丙烯酰胺的膳食风险评估研究进展
专家介绍：
周萍萍博士，国家食品安全风险评估中心研究员、国家卫生健康委员会（WTO）通报评议专家、第二届食品安全国家标准审评委员会生产经营规范专业委员会委员、北京市科委评审专家。1996年本科毕业于哈尔滨医科大学公共卫生学院营养与食品卫生专业，2010年毕业于中国疾病预防控制中心营养与食品安全所并获医学博士学位。周萍萍从事食品化学污染物监控及食品安全风险评估研究工作近20年，主持并参与多项国家科技支撑计划、国家自然科学基金等课题，以及20余项国家级风险评估优先项目与食品安全应急风险评估任务。她发表论文30余篇，出版专著10余部，发明专利1项，还曾获华夏医学科技奖一等奖一项、中华预防医学会科技技术奖二等奖一项、北京市科学技术奖二等奖一项、福建省科技进步奖二等奖一项。
2019年5月，国家食品安全风险评估中心重新启动丙烯酰胺评估项目，并将丙烯酰胺的风险监测纳入2020年的食品安全风险监测计划之中。可见，研究减少食品中丙烯酰胺的可能途径，探讨优化我国工业生产、家庭食品制作中食品配料、加工烹饪条件，探索降低乃至可能消除食品中丙烯酰胺的方法，对保障我国食品安全具有重要意义。
2018年3月28日，美国加州洛杉矶法官裁定星巴克等90家售卖咖啡的企业，须在当地售卖的咖啡产品上加贴致癌警告标签。一石激起千层浪，该事件引起了众多消费者的恐慌，而其中的关键物质就是丙烯酰胺。早在2002年，瑞典科学家首次发现丙烯酰胺之后，食品界便将其作为重点污染物，尤其是加工过程中的污染物予以关注。什么是丙烯酰胺？丙烯酰胺对人体有怎样的危害？应如何预防或控制丙烯酰胺？在由食安中国网和《食品安全导刊》联合举办的《食安大讲堂》之“降低食品中丙烯酰胺含量的操作规程及国际进展在线研讨会”中，国家食品安全风险评估中心研究员周萍萍对这一热门话题做出了权威解答。
评定一种物质是否有害首先需要进行风险评估工作，然后再根据其结论开展风险管理和控制。通常而言，风险评估分为4个步骤，①危害识别，即识别毒性或不良作用;②危害特征描述，即确定关键效应和计量关系，推导健康指导值;③暴露评估，即对通过食品或其他相关来源摄入的危害因素进行定性和/或定量评估;④风险特征描述，即综合分析危害对人群健康产生不良作用的风险及其程度。其中，危害识别与危害特征描述合称为危害评估。
什么是丙烯酰胺？
丙烯酰胺是分子量70.08的高度水溶性有机化合物，也一种重要的化工原料。2002年，瑞典斯德哥尔摩科学家首次发现一些食物在高温烹调（如油炸、焙烤等）过程中会产生丙烯酰胺，薯片、面包、饼干、咖啡等都是典型的会产生丙烯酰胺的食品。
人们暴露于丙烯酰胺的途径包括消化道、呼吸道及皮肤黏膜等，食物和饮水是丙烯酰胺主要的经口摄入来源。丙烯酰胺可通过多种途径被人体吸收，其中经消化道吸收最快，并在人体内各组织广泛分布，包括母乳。
进入人体内的丙烯酰胺约90%会被代谢，仅少量以原型从尿液排出。而丙烯酰胺进入体内后，会在细胞色素P450 2E1的作用下部分生成环氧丙酰胺（glycidamide）——更容易与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物，導致遗传物质损伤和基因突变。据报道，大、小鼠在摄入丙烯酰胺后，研究人员在小鼠的肝、肺、睾丸、白细胞、肾，以及大鼠的肝、甲状腺、睾丸、乳腺、骨髓、白细胞和脑组织等器官中检出了环氧丙酰胺鸟嘌呤加合物。目前，尚未发现人体丙烯酰胺暴露后形成DNA加合物的报道。此外，丙烯酰胺和环氧丙酰胺还可与血红蛋白结合形成加合物。
丙烯酰胺对健康的影响
丙烯酰胺对人体健康的影响主要体现在5个方面，即急性毒性、神经毒性、生殖发育毒性、遗传毒性和致癌性。有文献报道，丙烯酰胺的急性毒性于大鼠、小鼠、豚鼠和兔经口的LD50为150～180mg/kg，属于中等的毒性物质，且其神经毒性、生殖发育毒性、遗传毒性、致癌性在动物实验中均有发现，特别是致癌性。1994年，国际癌症研究机构（IARC）将丙烯酰胺列为2类致癌物（2A），即人类可能的致癌物，其主要依据为丙烯酰胺在动物和人体均可代谢转化为其致癌活性代谢产物——环氧丙烯酰胺。
目前，对于丙烯酰胺的危害评估方法主要是基于暴露边界比（MOE）的方法，即暴露限制法，该方法通常以神经毒性和致癌性作为致病终点。就致癌性而言，联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会（JECFA）以诱发雄性小鼠哈氏腺肿瘤和雌性大鼠乳腺肿瘤发病率增加10%为基准反应，计算丙烯酰胺的基准剂量可信限下限分别为0.18mg/kg bw/day和0.31mg/kg bw/day。2015年，欧洲食品安全局（EFSA）开展了丙烯酰胺的风险评估工作，它设置的基准剂量为0.17mg/kg bw/day，同JECFA得出的计量较为接近。虽然通过对接触丙烯酰胺的职业人群和因事故偶然暴露于丙烯酰胺的人群进行流行病学调查均表明其具有神经毒性，但是没有充足的人群流行病学证据表明通过食物摄入丙烯酰胺与人类某种肿瘤的发生有明显相关性。
食品中丙烯酰胺的形成及污染含量
丙烯酰胺是在特定的烹调过程中，如油炸，形成的副产物，是高温下的游离氨基酸和还原糖发生美拉德反应的结果。时间、温度和水是丙烯酰胺形成的影响因素——高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热（120℃以上）烹调过程中形成，140～180℃为生成的最佳温度;烘烤、油炸食品最后阶段水分减少、表面温度升高后，其丙烯酰胺形成量更高;食品中形成的丙烯酰胺比较稳定，但咖啡中的丙烯酰胺会随着储存时间的延长含量有所降低。
国际上很多机构都对丙烯酰胺进行了评估工作，并报道了部分食品中丙烯酰胺的污染水平。欧盟2015年的风险评估报告中，丙烯酰胺污染含量最高的食品为咖啡，达到4500μk/kg，饼干、谷物及小麦制品等热加工食品中也有较高含量的丙烯酰胺。2005～2007年，我国食品安全监测网监测了我国部分食品中的丙烯酰胺污染水平，详见表1。
人群丙烯酰胺的可能摄入量
调查数据显示，我国普通人群丙烯酰胺的平均膳食摄入量为0.32μg/kg bw/day（2019～2011），低于JECFA评估的一般人群摄入水平（1.0μg/kg bw/day）（JECFA，2011）。我国普通人群膳食摄入丙烯酰胺的暴露限值（MOE）分别为969和562，健康风险应予以关注。
2005年和2011年，JECFA分别对丙烯酰胺进行了暴露评估，得出全球人群膳食摄入丙烯酰胺的暴露限值（MOE）较低。但丙烯酰胺对人类健康的风险应予以关注，建议采取合理措施来降低食品中的丙烯酰胺含量。EFSA也先后于2005年和2015年进行了丙烯酰胺暴露评估，结论认为，丙烯酰胺的神经毒性无需关注，而致癌性应予以关注。香港食品安全中心在2007年也进行了丙烯酰胺风险评估，但其结论与JECFA和EFSA有所不同，这是因为香港地区的膳食结构和西方的膳食结构有很大差异——主要贡献食品为蔬菜和谷类。尽管如此，评估结论仍是需对丙烯酰胺的致癌性予以关注。
我国总膳食研究丙烯酰胺风险评估
2002年，我国便开展了中国总膳食研究，该项目由国家食品安全风险评估中心牵头，在全国的参与范围从最开始的“4个菜篮子”发展到全国20余省。总膳食研究主要通过家庭膳食暴露模拟当地的膳食消费习惯，及考虑烹调后食品入口的暴露结果。可以通过3次总膳食研究来对我国食品中的丙烯酰胺污染状况进行研究，见表2。
经过5～10年的监测，人们的膳食消费不断变化，食品中丙烯酰胺的含量也有所改变。2019年5月，国家食品安全风险评估中心重新启动丙烯酰胺评估项目，并将丙烯酰胺的风险监测纳入2020年的食品安全风险监测计划之中。同时，国家食品安全风险评估中心也开展了第六次总膳食研究。届时，将会有更新的数据来评估丙烯酰胺的风险。
降低食品中丙烯酰胺含量的操作规程及预防控制
既然丙烯酰胺在食品中的风险应予以关注，那么如何控制丙烯酰胺的含量呢？国际食品法典委员会（CAC）于2009年出台了操作规范，其认为可以从3个方面减少特定食品中丙烯酰胺的生成，即原材料、控制/添加其他成分、食品加工及加热。但是，不论采取怎样的控制措施都要将食品安全性放在首位，不能顾此失彼，导致新的污染物产生。与此同时，还要保证食品的营养质量、感官特性和相關的消费者可接受性。
美国对食品中丙烯酰胺的管理
为降低丙烯酰胺对人类健康的风险，美国FDA于2016年3月发布了减少食品中丙烯酰胺的行业指南，建议食品企业了解食品中的丙烯酰胺水平并采取合理措施降低其含量，同时列出了食品业界可采取的措施。该指南关注的重点是原材料、加工工艺、土豆基食品（法国薯条、薯片等）配料、谷物食品（饼干、早餐、面包等）、咖啡等丙烯酰胺来源物质。由于丙烯酰胺主要在土豆类、谷物类食品以及咖啡中被发现，因此FDA对消费者的建议是参照《美国人膳食指南》中的多食蔬果、谷物、低脂牛奶、瘦肉等多种应对措施。此外，美国还规定了饮用水中丙烯酰胺限量标准为0.5μg/L。
欧盟对食品中丙烯酰胺的管理
2017年7月，欧盟成员国表决通过欧盟委员会的一项提案，即运用法律手段强制食品生产者降低丙烯酰胺的生成。该法律于2017年12月11日出台，为期4个月的过渡期结束后，如今正式具备了法律约束力。
我国对食品中丙烯酰胺的管理
研究减少食品中丙烯酰胺的可能途径，探讨优化我国工业生产、家庭食品制作中食品配料、加工烹饪条件，探索降低乃至可能消除食品中丙烯酰胺的方法，对保障我国食品安全具有重要意义。
我国的食品安全监管目标不是消除危害，而是将风险控制在可接受的范围内。《中华人民共和国食品安全法》中写道，食品安全工作实行预防为主、风险管理、全程控制、社会共治，建立科学、严格的监督管理制度。2019年，我国国家食品安全标准已经对丙烯酰胺的操作规范进行立项，现在正在公示过程中，相信近几年我国有可能出台关于食品中丙烯酰胺的控制规范。
目前，我国对食品中丙烯酰胺的预防和控制建议有以下几点：①尽量避免过度烹饪食品（如温度过高或加热时间太长），但应保证做熟，以确保杀灭食品中的微生物，避免导致食源性疾病的产生;②提倡平衡膳食，减少油炸和高脂肪食品的摄入，多吃水果和蔬菜;③食品生产加工企业应改进食品加工工艺和条件，以减少食品中丙烯酰胺的产生。
