中国婴幼儿配方乳粉中对苯二胺类(p-phenylenediamines, PPDs)及其氧化衍生物(quinone derivatives, PPD-Qs)的污染状况与健康意义

时间:2026年6月15日
来源:Food Chemistry: X

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摘要:对苯二胺类(para-phenylenediamines, PPDs)及其醌类衍生物(PPD-Qs)在环境中广泛存在,但其在食品中的污染数据十分有限。本研究测定了婴幼儿配方乳粉中12种PPDs及PPD-Qs的含量,并评估了婴儿经配方乳粉喂养的每日摄入量(

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摘要:对苯二胺类(para-phenylenediamines, PPDs)及其醌类衍生物(PPD-Qs)在环境中广泛存在,但其在食品中的污染数据十分有限。本研究测定了婴幼儿配方乳粉中12种PPDs及PPD-Qs的含量,并评估了婴儿经配方乳粉喂养的每日摄入量(estimated daily intake, EDI)及健康风险。在受检的141份样品中,∑PPDs与∑PPD-Qs的中位数含量分别为2538 pg/g(粉剂)和80.34 pg/g(粉剂)。N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺(6PPD)在绝大多数样品中被检出,中位数为2125 pg/g;而其他多数PPDs及全部PPD-Qs检出率<40%,平均含量<80 pg/g。0–6月龄一段乳粉中6PPD含量显著高于较大月龄婴幼儿乳粉。经配方乳粉喂养的婴儿∑PPDs和∑PPD-Qs的估计每日摄入量(EDIs)分别<200 ng/kg体重/天和<10 ng/kg体重/天,配方乳粉喂养可能是婴幼儿重要的膳食暴露途径。
论文解读:中国婴幼儿配方乳粉中对苯二胺类(PPDs)及其醌衍生物(PPD-Qs)的污染与健康风险评估
该研究由首都医科大学燕京医学院Zifu Shao、Chunyan Gao及Zhixiong Shi开展,发表于《Food Chemistry: X》。
一、研究背景与立项依据
N,N'-取代对苯二胺类(para-phenylenediamines, PPDs)主要作为橡胶抗氧化剂(如轮胎抗降解剂)广泛使用,典型代表为N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺(6PPD)。轮胎磨损颗粒(tire wear particles, TWPs)释放PPDs至土壤、水体及大气中,并可经臭氧氧化转化为对苯二胺醌类(p-phenylenediamine quinones, PPD-Qs),其中6PPD-Q已被证实对银鲑鱼具急性致死毒性。现有研究多集中于环境介质,食品中PPDs/PPD-Qs污染数据匮乏。人类母乳中已检出此类物质,而中国母乳喂养率较低(6个月内纯母乳喂养率约42.26%),婴幼儿配方乳粉是重要替代食源。新生儿处于发育关键期,单位体重摄食量高且解毒代谢功能不完善,但此前尚无关于婴幼儿配方乳粉中PPDs及PPD-Qs污染状况及经口暴露风险的报道。因此,研究人员旨在检测市售国产及进口婴幼儿配方乳粉中6种PPDs及其配对PPD-Qs(共12种目标物),评估中国婴儿经配方喂养的暴露水平及初步健康风险。
二、主要技术方法与样本
研究人员于2024年从超市、母婴店及网购渠道采集中国市售141份婴幼儿配方乳粉样品(其中国产109份、进口32份),涵盖一段(0–6月, n=42)、二段(7–12月, n=40)、三段(13–36月, n=55)及四段(37–72月, n=4)乳粉,涉及90个品牌。样品以含叔丁基氢醌(TBHQ)、3,5-二叔丁基苯酚(DBP)及L-抗坏血酸(L-AA)的保护剂抗氧化处理,经水溶、乙腈萃取、QuEChERS盐包(NaCl/MgSO4)除盐、Captiva EMR-Lipid固相萃取(SPE)净化,采用超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UHPLC-MS/MS, ESI+, MRM模式)定性定量,以氘代内标d5-6PPD及d5-6PPD-Q校正。加标回收率76.5%–97.8%,RSD<15%。低于检出限(limit of detection, LOD)数值按1/2 LOD进行统计计算。估计每日摄入量(estimated daily intake, EDI)按EDI = CIF× ADC / BW计算,其中CIF为乳粉中化合物浓度,ADC及BW参照《中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)》取各月龄段平均乳粉摄入量及体重(0–6月:99 g/d, 6 kg;7–12月:113 g/d, 9.2 kg;13–36月:91 g/d, 12.6 kg)。健康风险评估以欧洲化学品管理局(ECHA) 6PPD的28天重复剂量无可见有害作用水平(no observed adverse effect level, NOAEL)=4 mg/kg体重/天,除以总不确定系数1000得暂定经口参考剂量(provisional oral RfD)=4 μg/kg体重/天进行筛选水平评估。
三、研究结果
3.1. Concentrations and profiles of PPDs and PPD-Qs in infant formula(婴幼儿配方乳粉中PPDs及PPD-Qs的浓度与污染谱)
∑PPDs范围为81–30960 pg/g(粉剂),中位数2538 pg/g;∑PPD-Qs中位数80.34 pg/g。6PPD检出率97%,中位数2125 pg/g,占∑PPDs中位数的84%;6PPD-Q检出率40%,均值32.28 pg/g。其余PPDs中IPPD检出率74%(中位数79.79 pg/g),DTPD 38%,77PD 26%,DPPD与CPPD <10%;PPD-Qs普遍低检出(除个别外<40%)。PPDs因LogKow高于对应PPD-Qs而更易分配入高脂基质(乳粉含植物油等脂类成分),且环境中6PPD与IPPD本底较高,可能是乳粉中二者占主导的原因。6PPD与IPPD含量呈显著正相关(r=0.376, P<0.01),提示可能共享污染源或迁移途径。污染可能源于奶牛经饲料/水/尘暴露转移至原料乳、高脂配料自带、或生产过程中接触含橡胶部件(密封圈、管道、垫片等)。
3.2. Distribution of 6PPD and IPPD in formulas with different origins and stages(不同产地及段位乳粉中6PPD与IPPD的分布)
国产与进口乳粉中6PPD及IPPD浓度无显著差异(Mann-Whitney U检验, P>0.05),表明污染具普遍性。一段乳粉(0–6月)中6PPD中位数2348 pg/g、IPPD中位数149.7 pg/g,均显著高于二段(6PPD 1355 pg/g, IPPD 60.45 pg/g)及三段(6PPD 1379 pg/g, IPPD 35.06 pg/g),二三段间无显著差异。因一段乳粉按国标(GB 10765–2021)要求脂肪含量更高(≥1.05 g/100 kJ vs ≥0.84 g/100 kJ),亲脂性PPDs倾向于随脂质富集,故一段乳粉污染水平偏高,致最小月龄婴儿潜在暴露负荷更大。
3.3. Comparison with other food surveys on PPDs and PPD-Qs(与既有食品调查的比较)
已有果蔬、水产品调查中6PPD/6PPD-Q检出率低(<15%–33%)且浓度为pg–ng/g级,本研究中6PPD检出率及水平相对略高但总体仍处微量水平,反映PPDs/PPD-Qs在食物链中转移有限,具营养稀释或弱生物放大特征。
3.4. Comparison between PPDs/PPD-Qs and other contaminants in infant formulas(与婴幼儿乳粉中其他污染物浓度比较)
∑PPDs中位数(2.538 ng/g)高于多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)及多氯萘(polychlorinated naphthalenes, PCNs),低于有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)、短/中链氯化石蜡(short-/medium-chain chlorinated paraffins, SCCPs/MCCPs)、含氟液晶单体(fluorinated liquid-crystal monomers, FLCMs)及双酚类似物;∑PPD-Qs(0.08 ng/g)与全氟/多氟烷基物质(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)相当。低于持久性有机污染物多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs),符合其在生物圈弱富集特性。
3.5. Daily PPD/PPD-Q intake via formula feeding for the Chinese infants(中国婴儿经配方乳粉摄入PPDs/PPD-Qs的每日暴露量)
0–6月龄婴儿∑PPDs的平均暴露场景(average exposure scenario, AES) EDI为65.59 ng/kg体重/天,高暴露场景(high exposure scenario, HES, 基于95百分位浓度)为192.5 ng/kg体重/天;∑PPD-Qs的AES EDI为3.38 ng/kg体重/天,HES为9.96 ng/kg体重/天。6PPD(AES: 57.41; HES: 174.2 ng/kg体重/天)与IPPD(AES: 6.24; HES: 22 ng/kg体重/天)为主要贡献物。随月龄增长乳粉占比下降及体重增加,EDI递减(7–12月∑PPDs AES 48.82 ng/kg体重/天;13–36月 28.71 ng/kg体重/天)。未检出值按0、1/2LOD、LOD三种假设替代时,∑PPDs EDI波动极小(64.89–66.28 ng/kg体重/天),低检出物EDI较敏感。与人乳暴露文献比较存在量级差异,尚无法断定配方与母乳何者暴露更高,但配方喂养是婴儿重要膳食暴露途径之一。
3.6. Comparison with other exposure pathways(与其他暴露途径的比较)
文献报道儿童经饮水、道路尘吸入/经皮接触的PPDs/PPD-Qs EDI多低于或接近本研究婴儿经配方乳粉摄入值(如儿童经水∑PPDs中位1.07 ng/kg体重/天,尘摄入∑PPDs约0.143 ng/kg体重/天),提示对中国婴儿而言配方乳粉喂养是PPDs较重要的经口暴露来源。
3.7. Health risk assessment and further research suggestions(健康风险评估及后续研究建议)
以暂定口服RfD(6PPD)=4 μg/kg体重/天比对,6PPD经配方乳粉的EDI远低于此值,单靠配方喂养在本评估假设下未显现明显健康危害。但因缺乏其他PPDs/PPD-Qs的NOAEL及相对效价因子(relative potency factors, RPFs或毒当量因子,toxic equivalency factors, TEFs),未能定量评估混合物累积/联合毒性;亦缺婴儿毒代动力学与毒效动力学数据。需进一步探究污染源(原料乳、配料、加工接触材料、包装)、开展多种PPDs/PPD-Qs毒理学研究并建立参考限值。
四、结论(Conclusion)总结翻译
本研究首次报道中国市售婴幼儿配方乳粉中12种PPDs及PPD-Qs的污染水平。6PPD与IPPD检出率高,其余目标物污染水平低;食品中PPDs/PPD-Qs转移有限。一段(0–6月)乳粉中6PPD与IPPD含量显著高于大月龄段,可能与一段乳粉较高脂肪含量及化合物的亲脂性有关,提示新生儿潜在暴露负担较重。相较成人及大龄儿童经食物摄入估算,配方喂养是中国婴儿PPDs的重要膳食暴露途径,且单位体重摄入量偏高。6PPD经配方乳粉摄入估算值低于本研究所用暂定口服RfD,但此结论应谨慎解读——其他PPDs/PPD-Qs无参考剂量、混合暴露未量化、婴儿特异性毒理数据缺失,仍需持续监测与毒理学研究。本研究为脆弱人群化学物暴露评估及乳品安全监控提供了基础数据支撑。

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