综述:用于去除水果和蔬菜中农药残留的绿色策略:机制分析与比较评估

时间:2026年3月21日
来源:Food Chemistry

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本研究评估了包装变形、储存温度和时间及灭菌对罐装牛肉烩菜和番茄肉丸中元素迁移的影响。结果显示灭菌显著增加铝、铅、锡浓度,高变形罐头储存12个月后锡含量达11.8 mg/kg。风险评估表明健康风险低,但需持续监测。

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布兰尼斯拉夫·斯托亚诺维奇(Branislav Stojanović)| 米利察·巴拉班(Milica Balaban)| 索尼娅·马尔亚诺维奇(Sonja Marjanović)| 茨登卡·斯托亚诺维奇(Zdenka Stojanović)| 马利沙·安蒂奇(Mališa Antić)| 萨沙·扬科维奇(Saša Janković)| 卢比察·拉多维奇(Ljubica Radović)| 达亚娜·扬尤舍维奇(Dajana Janjušević)| 维斯娜·安蒂奇(Vesna Antić)
塞尔维亚贝尔格莱德国防部军事卫生司

摘要

本研究旨在评估包装损坏、储存时间、温度和灭菌过程对锡plate罐头中元素迁移到塞尔维亚武装部队使用的牛肉浓汤(BG)和番茄酱肉丸(MB)中的影响。罐头被故意损坏至两种不同程度:轻微损坏(LD)和严重损坏(HD),未损坏的罐头作为对照组(CS)。使用ICP-MS技术在20°C和40°C条件下,每隔三个月测量一次储存期间这些元素的浓度。灭菌处理增加了铝(Al)、铅(Pb)和锡(Sn)的含量。在40°C条件下储存时,损坏罐头中的锡浓度显著升高,达到11.8 mg kg⁻¹。长期储存还导致其他有毒元素(如镉Cd和铅Pb)及微量元素(尤其是铁Fe)的含量增加。风险评估参数(HQ < 1,HI = 0.042,CR = 1.85 × 10⁻⁵)表明健康风险较低,但强调了持续监测罐装肉制品的必要性。

引言

罐装食品为消费者提供了诸多便利:方便、保质期长、价格合理且准备时间短。因此,罐装肉制品在塞尔维亚武装部队的饮食中占有重要地位。这些产品与塞尔维亚民用市场的同类产品有所不同,尤其是在包装材料的质量方面。罐装食品采用密封容器,通过热处理延长保质期。最常用的罐头材料是锡plate,因其具有良好的机械性能,而锡涂层不仅赋予产品光泽,还能防止钢材腐蚀。通过在锡plate表面涂覆环氧-酚醛聚合物清漆,可以防止罐内金属与食品接触以及罐外金属与空气接触。塞尔维亚军用罐头的锡和清漆涂层厚度是民用市场的两倍(5.6 g m⁻² vs 2.8 g m⁻²)。因此,为塞尔维亚武装部队生产的罐装食品具有很高的可持续性,保质期至少为4年(Stojanović, Jankovic等人,2021;Stojanović, Vasilev等人,2021)。
然而,罐装食品中金属浓度的增加可能带来严重问题,主要源于加工设备和包装材料。虽然聚合物清漆能提供额外的防护层,防止金属从罐头迁移到食品中,但在长期储存过程中该屏障可能失效。如果清漆层有缺陷或食品呈酸性,腐蚀可能逐渐发生。其他因素(如储存时间、温度和食品成分)也会影响腐蚀及金属迁移的可能性(Buculei等人,2014;Nikčević-Grassino等人,2010;Pareek等人,2020)。近年来,许多国家开展研究,评估人们通过饮食摄入的各种金属和有毒元素的风险,因为过量摄入可能引发多种健康问题(Bilandžić等人,2020;El Moussawi等人,2019;Islam等人,2025;Kowalska等人,2020;Milenković等人,2019;Morshdy等人,2023;Novakov等人,2017;Okyere等人,2015;Olmedo等人,2024;Özyurt等人,2025;Popović等人,2018;Stojanović, Jankovic等人,2021;Stojanović, Vasilev等人,2021)。研究表明,人体每日摄入的有毒元素主要来自食物,占比达90–95%,其中罐装食品占比显著。铁(Fe)、锌(Zn)和铜(Cu)等必需微量元素在过量时也可能产生毒性。
对罐装肉制品消费的风险评估有助于了解有毒元素(如Cd、Pb、Hg)和潜在有毒元素(如Cu、Zn、Fe)是否构成长期健康风险。鉴于金属迁移的可能性及其持久性,评估相关健康风险至关重要。风险评估涉及将估计的膳食摄入量与安全阈值(如每日或每周可容忍摄入量)进行比较,以评估对消费者的潜在风险(Darwish等人,2023;Islam等人,2025;Litrenta等人,2025;Mahmudiono等人,2023;Markmanuel等人,2023;Mustatea & Ungureanu,2024;Nobile等人,2024)。这一评估对特定饮食群体尤为重要,如武装部队成员、经常食用罐装食品的人、食物选择有限的人(如远征或野外工作者),或饮食依赖加工食品、腌制食品或即食食品的人。通过计算估计每日摄入量(EDI)、目标危害商数(THQ)、危害指数(HI)和致癌风险(CR)等参数,可判断罐装肉制品中的有毒和潜在有毒元素是否会对人类健康造成长期影响。
尽管部分研究探讨了包装材料中金属向食品的迁移,但大多数研究集中在民用产品或有限元素集上,未深入探讨不同包装损坏程度和储存条件对迁移过程的影响。针对军用罐装食品的数据尤为匮乏,同时缺乏结合物理化学稳定性、储存时间和潜在健康风险的综合评估。因此,本研究旨在填补这些知识空白,探讨在搬运、运输或野外使用过程中难以察觉的微小缺陷对金属迁移的影响。这些微小缺陷虽可能未被注意到,但仍可能引发局部腐蚀和金属迁移。因此,对军用罐装食品在实际使用条件下的影响进行评估尤为重要。本研究分析了未损坏罐头(CS)及不同程度损坏罐头(LD和HD)在20°C和40°C条件下储存3个月、6个月、9个月和12个月后的元素组成。在每个储存阶段,测定了包装内容物中的宏量元素(Na、Mg、K和Ca)、微量元素(Cr、Mn、Fe、Cu、Zn和Se)及有毒元素(As、Pb、Cd、Hg、Sn和Al)的浓度。分析了塞尔维亚武装部队常用的两种产品:牛肉浓汤(BG)和番茄酱肉丸(MB)的元素组成。由于这些食品具有战略重要性,对其质量进行监测至关重要。所得浓度数据与现行允许的最大元素含量进行了对比。此外,还研究了灭菌过程对BG和MB样品中最终元素含量的影响。最后,鉴于食用罐装食品会显著影响人体暴露于特定元素的程度,评估了其对消费者的潜在健康风险。研究结果有望改善罐装肉制品的安全监测,为公共卫生风险评估提供有价值的数据,并促进更可持续的包装解决方案的开发。

研究方法

溶剂和试剂

浓硫酸(Fisher,英国拉夫堡);痕量金属级浓硝酸(Fisher Scientific,英国毕晓普);30%过氧化氢(Merck,德国达姆施塔特);K₂SO₄ + CuSO₄(10:1)作为凯氏催化剂(FOSS,瑞典);约32%的氢氧化钠溶液(Merck,德国达姆施塔特);0.2 mol dm⁻³的氢氧化钠即用体积溶液;0.2 mol dm⁻³的盐酸即用体积溶液(Merck,德国达姆施塔特)

结果与讨论

本研究探讨了环氧-酚醛清漆轻微损伤对罐装肉制品中微量元素、宏量元素和有毒元素含量的影响。所分析的牛肉浓汤(BG)和番茄酱肉丸(MB)属于战略食品,符合军用标准生产,从罐材到最终产品均经过严格质量控制。研究结果表明,产品类型对元素含量变化有显著影响,番茄酱肉丸中的有毒元素浓度通常高于牛肉浓汤。

作者贡献声明

布兰尼斯拉夫·斯托亚诺维奇(Branislav Stojanović):撰写初稿,进行形式分析。米利察·巴拉班(Milica Balaban):软件支持,概念设计。索尼娅·马尔亚诺维奇(Sonja Marjanović):资源协调,方法论制定。茨登卡·斯托亚诺维奇(Zdenka Stojanović):数据可视化,实验设计。马利沙·安蒂奇(Mališa Antić):项目管理,方法论实施。萨沙·扬科维奇(Saša Janković):结果验证,方法论优化。卢比察·拉多维奇(Ljubica Radović):监督工作,资源调配。达亚娜·扬尤舍维奇(Dajana Janjušević):数据整理,形式分析。维斯娜·安蒂奇(Vesna Antić):撰写修改,监督工作。

未引用参考文献

Brandon, Janssen和de Wit-Bos, 2014
EFSA膳食产品、营养与过敏小组, 2005
FAO/WHO, 2007
Fu和Xi, 2020
国际癌症研究机构, 2016
Jaishankar, Tseten, Anbalagan, Mathew和Beeregowda, 2014
美国环境保护署, 2015
世界卫生组织与联合国粮食及农业组织, 2010

利益冲突声明

作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系:作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系:其中包含一项待批准专利的申请。如有其他作者,他们声明没有其他可能影响研究结果的财务关系或个人关系。

致谢

本研究由“2026年塞尔维亚高等教育机构教学人员科学研究资金转移协议”(编号451-03-34/2026-03/200116)资助。

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