广东省市售虾蛄中锌含量分析与健康风险评估

杨安源，冯梓君，郑泽洋，庄俊钰，冯志强

（1.广东省食品工业研究所有限公司，广东 广州511442；2.广东省食品工业公共实验室，广东 广州511442；3.广东省质量监督食品检验站，广东 广州511442）

锌（Zn）是维持生物体健康生长以及发挥各项生理功能所必需的一种微量元素。锌在动物机体内参与多种酶的结构组成[1]；与细胞的生成和细胞膜的形成相关；参与动物机体内多种激素合成及分泌过程；是维持人体免疫系统完整性所必需的营养元素[2]。然而，过量摄入锌元素会影响到人体内吞噬细胞、T细胞和B细胞等活性及细菌杀伤能力，并逐步瘫痪人体内的免疫系统[3]。短期内大量摄入锌元素还会对胃肠道造成莫大的负担，导致恶心、腹泻等，长时间过量地摄入锌元素还会导致人体的肝、肾等器官受损，严重时危及人们的生命。

虾蛄（Oratosqilla oratoria）广泛分布在我国沿海地区，产销量大，广东省内俗称攋尿虾（濑尿虾或赖尿虾）和皮皮虾。其口感鲜美，富含蛋白质与锌元素且脂肪含量低，是广东人餐桌上常见的美味。近年来，受到补Zn保健和养生健体等观念的影响，虾蛄的需求日益增大。海洋环境中的金属元素容易在虾蛄体内富集，随着海洋的金属污染情况日益加剧，金属元素通过食物链传递，危害人体健康[4]。人类作为最高营养级生物，对生物累积性物质具有最高的暴露风险。研究人类食用虾蛄摄入Zn的风险，可以为居民合理搭配营养膳食提供科学依据。

以广东省市售虾蛄为研究对象，调查了广东省三地虾蛄中Zn的含量及其分布区间，同时评价其可能存在的健康风险，以期为广东省市售的虾蛄安全研究和食用风险预警提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

于2020年9—10月份在广东省A市、B市和C市的超市、农贸市场和水产批发市场购买虾蛄样品，每个城市购买20批次，每批次采样2 kg以上，样品均为活体。样品购买后装入聚乙烯封口袋中，-20℃冷冻保存带回实验室。样品分别标记为A市、B市和C市。其他材料与仪器分别为7800电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司）、超级微波消解平台（莱伯泰科）、Milli-Q纯水处理系统（美国Millipore公司）、ML204/02型分析天平［梅特勒-托利多（上海）有限公司］、硝酸（苏州晶锐，电子级）等，试验用水均为超纯水（电阻率18.2 MΩ·cm,20℃）。

1.2 实验方法

（1）仪器条件。样品检测方法参考《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）的第一种方法做适当调整[5]。RF入射功率为1 550 W；等离子气流量为15 L/min；辅助气流量为0.8 L/min；雾化室温度为2℃；雾化气流量为1.0 L/min；氦气流量为4.3 L/min；采样深度为10.0 mm；Omega偏转电压为-70 V；Omega透镜电压为6.2 V；模式为SIM并重复扫描3次。

（2）标准曲线的绘制。2%的硝酸溶液分别配制质 量 浓 度 为0，0.10，0.15，0.30，0.80，1.00，1.50和3.00 mg/L的Zn标准系列，用ICP-MS检测。取适量Ge标准贮备液，用5%的硝酸溶液配制合适浓度的内标使用液，质量浓度为0.5 mg/L。以待测元素的浓度为横坐标，待测元素与所选内标元素响应信号值的比值为纵坐标，绘制标准曲线。

（3）样品前处理及分析。虾蛄样品洗净后剥壳并去除内脏，进行匀浆后-20℃低温保存备用。称取匀浆样品（0.5±0.002）g于消解罐中，加入5 mL硝酸，待反应缓和，加盖消解，消解完成后泄压排气，冷却后取出，然后将消化液转移至25 mL比色管中，用少量水冲洗内管3次，合并洗涤液并定容至刻度，混匀后备用，同时做空白试验。其中消解中升温程序设定为：①110℃，10 min，900 W；②200℃，16 min，1 200 W；③220℃，5 min，1 200 W；④220℃，10 min，1 200 W。

1.3 健康风险评价

研究采用USEPA使用的评价模型[6]。利用目标危险系数（THQ）法评估人体通过食物摄取重金属的风险。在该方法中，假定人体摄入剂量等于吸收剂量，以计算的摄入量与参考剂量的比值作为评价标准，具体计算公式为：

式中：EF为人群暴露频率，365 d/a；ED为暴露时间，通常取平均寿命70 a；FIR为食品摄入率，g/d，甲壳类的平均摄入量以63.41 g/d（鲜质量）计算[7]；c为食物中的金属含量，mg/kg，以湿重计；RfD为口服参考剂量，mg/（kg·d），Zn为0.3 mg/（kg·d）[8]；WAB为体质量，广东成人体质量以55.9 kg计；TA为非致癌性暴露平均时间，365 d×70 a。则公式（1）可以简化为：

当THQ值大于1时表明暴露人群存在健康风险，反之，则认为无明显健康风险。

此外，世界卫生组织（WHO）提出Zn的每日耐受量（Tolerable Daily Intake,TDI）为每kg体质量1 000μg[9]，每日摄入量（Estimated daily intake,EDI）的计算式为：

式中：FIR为食品摄入率，g/d；c为食物中的重金属含量，mg/kg；WAB为人体平均体质量，kg。则计算式（3）可以简化为：

1.4 数据处理方法

数据通过Origin Lab软件来进行计算分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和相对标准偏差

按“1.2（2）”标准曲线的绘制方法得到标准曲线，Zn含量为0～3.00 mg/L时呈良好的线性关系，回归方程为y=23.52x+3.840×10-2，相关系数R2=0.999 5，检出限为0.000 2μg/L。

2.2 A市市售虾蛄样品中Zn的含量

检验结果显示，A市的虾蛄样品中Zn质量比变幅为（22.70±0.58）～（48.84±3.91）mg/kg，均值为（32.34±9.63）mg/kg，整体上Zn含量变幅大。其中1#—8#虾蛄样品中Zn的质量比为（37.72±1.01）～（48.84±3.91）mg/kg，9#—20#样品变幅则为（22.70±0.58）～（26.76±1.43）mg/kg（图1）。样品规格上，1#—8#样品虾蛄体长变幅为11.0～13.0 cm，均值为11.9 cm，9#—20#样品虾蛄体长变幅为11.4～18.5 cm，均值为13.3 cm。虾蛄样品规格差异是造成A市市售虾蛄样品中Zn含量呈阶梯状分布的主要原因，体长较小的虾蛄则需更多的个体才能满足样品检测需求，因而造成虾蛄肌肉中Zn含量堆积。图2中不同区间中Zn含量呈“V”型分布也印证了该结果。

图1 A市市售虾蛄中Zn的含量

图2 A市市售虾蛄中Zn含量的分布

2.3 B市市售虾蛄样品中Zn的含量

B市的虾蛄样品中Zn质量比变幅为（21.42±1.15）～（27.22±0.71）mg/kg，均值为（23.67±1.36）mg/kg（图3）；B市的虾蛄样品中Zn含量变化平稳，B市95%的虾蛄样品中Zn质量比集中分布于［20，26）mg/kg区间内；Zn含量总体呈单峰分布，集中在［22，24）mg/kg和［24，26）mg/kg两个区间内，分别占总样品的45%和40%（图4）。

图3 B市市售虾蛄样品中Zn的含量

图4 B市市售虾蛄中Zn含量的分布

2.4 C市市售虾蛄样品中Zn的含量

C市的虾蛄样品中Zn质量比变幅为（20.43±1.09）～（33.73±0.65）mg/kg，均值为（29.25±3.55）mg/kg（图5）；C市虾蛄样品中Zn质量比集中分布于［20，38）mg/kg区间内；Zn含量总体呈单峰分布，集中分布于［29，32）mg/kg区间内，其占总样品数的百分比最高为40%（图6）。

图5 C市市售虾蛄样品中Zn的含量

图6 C市市售虾蛄中Zn含量的分布

2.5 三市市售虾蛄样品中Zn含量对比

利用箱线图[10]对选择的三市市售虾蛄样品中Zn的含量进行分析（图7）。结果显示，A市、B市和C市三市市售虾蛄样品中Zn含量中位数分别为26.51，24.02和30.12 mg/kg（表1）；箱子宽度依照A市、C市和B市的顺序依次收窄，即虾蛄样品中Zn含量波动程度下降，除A市外其他城市都有异常值出现，其中B市的异常值为Zn含量最高值，C市的异常值为Zn含量最低值。

图7三市市售虾蛄样品中Zn含量箱线图

表1三市市售虾蛄样品中Zn含量箱线图指标数据mg/kg

2.6 健康风险评价

当地居民通过摄入虾蛄产生的Zn的THQ和EDI评价值如表2所示，广东省三市市售虾蛄中Zn的THQ大小顺序为：A市＞C市＞B市。三市中Zn的THQ均小于1，说明居民食用这些虾蛄摄入的Zn对健康不具有毒害风险。均值反映中央趋势暴露数据，97.5百分位点值（97.5 th）反映高端趋势暴露数据，分别以均值和97.5 th暴露风险对三地的居民进行健康风险评价。估算A市、B市和C市每日食用虾蛄摄入Zn的量（以样品中Zn的平均含量计）分别为286.693 4，209.866 8和259.298 1μg/kg。这三个城市居民通过摄食虾蛄产生Zn的EDI均未超过TDI，三地均值的EDI/TDI百分比分别为3.67%，2.68%和3.32%；三地97.5 th的EDI/TDI百分比分别为5.54%，3.09%和4.28%。三地通过摄食虾蛄造成Zn过量的风险都较低。

3 结论

研究主要分析广东省A市、B市和C市市售虾蛄中Zn含量及其分布和摄食虾蛄造成Zn过量的健康风险评价，由于检测样本量较少，结果存在一定局限性和时效性。

借助直方图和箱线图对三地市售虾蛄Zn含量分布进行分析。由直方图可知A市市售虾蛄样品间含量跨度大，Zn含量在含量区间内分布呈“V”型。其余两市市售虾蛄样品间含量跨度小，波动平稳，Zn含量分布整体呈单峰分布。箱线图中箱子宽度依照A市、C市和B市的顺序依次收窄，虾蛄肌肉锌含量波动趋向平稳，进一步验证直方图分析的结果。C市、A市和B市三地市售虾蛄样品中Zn含量中位数依次降低。直方图可以比较直观地显示三地市售虾蛄样品中Zn含量分布状况。箱线图在异常数据检测和数据偏态方面显示比较直观，可做到一目了然。

健康风险评价结果表明，A市、B市和C市三地居民食用市售虾蛄摄入的Zn的THQ均＜1，表现为较低的健康风险。三地的EDI均低于TDI，但在捕捞季节亦不宜过多食用虾蛄，应以营养均衡为宜。