商业巧克力棒中选定金属的分析测量及对人体健康风险的评估

潜在健康风险及风险评估方法；牛奶巧克力；黑巧克力；砷；铅

斯蒂芬妮·A·桑顿（Stephanie A. Thornton）| 泰勒·M·明辛（Taylor M. Mincin）| 奥卢瓦达米拉雷·A·阿德巴姆博（Oluwadamilare A. Adebambo）| 肯尼·M·尤尼斯（Kenny M. Unice）| 玛丽莎·L·克雷德（Marisa L. Kreider）

Stantec咨询公司（Stantec Consulting, Inc.），地址：美国宾夕法尼亚州匹兹堡市格兰特街600号4940室，邮编15219-2722

摘要

本研究通过分析测试和代表性消费数据，评估了牛奶和黑巧克力中重金属暴露可能带来的健康风险。共购买了6个品牌的36份巧克力样本，并使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检测了其中砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg）的含量。结合美国巧克力消费频率和数量，估算了不同年龄段的暴露量。通过将暴露量与健康基准值进行比较，分析了潜在风险。在假设暴露量处于中等水平的情况下，未发现任何年龄段的非癌症风险；但在假设暴露量较高的情况下，大多数年龄段的铅暴露存在潜在的非癌症风险。在假设暴露量较高的情况下，某些年龄段还发现了砷暴露可能增加癌症风险的情况（尽管砷仅在这两个样本中被检测到）。尽管发现了潜在风险，但该方法本身的保守性表明，巧克力中的铅和砷导致健康风险的可能性较低，且未发现镉和汞的相关风险。总体而言，在典型消费情况下，大多数巧克力带来的健康风险较低。

引言

重金属（包括砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg）是天然存在的化合物，可能以低浓度存在于空气、土壤、水和灰尘中（ATSDR, 2007; ATSDR, 2012; ATSDR, 2016; ATSDR, 2020; ATSDR, 2024）。来自植物或动物的食物可能含有重金属，因为这些生物在环境中接触到了这些金属。加工过程中也可能引入重金属。巧克力属于加工食品，其原料可可豆来自可可树（Theobroma cacao）（Abt等人，2018；Godebo等人，2024）。牛奶巧克力和黑巧克力都含有可可固体、糖和可可脂，但黑巧克力中的可可固体比例更高（Amorello等人，2025）。牛奶巧克力和白巧克力都含有牛奶、糖和可可脂，但白巧克力不含可可固体（Amorello等人，2025）。由于土壤中天然或人为来源的金属、肥料中的添加剂以及加工过程中的引入，可可豆、可可和巧克力中可能含有某些重金属（Abt等人，2018；Abt & Robin，2020；Amorello等人，2025；Bravo等人，2022；Devi等人，2016；Hasan等人，2025；Watson等人，2013）。一些研究表明，可可含量（黑巧克力、牛奶巧克力和白巧克力）与重金属浓度以及地理位置之间存在关联（Abt等人，2018；Abt & Robin，2020；Burgon等人，2024；Godebo等人，2024；Iwegbue，2011；Kataoka等人，2018；Letort等人，2025；Prattay等人，2024；Villa等人，2014）。巧克力中的重金属对可可产业构成威胁，尤其是对于依赖可可作为主要作物的国家（Maddela等人，2020）。鉴于基于可可的食品在各个年龄段人群中的普及程度，评估巧克力中的重金属健康风险非常重要（Alves Peixoto等人，2018；Nešić等人，2025）。

近期研究表明，频繁长期食用某些巧克力产品可能导致摄入超过健康限制水平的特定重金属（Consumer Reports，2023a，2023b；Hands等人，2024）。例如，Consumer Reports的一项未经同行评审的研究发现，28种黑巧克力样本中有23种的单份摄入量超过了加州 Proposition 65规定的每日最大允许剂量（MADL），该剂量是针对具有生殖毒性的化学物质的保护性限值（Consumer Reports，2023a）。同样，Hands等人（2024）的同行评审研究也指出，72种含可可产品的单份摄入量中这些金属的平均浓度超过了 Proposition 65规定的每日安全限值，这表明在没有详细风险评估的情况下，可能需要提醒消费者注意这些产品的潜在健康风险。然而，这些研究的作者并未考虑样本份量是否代表了目标人群的平均每日摄入量，而根据 Proposition 65 的指导原则及人类健康风险评估的要求，应进行此类评估。此外，MADL 是一个预防性的安全限值，仅将其作为比较依据可能会高估风险；因此，提供更全面的潜在健康风险背景信息也很重要。

由于食物中常见的重金属（如镉、铅、砷和汞）对健康的危害，人们关注巧克力消费的潜在健康风险。国际癌症研究机构（IARC）将砷和镉归类为致癌物，铅被归类为可能致癌物，而汞的致癌性尚未明确（IARC，2019）。接触这些金属还可能导致非癌症效应，如胃肠道和肾脏功能障碍、神经系统疾病以及出生缺陷等（Balali-Mood等人，2021；Parker等人，2022；Santana等人，2024）。

美国食品药品监督管理局（FDA）将砷、铅、汞和镉列为优先降低暴露风险的金属，主要是因为这些金属在儿童大脑发育期间可能造成危害（U.S. FDA，2025a）。为降低已知健康风险，FDA 制定了“接近零”策略，旨在通过设定行动水平、研究膳食暴露情况并监测进展来减少儿童接触食品污染物的风险（U.S. FDA，2024b）。作为该策略的一部分，制定了临时参考水平（IRL），以判断食品中的污染物暴露量是否构成潜在健康问题，并为制定行动提供依据（U.S. FDA，2024a）。镉的 IRL 为每公斤体重每天 0.21 至 0.36 微克（μg），铅的 IRL 分别为儿童每天 2.2 微克和育龄女性每天 8.8 微克（U.S. FDA，2024b，2025b）。镉的 IRL 是基于生理药代动力学（PBPK）模型对人类数据进行的反向剂量学建模得出的，该模型考虑了镉在肾脏皮层中的积累、肾小管退化及骨矿物质密度下降等因素（Schaefer等人，2023）。铅的 IRL 基于美国疾病控制与预防中心（CDC）规定的血液铅参考值（BLRV），即每分升 3.5 微克（μg/dL），该值基于 2015-2016 年和 2017-2018 年全国健康与营养调查（NHANES）周期中 1 至 5 岁儿童血液铅值的第 97.5 百分位数（CDC，2025）。目前砷和汞尚未制定 IRL，但已针对大米、苹果汁和海鲜等特定食品的膳食暴露进行了研究，以监测美国食品供应中的安全性（U.S. FDA，2024a，2024c）。此外，食品法典委员会（Codex）建议黑巧克力中的镉含量不超过 0.7 至 0.9 毫克/千克，FDA 也发布了指导意见，将糖果中的铅含量限制在 0.1 ppm 以内（U.S. FDA，2006，2024b）。

本研究的目的是根据代表性每日消费数据，了解商店购买的巧克力中重金属暴露带来的健康风险。分析了多种品牌的牛奶巧克力和黑巧克力中的重金属浓度，并根据不同年龄段的摄入量和暴露情况评估了潜在风险。膳食摄入量是根据 NHANES 数据中报告的巧克力摄入频率和每次进食时的摄入量计算得出的。与假设每日摄入固定份量相比，这种基于实际摄入量的方法预计能更准确地评估消费者的暴露情况。虽然有一些研究人员基于国际膳食调查数据（包括定制调查或 EFSA 综合食品消费数据库）对巧克力中的重金属进行了类似的风险评估，但很少有研究按年龄组呈现这些潜在风险结果（Daher等人，2024；Marincich等人，2023；Nešić等人，2025；Vanderschueren等人，2023）。本研究的新颖之处在于，它是首次基于 NHANES 膳食调查结果，针对美国特定年龄段评估巧克力中的重金属潜在风险。

样本识别与采集

本研究共选取了36个样本，涵盖六个不同品牌的牛奶巧克力和黑巧克力。选择这些样本时考虑了它们在本地超市和其他零售店的受欢迎程度和可获得性。同时，根据包装标签上标注的“牛奶”和“黑巧克力”进行筛选。特别关注了可可含量，有意排除了烘焙巧克力，因为烘焙巧克力不常用于此类研究。

巧克力中的重金属分析

表2展示了牛奶巧克力和黑巧克力中重金属的浓度统计摘要。所有黑巧克力样本中均检测到了镉（Cd）和铅（Pb）；而牛奶巧克力样本中分别只有1个和2个样本的镉和铅含量低于检测限（LOD）。没有牛奶巧克力样本的砷含量超过检测限（LOQ），大多数（16/18个）黑巧克力样本的砷含量介于检测限和LOQ之间。

结果概述

本研究提供了针对不同年龄段的透明风险评估，以帮助公众更好地理解牛奶巧克力和黑巧克力中重金属的相关问题。分析内容包括测量牛奶或黑巧克力中的砷（As）、镉（Cd）、汞（Hg）和铅（Pb）的浓度，并结合消费量计算暴露量。最终计算了各年龄段的非癌症和癌症健康风险：

结论

本评估基于美国巧克力消费数据，提供了对巧克力中重金属的保守风险评估。总体而言，潜在风险主要出现在高摄入量估计情况下。在风险评估中采取保守做法进一步证明了巧克力中重金属导致健康风险的可能性较低，这包括使用保守的健康基准值以及对暴露量的可能高估。

作者贡献声明

奥卢瓦达米拉雷·A·阿德巴姆博（Oluwadamilare A. Adebambo）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、资源准备、方法论设计、数据分析。肯尼·M·尤尼斯（Kenny M. Unice）：撰写 – 审稿与编辑、监督工作、资源准备、方法论设计、概念构思。斯蒂芬妮·A·桑顿（Stephanie A Thornton）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化设计、资源协调、项目管理、方法论设计、数据分析、概念构思。泰勒·M·明辛（Taylor M. Mincin）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化设计、资源协调

未引用的参考文献

AOAC官方方法及Latimer，2015；EFSA污染物小组，2024；OEHHA，2001；OEHHA，2011；U.S. FDA，2024c；U.S. FDA，2025b；美国众议院，2021。

资金来源

本研究未获得任何公共机构、商业机构或非营利组织的资助。

利益冲突声明

☒ 作者声明以下财务利益/个人关系可能构成潜在的利益冲突：所有作者目前或曾经受雇于 Stantec 咨询公司，该公司为政府机构、企业、律师事务所及各类科学/专业组织提供咨询服务。研究计划、样本分析、数据解读或手稿撰写过程中未接受任何外部资金支持。

致谢

作者感谢格温·帕克（Gwen Parker）、林赛·多宾斯（Lindsey Dobyns）、卡拉·基顿（Kara Keeton）和斯泰西·本森（Stacey Benson）在购买巧克力及参与头脑风暴会议以制定研究方法方面提供的帮助。同时感谢林赛·多宾斯在整理和分析 NHANES 数据方面的协助，这些工作是暴露量估算的重要前期步骤。作者还要感谢 Ava Da Re（Stantec）在手册格式化和参考文献数据库编制方面的支持。