生物利用率在食品污染物风险评估中的应用

（ National Institute of Nutrition and Food Safety，China CDC，Beijing 100050，China）
Abstract： Oral bioavailability is defined as a fraction of the administered dose of a substance that eventutally being
reached the central （ blood ） compartment after being released from food matrix in gastrointestinal tract，absorbed by intestinal epithelial cells and metabolized in liver； and the oral bioavailability is a fraction of an external exposure dose that having effects on human beings. The most useful approach to study the bioavailability of food contaminants is based on an in vitro digestion model that simulating human physiological conditions of gastrointestinal digestion，absorption，transport and so forth. Food ingredients and fat content，chemical and physical properties of substances，the concentration of nutrients other than targeted substances in foods，the nutritional status of the body and so forth will have a big influence on the bioavailability of the substance. The application of bioavailability in risk assessment of food contaminants is reviewed.
Key words： Bioavailability； food； contaminant； risk assessment
风险 评 估 是 对 食 品、饮 料 和 饲 料 中 的 污 染 物、 添加剂、致病菌等对 人 和 动 物 健 康 可 能 造 成 的 不 良 影响进行科 学 评 价 的 过 程，包 括 危 害 识 别、危 害 特 征描述、暴 露 评 估 和 风 险 特 征 描 述 四 个 步 骤，其 中 人体通过食品摄入污染物的量与引起机体反应 /效 应间的关系是风险评估的重要内容。由于食品中 的污染物被机体摄入后仅有部分从基质中释放出
关键词：生物利用率； 食品； 污染物； 风险评估 中图分类号：R15；X820. 4 文献标识码：A 文章编号：1004-8456（2011）01-0017-06
Application of bioavailability in the risk assessment of food contaminants Li Fengqin，Xu Jiao，Liu Sana
2 生物利用率体外消化模型 对一种化 合 物 在 某 种 具 体 食 物 中 的 生 物 利 用
率定量评估比较困 难，且 常 因 包 含 消 化 过 程 而 使 定 量难以实现。近 20 年，用体外方法学研究人类经食 品、土壤等途径暴露 有 毒 有 害 物 质 的 经 口 生 物 利 用 率引起了各 国 学 者 的 关 注，模 拟 污 染 物 经 口 腔、胃 和小肠消 化 过 程 的 体 外 消 化 模 型 也 成 为 探 究 污 染 物生物可及 性、肠 转 运 和 代 谢 的 热 点，是 预 测 化 合 物在体内生物利用 率 的 强 有 力 工 具，已 成 为 评 估 食 品、土壤和玩具中 重 金 属、有 机 污 染 物、真 菌 毒 素 等 风险的重要技术手段。体外消化模型是基于生理 条件如消化液成分、pH 值、两餐间隔时间、残留物滞 留时间等 模 拟 人 类 胃 肠 道 消 化 过 程 的 一 种 简 单 方 式，是一种可重复测 定 食 品 中 污 染 物 和 真 菌 毒 素 生 物可及性的有用工具。体外消化模型的设计应该 符合以下要 求： 实 验 程 序 简 单、稳 定、可 重 复； 反 应 机体正常生理状况下的代谢动力学过程；模型分阶 段进行，最后一 段 应 为 多 数 化 合 物 的 吸 收 场 所—小 肠；实验条 件 依 受 试 化 合 物 不 同 而 异，既 要 符 合 实 际，又能反应机体 暴 露 污 染 物 的 最 坏 情 况。 由 于 食 物成分的消化和吸 收 主 要 发 生 在 胃 和 小 肠，因 此 大 多数体外消化模型描述了两步（胃和小肠） 或三步 （ 口腔、胃和小肠或胃、小 肠 和 大 肠 ） 的 消 化 过 程，每 一步骤均可检测污染物的可及性。鉴于污染物的
3 影响生物利用率的因素 3. 1 食物基质
虽然污染 物 对 人 和 动 物 健 康 危 害 的 严 重 程 度 与摄入的量和机体 生 理 状 况 有 关，污 染 物 的 生 物 效 应总是随着剂量的 增 加 而 加 大，但 动 物 和 人 类 试 验 结果显示，一种污染物在 食 物 A 中 可 引 起 人 和 动 物 中毒，而同等剂量的该 污 染 物 在 食 物 B 中 则 不 引 起 机体 的 毒 性 反 应。对 食 品 和 土 壤 中 苯 并 （ a） 芘 ［B（ a） P］和镉 生 物 可 及 性 的 研 究 发 现，食 品 中 B （ a） P 和镉的生物可及性 （ 分别为 69% 和 62% ） 比 土壤（ 分别为 44% 和 47% ） 中高 1. 4 倍［1 － 2］，而花生 中黄曲霉毒素 B1 （ aflatoxin B1 ，AFB1 ） 、荞 麦 中 赭 曲 霉毒素 A（ ochratoxin A，OA） 的生物可及性依实验条 件 不 同 而 异，分 别 为 91% （ 94% ） 和 63% （100 % ）［3 － 4］。Hack［5］发 现，牛 奶 冷 冻 干 燥 过 程 可 使易释放的活泼型多环芳烃（ PAHs） 量增加，基质中 含有如全 脂 奶 粉 等 食 物 成 分 可 显 著 增 加 多 氯 联 苯 （ polychlorinated biphenyls，PCBs ） 的 生 物 可 及 性。 Tang［6］在评价 人 类 经 土 壤 暴 露 PAHs 时，确 定 总 多 环芳烃经口 的 生 物 可 及 性 范 围 为 9. 2% ～ 60. 5% 。 因此，食物 基 质 更 多 地 影 响 物 质 在 肠 道 内 的 释 放， 一旦释放出后，物质 的 吸 收 和 代 谢 更 多 地 取 决 于 其 本身固有的属性，食 物 基 质 对 这 一 过 程 的 影 响 反 而 较小。
生 物 利 用 率 在 食 品 污 染 物 风 险 评 估 中 的 应 用 ——— 李 凤 琴 ，等
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参考文献
［1 ］ 陈 君 石. 危 险 性 评 估 与 食 品 安 全［J］. 中 国 食 品 卫 生 杂 志， 2003 ，15 （1） ：3 -6.
［2 ］ 赵志晶，刘秀梅. 食品 微 生 物 危 险 性 评 估［J 期 ：2010 -09 -07 基金项目：国家自然基金资助课题 （30872124） ；国家高科技研究计
划（2007 AA10 Z423 ） 作者简介：李凤琴 女 研究员 博士生导师 研究方向为食品安全
E-mail： lifengqin0224 @ gmail. com
来，且只有释 放 出 的 这 部 分 污 染 物 （ 即 生 物 可 利 用 部分）可对机体产生毒性作用。目前各国在进行人 群污染物 膳 食 暴 露 评 估 时 是 基 于 食 品 中 污 染 物 的 污染水平（即外暴露剂量） 而非污染物被机体摄入 后经过消化、吸收而 到 达 组 织 产 生 毒 性 作 用 的 剂 量 （ 内暴露剂量） ，因此过高 地 估 计 了 人 类 对 污 染 物 的 暴露量。基 于 污 染 物 内 暴 露 剂 量 进 行 的 膳 食 暴 露 评 估 结 果 更 科 学 、更 合 理 ，也 是 未 来 的 发 展 方 向 。
2011 年第 23 卷第 1 期
入该污染物（ 或营养素） 的 总 量，而 一 种 物 质 摄 入 后 在胃肠道中释放出 来 供 机 体 吸 收 的 部 分，为 该 物 质 的经口生 物 可 及 性 （ bioaccessbility） ，是 物 质 产 生 作 用的先决条件。释 放 出 的 物 质 经 胃 肠 道 吸 收、转 运 和代谢，引 起 机 体 内 暴 露，这 一 过 程 即 生 物 利 用 （ bioavailability） 。因此，生物利用率（ F） 是描述物质 在胃肠道内释放（ 生物可及部分，FB ） 、吸收（ FA ） 、在 肠道或肝脏中 代 谢 （ 首 过 效 应，FM ） 、最 终 到 达 机 体 循环系统的过程（ F = FB × FA × FM ） ，是 外 暴 露 剂 量 中对机体产生作用的物质比例。以这种方式定义 的生物利用率通常被称为绝对生物利用率。而一 种物质的不同形式或含有该物质不同暴露介质生 物利用率之比则称为相对生物利用率（ 如土壤中 铅 的生物利用率相对于水中铅的生物利用率）。相对 生物 利 用 率 以 相 对 吸 收 系 数 （ relative absorption factor，RAF） 表示，就 一 种 具 体 的 化 合 物 而 言，描 述 的是人体从某种食物中吸收的部分与将该化合物 放到一定介质中进行动物实验被动物吸收部分的 比值，RAF 通 常 也 用 调 整 相 对 生 物 利 用 率 （ relative bioavailability of adjustment，RBA） 来表示。