部消化阶段,源于小肠消化阶段的消化时间(6 h)长于胃部消化阶段(2 h),且小肠液中含有胆汁盐和胰液素(Yu et al.,2009b)。在小肠消化阶段,PBDEs生物可给性与消化时间成正比,当消化时间大于6 h以后,PBDEs的生物可给性将不再随消化时间增长(Yu et al.,2009b)。该变化规律反映了食物污染物在消化过程中的迁移机制,在消化系统中,污染物不断从基质中释放进入液相,同时液相中的污染物亦不断附着到基质表面,污染物的吸附和释放机制共存,消化的初始阶段,污染物释放速率大于附着速率,生物可给性与消化时间呈正相关,随着消化液中污染物浓度升高,附着速率增大,最终与释放速率相等,此时释放和附着达到平衡,生物可给性趋于稳定。胆汁盐是小肠液重要成分,具有类似表面活性剂的作用,当其浓度高于0.15 g·L-1的临界胶束浓度时,能够降低小肠液的表面张力,同时与疏水性污染物结合成胶团,产生非极性环境,有助于疏水性污染物溶解(Oomen et al.,2004)。

除消化环境,食物基质性质也是 PBDEs生物可给性重要的影响因素,Yu et al.(2010)研究包括鱼、肉、米、面、蔬菜等13种食物PBDEs生物可给性,发现鱼肉 PBDEs生物可给性最高(32.8%~41.3%),其次是米(均值为40.4%),肉和蔬菜 PBDEs生物可给性变异系数较大,最高值分别是最低值的7倍和11倍。食物基质不同的营养组成是造成各食物 PBDEs生物可给性差异的重要因素,对于动物源性食物,脂含量是其生物可给性最主要的影响因素,当脂含量大于9%时,PBDEs生物可给性与脂含量呈显著的正相关,但是对于脂含量较低(小于5.5%)的食物,生物可给性与脂含量呈负相关,这是因为在低脂含量食物中,其他成分将成为生物可给性的主要影响因素,比如说蛋白质。氨基酸是蛋白质的代谢产物,进入到消化液中以盐的形式存在,可增加液相中离子间作用力,氨基酸的盐析作用可降低 PBDEs的溶解性,从而造成PBDEs的生物可给性降低。动物源性食物PBDEs生物可给性与蛋白质之间没有观察到显著的相关性,但是植物源性食物 PBDEs生物可给性与蛋白质含量之间存在显著的负相关,这是因为大部分动物源性食物的脂含量较高,掩盖了蛋白质对生物可给性的影响,而植物源性食物中脂含量一般较小(豆类、花生等食物除外),此时蛋白质的影响即显现出来。进一步分析,将蛋白含量和脂含量的比值作为变量,发现动物源性食物 PBDEs生物可给性与之呈负相关趋势,进一步证实了高脂含量对其他因素的掩盖作用。植物源性食物 PBDEs生物可给性与碳水化合物含量呈正相关,因为碳水化合物能够与PBDEs结合形成胶团,有利于PBDEs在液相中的分配。另有研究表明,碳水化合物能够自主组装成胶团簇,增强疏水性毒性分子的转运能力,致使食物POPs生物可给性升高(Qu et al.,2006)。膳食纤维是另一个影响植物源性食物 PBDEs生物可给性的重要因素,两者之间呈显著的负相关性,研究表明,膳食纤维在食物中以纤维素的形式存在,在消化系统中不被消化,还能吸附液相中的PBDEs,随粪便排出体外。相似结论在食物中β-胡萝卜素,番茄红素及叶黄素等营养物质的生物可给性研究中亦有发现(Riedl et al.,1999)。

综上,食物中 PBDEs生物可给性主要受食物基质营养物质(如脂肪、蛋白质、膳食纤维等)含量,食物基质 PBDEs总浓度,以及消化环境(固液比、pH)的影响。

1.3 多环芳烃(PAHs)

PAHs是一类稠环芳香族化合物,是有机物不完全燃烧的产物(Mcgrath et al.,2007;Mumtaz et al.,1996)。动物实验表明,常见的 PAHs,如苯并芘(benzo[a]pyrene)、䓛(chrysene)及茚并[1, 2, 3-cd]芘(indeno [1, 2, 3-cd] pyrene)等具有致癌、致畸和致突变等效应(Deutsch-Wenzel et al.,1983;Thyssen et al.,1981)。流行病学调查研究则表明,PAHs暴露与人群皮肤癌、肺癌、膀胱癌等疾病的发生具有相关性(Armstrong et al.,2004;Boffetta et al.,1997)。PAHs对人群和环境造成极大的威胁和伤害,已然成为环境污染与人体健康领域的研究热点(Boobis et al.,2005;Kang et al.,2015;Liu et al.,2014;Martorell et al.,2010;Pufulete et al.,2004;Ramesh et al.,2004)。

现有关于PAHs生物可给性的研究主要针对土壤基质,食物基质中PAHs生物可给性的相关调查还很欠缺,仅对鱼和肉进行了研究(Wang et al.,2010;Yu et al.,2012a)。Wang et al.(2010)应用体外模拟消化模型测定了 20种鱼肉(包括淡水鱼和咸水鱼)中PAHs的生物可给性,发现咸水鱼的PAHs残留浓度显著高于淡水鱼,但两者生物可给性并无显著差别,Yu et al.(2012a)测定了18种共175个动物源性食物样品,其PAHs生物可给性为29.0%~61.2%,与Wang et al.(2010)研究结论相似。鱼肉PAHs在小肠消化阶段的生物可给性显著高于其在胃部消化阶段(分别为31.1%和24.3%),草鱼中的PBDEs亦是如此(Yu et al.,2009b),Tang et al.(2006)关于土壤中PAHs生物可给性的研究也发现这一规律。与PCBs一样(Xing et al.,2008),鱼肉中PAHs的生物可给性也受各PAH自身理化性质的影响,与KOA、KOW和MW呈负相关,与WS呈正相关,说明水溶性强的PAH易于从食物基质中释放出来进入消化液,该规律在土壤PAHs生物可给性研究中也存在(Tang et al.,2006)。相对累计率是指消化过程中某一PAH在液相中占总PAHs的百分含量与该PAH在样本中占总PAHs百分含量之间的比值,是评价PAHs在消化过程相对稀释或相对富集的指标。Wang et al.(2010)的研究表明低分子量 PAHs的相对累计率显著低于高分子量PAHs。Qin et al.(2010)对香港居民皮下组织PAHs残留量和各PAH相对累计率做回归分析得到显著的正相关,说明相对累计率越高的 PAHs具有较高的生物可给性,更容易被人体消化吸收和富集。

综上,食物中PAHs生物可给性主要受PAH理化性质(KOA、KOW、MW、WS等)的影响。

1.4 有机氯农药(OCPs)

OCPs是有一类具有杀虫活性的氯代烃的总称,主要品种滴滴涕(dichlorodiphenyltrichloroethane,DDTs)和六六六(hexachlorocyclohexane,HCHs)分别于1825年和1874年问世,被广泛应用于农业植保和公共卫生领域,一度是世界各国首选的杀虫剂(黄卫平,2001)。但由于其本身具有高毒性,难降解性以及高富集性,对环境系统和人体健康造成严重的威胁和伤害,1980s以来世界上大多数国家已经禁止OCPs的生产和使用(吕艳,2009)。即便如此,由于其化学性质稳定,挥发性小且半衰期长,环境各介质中依然能检测到DDTs和HCHs的存在,包括大气(Bidleman et al.,2004;Leone et al.,2000)、水体(Ilyina et al.,2006;Kolankaya,2006)、土壤(Vega et al.,2007)及动植物(Hinck et al.,2008;Srivastava et al.,2006;Verreault et al.,2005)等。可见,OCPs的人群暴露估算及健康风险评价研究已刻不容缓。

典型的 OCPs中,o, p’-DDT、o, p’-DDD和α-HCH等都是手性化合物,其中α-HCH是以右旋化合物(+)-α-HCH和左旋化合物(-)-α-HCH两种对映体 1∶1比例存在的外消旋混合物(Tao et al.,2009)。Tao et al.(2009)对土壤颗粒 OCPs的生物可给性研究表明,在胃肠模拟过程中,(+)-α-HCH的释放速度较(-)-α-HCH更快,导致(+)-α-HCH在胃消化液中富集;但进入肠道后,(-)-α-HCH能比(+)-α-HCH更快进入液相,使得(-)-α-HCH被优先排出体外,可能的原因是酶类的立体化学选择性。与α-HCH相似的是,o, p’-DDT和o, p’-DDD经胃的消化后,右旋对映体高于左旋对映体;但经小肠消化,右旋对映体减少。

Wang et al.(2011)应用体外消化模拟实验测定了20种共279个鱼肉样品DDTs和HCHs生物可给性,表明胃部消化阶段中DDTs和HCHs的生物可给性(0.37%~12.8%)显著低于肠道消化阶段(0.73%~33.1%),其原因是小肠液中含有胆汁盐,这与食物基质中PBDEs(Yu et al.,2009b)、PAHs(Wang et al.,2010)及土壤中OCPs(Tao et al.,2009)的生物可给性在胃、肠阶段呈现的差异是一致的。Yu et al.(2012b)对11种鱼类、3种贝类、2种家禽、2种家畜共175个样品进行了DDTs和HCHs的体外模拟生物可给性测定,结果表明总DDTs和总 HCHs的生物可给性分别是 31.5%~84.5%和31.1%~59.6%,比Wang et al.(2011)的研究结论更高,可能是不同动物源性食物的脂肪量差异对生物可给性的影响。

Wang et al.(2011)研究还指出鱼肉中 OCPs的生物可给性与KOW呈显著的正相关,但Xing et al.(2008)的研究却指出鱼肉中PCBs的生物可给性与KOW之间的相关性并不显著,造成结论不一致的原因很可能是两个研究所采集的鱼种不一样,脂含量等因素掩盖了KOW对生物可给性的影响,具体原因需进一步研究。

除了动物源性食物鱼,也有人对植物源性食物胡萝卜中DDTs的生物可给性进行了研究(陆敏等,2009a;陆敏等,2009b)。静态胃肠消化模拟实验发现胡萝卜中DDTs的生物可给性显著高于鱼肉中DDTs的生物可给性。胡萝卜中的DDTs在小肠消化阶段的生物可给性(41.2%~47.1%)显著大于胃部消化阶段(12.0%~12.7%),该结论与鱼肉的情况相类似(Wang et al.,2011)。陆敏等人(2009a)还研究了基质质量和胡萝卜中 DDTs的残留浓度对DDTs生物有效性的影响,结果表明DDTs的生物可给性与基质质量呈对数相关关系,随着胡萝卜质量增加,DDTs的生物可给性下降。在胡萝卜质量恒定的条件下,DDTs的生物可给性不随胡萝卜中 DDTs残留浓度的变化而变化,该结果与鱼肉中 PBDEs生物可给性研究一致(Yu et al.,2009b)。

综上,食物中OCPs生物可给性主要受脂含量,OCP理化性质(KOW、MW等),以及消化液组成(特别是胆汁盐含量)的影响。

2 存在的问题及展望

食物基质中POPs的生物可给性研究在人群暴露风险研究中具有极其重要的意义,是进一步准确评估人群POPs饮食暴露及健康风险至关重要的一环。现有研究建立了食物中POPs生物可给性测定的消化模拟实验体系并不断完善,同时分析了各因素对POPs生物可给性的影响等,如表1所示。

表1 食物中POPs生物可给性体外测定实验体系及其影响因素Table 1 The bioaccessibility of POPs in food matrix, its measure methods and influence factors

即便现有关于食物中POPs生物可给性的研究已经取得了一系列成果,但这些研究中存在的问题依然有很多,亟待进一步研究探索:

(1)现有研究用于消化实验的食物基质均为未经加工处理的食物原料,而我国普通人群摄入的食物均经烹饪(如煎、烤、炒、蒸等)等处理,研究表明,烹饪处理后,食物中PAHs(Perelló et al.,2009;Purcaro et al.,2006;Reinik et al.,2007),PBDEs(Bayen et al.,2005;Schecter et al.,2006),PCBs(Hori et al.,2001;Hori et al.,2005)等POPs浓度将发生变化,但变化趋势并不一致,即烹饪方式对食物POPs残留浓度的影响方向和程度具有不确定性(Domingo,2011)。虽然草鱼中PBDEs(Yu et al.,2009b)和胡萝卜中DDTs(陆敏等,2009a)的残留浓度不影响其生物可给性,但其他POPs污染物残留浓度与生物可给性之间的相关性则有待进一步研究。同时,烹饪过程食物基质被加热、食用油等营养物质的加入是否影响基质中污染物的释放亦有待进一步研究。

(2)现有研究在进行消化之前均将食物做干燥处理、且研磨至能过100目筛,这与实际情况是不相符的,因为人食入的食物都是含水的,且不可能将食物咀嚼到如此细小。Zhang et al.(2014)的研究表明,用微波的方法提取鱼肉中 OCPs,冷干鱼肉组织中的OCPs对提取溶剂具有一定的抗性,导致OCPs的提取率较低,加入水后,提取率显著升高,说明对食物基质进行冷干处理会改变基质中POPs的存在形态,可能导致生物可给性的低估或高估;Moelants et al.(2012)的研究表明随着食物基质(胡萝卜和西红柿)粒径不断增大,类胡萝卜素的生物可给性不断减小;余应新等人(2011)的研究也表明,空调滤网灰尘中 PBDEs的生物可给性与灰尘粒径之间呈负相关。因此,我们可以做如下推理:食物基质粒径越小,与消化液的接触面积越大,越有利于污染物的释放。可见,将食物基质研磨至能过100目筛会导致食物中POPs生物可给性的高估。

(3)在人体胃肠消化系统中,部分从食物中释放出来的污染物会被小肠上皮细胞吸收并进入血液循环,即在消化系统中不仅存在污染物和基质间的释放-吸附平衡机制,同时还有释放-吸收平衡机制,液相中的污染物被小肠上皮细胞吸收,其浓度降低,平衡向污染物释放的方向移动,利于污染物的进一步释放(张迪宇等,2009)。而现有研究所用体外模拟方法均为稳态模型,未考虑细胞对污染物的吸收机制,将造成食物中POPs生物可给性的严重低估。

(4)关于食物基质的老化,现有研究均用标准品溶液对基质粉末进行处理,旨在将目标化合物附着在食物基质上。虽然对部分蔬菜而言,残留的有机污染物主要附着在其可食用部分表面,但对大部分食物而言,有机污染物是残留在食物细胞间,或与食物中营养物质相结合存在的,并非附着在基质颗粒表面。现有老化方法处理后获得的生物可给性更多的反映了POPs在一定时间内与食物基质相互结合的效率,而非污染物从食物基质中消化释放的效率。Yu et al.(2010)的研究已经表明,用此方法进行老化处理后会造成生物可给性的高估,虽然结果并不显著,但探索更好的实验方法仍然是我们努力的方向。

(5)体外消化实验中酶的种类、营养液的配比、温度变化等都会影响模拟的准确性(Dean et al.,2007)。例如小肠中含有肠激酶、能够激活蛋白质的消化酶、胰蛋白酶等,胰液中含有水、碳酸氢钠、淀粉酶,胰蛋白酶和脂肪酶,模拟实验所用消化液中采用不同种类的酶,对物质的吸收选择性存在差异;此外,酶的活性、污染物的释放受到温度、营养液配比等影响,因此未来应该对以上因素进行具体研究。

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The Bioaccessibility of Typical Persistent Organic Pollutants (POPs) in Food Matrix: A Review

YU Yanxin, LI Qi*, WANG Hui, XU Jie
College of Water Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

Persistent organic pollutants (POPs) were the focus of attention in the field of exposure and risk assessment because of their potential adverse effects on human health. However, most previous studies of health risk assessment merely focused on the level of external exposure, neglecting the influence of bioaccessibility, which explained the digestion ratio of contaminants in food. As a result, mistakes like overestimation or underestimation of exposure risk as well as the misjudgment of the main exposure sources will be made possibly. Among the three routes of human exposure, diet was proved to be the main source compared with inhalation and dermal contact. The bioaccessibility of POPs in food matrix refers to the proportion of POPs that can be digested and possibly be absorbed in the total POPs in food. The introduction of bioaccessibility, whose data can better reflect the real situation of human exposure, makes the replacement of external exposure by internal exposure to be the basis of diet exposure risk assessment.In this paper, four typical POPs including polychlorinated biphenyls (PCBs), polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organochlorine pesticide (OCPs) were focused, and the current state of studies about the bioaccessibility of POPs in food was systematically summarized, including the digestion methods used in each researches, the influences of matrix properties, and experimental environment on bioaccessibility, and the difference of bioaccessibilities of various contaminants. The bioaccessibility of POPs were 3.0%~84.5% and 2.6%~59.9% for animal-based and plant-based food, respectively, it means that the bioaccessibility was extremely important in exposure risk assessment of POPs through digestion pathway. Besides, this paper stated the insufficiency of present studies in the selection and pretreatment of food matrix, the design of experimental environment and the preparation of digestive juices, and raised a prospect of further studies according to those deficiency, appealing for the establishment of a more scientific and effective research system. This paper has practical significance in developing the theory, techniques, and methods of health risk assessment research.

persistent organic pollutants; foodstuffs; bioaccessibility; review

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.08.023

X56

A

1674-5906(2015)08-1406-09

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国家自然科学基金项目(41371466);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2013NT45)

于艳新(1972年生),女,讲师,硕士生导师,博士,主要从事环境污染与人体健康、河流污染防治与治理研究。E-mail: yuhe_f@sina.com *通信作者:李奇(1991年生),男,硕士,主要从事环境污染与人体健康研究。E-mail: liqibnu@foxmail.com

2015-05-09

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