食品中纳米二氧化钛存在特征及膳食暴露风险评价

Titanium dioxide (TiO2) is a common food additive. Due to its outstanding properties, the illegally addition of TiO2 in food was gradually increased in recent years. Food grade TiO2 is non-toxic, but it will generate titanium dioxide nano-particles (NP-TiO2) during the manufacture process. According to the toxicology experiments, the NP-TiO2 showed toxicity toward animal. The NP-TiO2 causes pregnancy complications when injected intravenously into pregnant mice. Mice treated with NP-TiO2 had smaller uteri and smaller fetuses than untreated. The aim of this study is to establish the qualitative and quantitative methods, to teat the presence of TiO2 and NP-TiO2 in food, and inspect the concentration and particle size of NP-TiO2, finally carry on the dietary exposure assessment. Using Raman spectroscopy, rapid detection method will at first established to screen the presence of TiO2 in food. Then the NP-TiO2 in food will be extracted with cloud point extraction, and determined by field-flow fractionation coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry. After that,the particle size distribution and concentration level of NP-TiO2 in foods will be analyzed. Finally, based on the food consumption data, the dietary exposure model of NP-TiO2 will be eatablished, and the risk of dietary exposure for public will be evaluated.

二氧化钛（TiO2）是一种重要的食品添加剂。由于其具有优良的增白与提色能力，近年来食品中TiO2非法添加现象逐渐增多。食品级TiO2本身无毒，但是添加TiO2的食品在处理过程中将产生纳米二氧化钛颗粒（NP-TiO2）。毒理学实验表明，NP-TiO2会造成孕鼠妊娠障碍，并且阻碍幼鼠神经发育，存在潜在的生物安全风险。本研究将考察我国食品中NP-TiO2 的存在情况，并对我国食品中NP-TiO2的膳食暴露风险进行评估。本研究将首先基于拉曼光谱技术，建立食品中TiO2的快速检测方法，对市售食品中TiO2添加情况进行筛查；基于浊点萃取技术，场流分级串联电感耦合等离子体质谱技术，建立食品中痕量NP-TiO2定性与定量分析方法。考察TiO2添加食品中NP-TiO2的粒径分布特征与浓度水平。根据食品消费情况等相关数据，建立NP-TiO2的膳食暴露模型，评估我国居民膳食中NP-TiO2的暴露水平。

作为食品添加剂，二氧化钛（TiO2）最高允许添加浓度为食品重量的1%。由于纳米尺度TiO2会影响幼鼠发育，人们开始关注食品中TiO2的存在状态及生物安全性。本项目主要关注膳食中TiO2的存在特征与暴露风险。针对目前膳食检测工作的特点与问题，建立环境友好的食品中TiO2的构型分析方法，定量分析方法，以及粒径分析方法。对我国膳食中TiO2存在情况进行了分析，对其暴露的安全性进行了评估，同时针对婴幼儿这一特殊高危人群，针对性的进行了暴露水平以及安全性评价。.本项目主要在以下方面取得一定进展：.1.基于拉曼光谱技术，建立了食品中TiO2的筛查及构型分析方法。使用芬顿消解替代酸消解，有效减少无机酸消耗及对环境的污染，建立了消解液中痕量TiO2的浊点萃取方法，提高了拉曼光谱检测的筛查速度。.2.针对定量分析中存在背景干扰的问题，基于ICP-MS/MS技术,建立了食品中痕量钛的准确定量方法。通过一级、三级四极杆的选择功能，以及在二级碰撞/反应池中通入氧气，去除干扰离子PO+。检测灵敏度可提高到0.1 μg/L，线性范围0.2-5000 μg/L，相关系数>0.999。.3．针对食品消解液中基质复杂，TiO2浓度低等特点，采用单颗粒技术建立了食品中纳米TiO2的粒径分析方法。本项目中检出TiO2的食品样品，检测前需要进行20-2000倍的稀释，稀释的过程同时降低了消解液中基质对分析过程的干扰。.4.对我国9个省共200余件12类主要膳食样品中TiO2存在情况进行分析。参考我国居民膳食消费量数据对TiO2的暴露水平进行评估。12类主要膳食中的TiO2暴露水平均在1 μg/Kg bw/day以下，膳食暴露TiO2的风险较小。本项目针对儿童这一特殊人群进行了单独评估。鉴于糖果中TiO2浓度较高，儿童体重较轻，儿童通过对TiO2的暴露水平超过1300 μg/Kg bw/day。尤其在节假日等特定时间段，可能出现长时间高摄入情况，其暴露水平还会更高。因此，在未确定儿童消化体统对纳米尺度的TiO2颗粒的吸收能力时，需要对儿童的暴露风险进行监控，对糖果中TiO2的允许添加限量进行重新评估。