不同食品基质中高氯酸盐体内外生物利用率研究

作     者：张虎 

作者单位：武汉轻工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宫智勇

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：食品基质 高氯酸盐 生物可及性 体外生物利用率 体内生物利用率 

摘      要：背景:高氯酸盐(ClO)作为一种新型的持久性污染物已广泛存在于环境中,由于高氯酸盐能竞争性抑制甲状腺对碘的吸收,人类长期接触可能存在潜在的健康风险,近年来对于高氯酸盐在各种食品及人群的暴露评估时有报道,但大多数风险评估都是基于试验介质中高氯酸盐总浓度进行评估,即假设能被检测到的所有高氯酸盐都能被人体吸收,显然这种方式扩大了污染物的生物有效剂量,影响了风险评估的准确性。食品种类繁多而不同食品基质中污染物在体内的释放程度又不尽相同,因此探究不同食品中高氯酸盐生物利用率具有重要意义。方法:(1)通过人工阳性加标使不同食品基质中高氯酸盐浓度达到预期水平,其中大米和奶粉分别加标至三个不同浓度H(10mg/kg)、M(1mg/kg)和L(0.5mg/kg),大豆和肉则加标至同一浓度(10mg/kg),并对加标前后食品基质的营养成分进行分析。再采用体外模拟胃肠道消化模型对肉的消化条件进行优化,并结合本研究团队前期对食品基质的优化条件探究不同食品基质中高氯酸盐的生物可及性。(2)建立Caco-2单层细胞模型,通过测定其跨膜电阻值、AKP酶比活力以及细胞单层膜对荧光素钠通透性来评价该模型的紧密性、极性和通透性,经过体外三个阶段消化后,采用Caco-2细胞模型进行转运吸收实验,测定各组中高氯酸盐的体外生物利用率。(3)选取72只雄性ICR小鼠,经过一周适应性喂养后,将其随机分为12组(未加标饲料组、加标饲料组、加标大米+饲料组、未加标大米+饲料组、加标生菜+饲料组、未加标生菜+饲料组、加标奶粉+饲料组、未加标奶粉+饲料组、加标大豆+饲料组、未加标大豆+饲料组、加标肉+饲料组、未加标肉+饲料组),每组6只,分别单独喂养于代谢笼内,连续一周喂养人工制作的混合饲料后测定各个组织中高氯酸盐的蓄积量,研究高氯酸盐在小鼠体内生物利用率。结果:(1)不同食品基质中高氯酸盐的生物可及性研究肉在口腔中消化液p H、消化液体积和消化时间最优条件为:7.4、7ml、5min;在胃部消化液p H、消化液体积和消化时间最优条件为3、10ml、2.5h;在小肠阶段消化液p H、消化液体积和消化时间最优条件为7.5、10+5ml、3h。随后采用该优化条件以及本研究团队前期所得其他基质的最优条件对不同加标后的食品基质进行体外消化,各食品基质中高氯酸盐生物可及性结果如下:大米-L(73.02±10.04%)、大米-M(88.38±23.45%)、大米-H(70.95±1.13%)、奶粉-L(60.53±5.57%)、奶粉-M(74.19±1.35%)、奶粉-H组(73.19±3.32%)、大豆(81.83±0.70%)、肉(91.97±12.94%)、对照组(93.44±7.61%)。(2)不同食品基质中高氯酸盐体外生物利用率研究大米-L、大米-M和大米-H中高氯酸盐在Caco-2单层细胞膜中透过率分别为:31.94±3.76%、21.17±14.70%、22.19±6.32%;奶粉-L、奶粉-M、奶粉-H中高氯酸盐在Caco-2单层细胞膜中透过率分别为:27.50±2.35%、40.22±4.46%、27.16±0.91%。在同种浓度水平下大米、奶粉、大豆、肉和高氯酸盐标准品中高氯酸盐在Caco-2单层细胞中透过率分别为:22.19±6.32%、27.16±0.91%、35.68±5.48%、24.28±2.77%、25.79±2.94%。大米-L、大米-M、大米-H的体外生物利用率分别为:6.34±0.84%、9.04±6.83%、8.41±3.78%,;奶粉-L、奶粉-M、奶粉-H的体外生物利用率分别为:10.67±2.21%、23.81±0.43%、10.79±0.44%。在同种浓度水平下大米、奶粉、大豆、肉和高氯酸盐标准品的体外生物利用率分别为:8.41±3.78%、10.79±0.91%、9.73±1.05%、12.15±2.62%、15.56±3.74%。(3)不同食品基质中高氯酸盐体内生物利用率研究体内吸收分布如下:所有实验动物组小鼠的甲状腺和脑中高氯酸盐浓度最高,其次则为脾脏,在加标大米和奶粉组中,高氯酸盐的分布情况为:脑甲状腺脾脏肺心脏,肝脏和肾脏含量则最少;在加标大豆和饲料组中,高氯酸盐的分布情况为:脑甲状腺脾脏心脏肺,肝脏和肾脏中含量最少。与未加标组相比,加标组体内蓄积率明显降低,大部分高氯酸盐都经过尿液和粪便排除,只有少部分续集在体内。未加标组中,高氯酸盐体内生物利用率由高到低顺序为:大米混合饲料(80.44±3.63%)、肉混合饲料组(76.54±1.91%)、奶粉混合饲料组(73.05±2.49%)、纯饲料组(72.25±4.80%)、生菜混合饲料组(62.76±2.03%)、大豆混合饲料组(61.80±9.31%);加标组中,高氯酸