【食品工業(yè)論文】食品接觸材料中納米顆粒的風(fēng)險評估

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1、【食品工業(yè)論文】食品接觸材料中納米顆粒的風(fēng)險評估 摘要：文章綜述了近年來食品接觸材料中納米顆粒的風(fēng)險評估研究進(jìn)展，研究納米顆粒的物理化學(xué)特性對胃腸道吸收的影響。評估納米顆粒毒性的一個挑戰(zhàn)是它們的物理化學(xué)性質(zhì)可能在不同的環(huán)境中發(fā)生變化。在給定條件下充分表征納米顆粒的物理化學(xué)形式是必要的，并對未來研究趨勢進(jìn)行展望。 關(guān)鍵詞：納米顆粒；遷移；風(fēng)險評估 1食品接觸材料中納米顆粒的風(fēng)險評估 可能最復(fù)雜的問題是最終釋放的納米顆粒是否會對人類健康構(gòu)成威脅。已知納米顆粒的毒性取決于納米顆粒的各種物理化學(xué)性質(zhì)。已經(jīng)確定的納米顆粒毒理學(xué)的三個原則涉及納米顆粒

2、的獨特特性[6]。在納米模型中，“運輸原理”用于解釋特定材料的固有毒性特別有效，通常非常精確地調(diào)節(jié)體細(xì)胞中離子和分子的攝取。然而，如果納米顆粒不溶解但是長時間保持穩(wěn)定或是在細(xì)胞中積聚，納米顆?？赡芤粤硪环N方式變得“活躍”?！氨砻嬖怼蓖ㄟ^大量表面原子和表面效應(yīng)來解釋納米顆粒的小尺寸可能引起化學(xué)反應(yīng)性的增強?！安牧显怼庇脕斫忉尲{米顆粒的毒性取決于納米材料本身，包括材料特性、化學(xué)成分、表面特性和潛在雜質(zhì)。如果納米顆粒從食品接觸材料中遷移出并且長久存在食物中，消費者可能通過胃腸道暴露。胃腸道壁吸收納米顆粒的機(jī)制是很復(fù)雜的，對于胃腸道中納米顆粒的運動軌跡知之甚少[7，8]。需要更詳細(xì)地研究納米顆粒的

3、物理化學(xué)特性對胃腸道吸收的影響。嚙齒動物的數(shù)據(jù)顯示納米顆?？梢赃M(jìn)入體內(nèi)通過腸道吸收[9，10]，但吸收被限制在相對少量的小于1％的劑量（以質(zhì)量單位表示）。胃腸道吸收可能受到納米顆粒上不同涂層的影響[7，10]。食物中的蛋白質(zhì)可能顯著影響胃腸道對納米顆粒吸收和納米顆?？缭郊?xì)胞屏障的可能性。為了研究胃腸道中納米顆粒的轉(zhuǎn)化，建議測試胃腸液中納米顆粒的穩(wěn)定性，例如通過體外消化試驗[11]。尚未研究不同體外消化模型對納米顆粒溶解和降解造成多大程度的偏差。最近納米顆粒的體外消化方案顯示，食物成分不會導(dǎo)致納米顆粒攝入的誤導(dǎo)性和不確定性[12]。如果納米顆粒被胃腸道吸收后，納米顆粒會進(jìn)入血液并進(jìn)一步進(jìn)入人體器

4、官中[10，13]。在大多數(shù)情況下，肝臟和脾臟似乎是納米顆粒積聚的主要器官[10，14]。發(fā)現(xiàn)大鼠中含金的納米顆粒分布與納米顆粒尺寸有關(guān)。最小的納米顆粒在不同器官中都有分布，包括血液，肺，肝，脾，腎，胸腺，腦和睪丸[14]。較大的納米顆粒主要存在于肝臟和脾臟中。在體內(nèi)納米顆粒與蛋白質(zhì)相互作用可以隨時改變并增強納米顆粒的膜交叉和細(xì)胞穿透能力[15，16，17]，從而影響納米顆粒的生物學(xué)效應(yīng)。目前非納米材料的風(fēng)險評估范例也同樣適用于納米顆粒。但是，風(fēng)險評估應(yīng)包括有關(guān)納米顆粒特定性質(zhì)的考慮，例如其化學(xué)成分，物理化學(xué)性質(zhì)和與人體組織的相互作用[7，11]。評估納米顆粒毒性的一個挑戰(zhàn)是它們的物理化學(xué)性質(zhì)

5、可能在不同的環(huán)境中發(fā)生變化。在給定條件下（例如，在食品中和在給定的測試條件下）充分表征納米顆粒的物理化學(xué)形式十分必要的。確定納米顆粒特性是否受到不同環(huán)境的影響[11]。為了支持評估食品接觸材料中納米顆粒的潛在風(fēng)險，EFSA制定了關(guān)于納米科學(xué)和納米技術(shù)在食品和飼料鏈中應(yīng)用的風(fēng)險評估的指導(dǎo)文件（EFSA2011），旨在供申請人和風(fēng)險評估人員使用。作為本文件的一部分，針對六種不同情況概述了納米顆粒的毒性測試方法，這取決于納米顆粒的持久性/降解性（情況1-4）和非納米形式的毒性數(shù)據(jù)的可得性（情況5-6）。這六個情況是：（1）食品接觸材料中納米顆粒的持續(xù)存在；（2）納米顆粒從食品接觸材料的遷移；（3）在

6、攝入前，納米顆粒轉(zhuǎn)化為非納米模型；（4）消化過程中納米顆粒的降解；（5）非納米形式的危害信息的可得性；（6）非納米形式的無危害信息。如果納米顆粒遷移到食物中并持續(xù)存在于食物和腸胃道消化液中，對特定的納米特性進(jìn)行危害識別和表征的毒性測試，應(yīng)與EFSA指南（EFSA2011）給出的非納米型數(shù)據(jù)（如果有這些數(shù)據(jù)）進(jìn)行比較。EFSA（EFSA2008）對食品接觸材料中非納米模型進(jìn)行指導(dǎo)和EFSA（2016）最近的新要求申請人提供給定的物質(zhì)的具體遷移量/預(yù)期人類暴露水平的毒理學(xué)數(shù)據(jù)集。然而，由于對納米顆粒的毒性了解有限，EFSA目前認(rèn)為這種范例不適用食品接觸材料的風(fēng)險評估。必須逐個評估納米顆粒[11，1

7、8]。遷移發(fā)生時，納米顆粒的毒理學(xué)測試應(yīng)根據(jù)EFSA指導(dǎo)進(jìn)行，從評估潛在的遺傳毒性開始[11，18]。納米材料風(fēng)險評估的主要限制在納米顆粒的檢測和表征上缺乏（高質(zhì)量）人類暴露數(shù)據(jù)。能夠檢測低濃度和1-100nm全尺寸范圍內(nèi)的納米顆粒的適當(dāng)分析方法對于提供納米顆粒遷移的證據(jù)至關(guān)重要。納米顆粒的溶出速率和物理化學(xué)性質(zhì)在不同的基質(zhì)中有所不同，因此測量這些參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測試方法對于納米材料的風(fēng)險評估是至關(guān)重要的[19]。大多數(shù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)來自空氣傳播測量和吸入的納米顆粒，而食品和消費品的納米顆粒暴露評估很少[8，10，11]。此外迫切需要對納米顆粒進(jìn)行長期暴露研究，因為人類長期暴露后最有可能發(fā)生潛在的健康影響

8、[10]。納米顆粒遷移到食物中，應(yīng)該考慮的另一個問題是食物基質(zhì)本身可能與遷移的納米顆粒的相互作用而發(fā)生變化。納米顆粒有可能與有機(jī)分子的官能團(tuán)相互作用，如羧基，羥基，氨基或羰基，這可能導(dǎo)致食物中蛋白質(zhì)、脂類和多糖的變化。 2結(jié)束語 評估食品接觸材料中遷移納米顆粒的風(fēng)險是最復(fù)雜的問題。目前還缺乏食品中遷移的納米顆粒和胃腸道中遷移的納米顆粒風(fēng)險評估的相關(guān)數(shù)據(jù)。需要進(jìn)一步研究納米顆粒與食品的相互作用，并在不同的食品基質(zhì)中表征納米顆粒。需要考慮食品基質(zhì)的變化對遷移納米顆粒的影響。有待更詳細(xì)地研究納米顆粒的物理化學(xué)特性對胃腸道吸收的影響。建議使用體外消化模型預(yù)測胃腸道中納米顆粒的遷移。