第1章　中国总膳食研究的进展
　　1.1　中国总膳食研究及其发展历程
　　总膳食研究（total diet study，TDS）是国际公认的最经济有效、最可靠的用以评估某个国家或地区不同人群组膳食中化学危害物的暴露量和营养素的摄入量，以及这些物质的摄入可能对健康造成的风险的方法，世界卫生组织（World Health Organization，WHO）一直致力于推荐各成员国开展总膳食研究。
　　在世界卫生组织的推荐和鼓励下，中国的总膳食研究最早于1988 年在北京市试点后，自1990 年起，经过近3 年的时间组织全国12 个省（区、市）成功地开展了第一次“中国总膳食研究”[1，2]。
　　第一次中国总膳食研究将中国分成4 个大区或“菜篮子”（北方一区，北方二区，南方一区，南方二区），每个大区3 个省份，覆盖我国总人口的47.2%。采用最简单的混合食物样品法，将食物分成12 类，共计48 个混合食物样品。根据膳食调查数据在全国36个调查点的144 个采样点采集食物样品，然后将各调查点采集的食物样品按类取样，按比例混合成162 种食物并分别进行烹调制备。第一次中国TDS 只针对成年男子标准人这一个模式膳食组。实验室测定项目十一大项96 项，包括热量，蛋白质（含氨基酸），脂肪（含脂肪酸），胆固醇，膳食纤维，营养元素（包括常量、微量元素和维生素），重金属（铅、镉、汞），有机氯和有机磷农药，黄曲霉毒素B1、M1 和放射性核素等。从营养与食品卫生两个方面全面地评价当时中国膳食的安全性和营养价值。结果表明：我国人民代表性的膳食是安全的和合乎营养要求的。
　　在首次成功地开展了中国总膳食研究的基础上，为了观察化学污染物和营养素摄入量的变化趋势，于1992 ～ 1993 年在相同地区进行了第二次中国总膳食研究，并增加了不同年龄组和不同季节的研究。第二次中国总膳食研究按照第一次中国总膳食研究的调查方法和步骤在原调查点取样，按照各省份的膳食组成分别烹调、制备成12 类膳食样品，然后按照大区（北方一区，北方二区，南方一区，南方二区）混合成4 个“菜篮子”的食物样品，并测定其中化学污染物和营养素的含量，最后计算出成年男子每人每日化学污染物的摄入量。为了进一步了解不同年龄组以及不同季节对于总膳食暴露量的影响，分别在4 个大区的代表省（市）（河北、陕西、湖北三省和上海市）开展了不同年龄组的总膳食研究，同时在河北和陕西两省开展了春、秋两季相同膳食样品对比研究。两组研究方法和步骤完全相同，即在相同的调查点分别于春季（4 月）和秋季（9 月）进行成年男子的总膳食研究。针对不同年龄组的总膳食研究划定了2 ～ 7 岁、8 ～ 12 岁、20 ～ 50岁男性和20 ～ 50 岁女性4 个组，按照各年龄组的膳食组成，分别按照同样的步骤进行采样、烹调、混样和实验室分析。第二次总膳食研究测定的化学污染物包括重金属和其他有害元素5 项，农药残留17 项；本次是总膳食研究首次测定铝，而且是目前唯一一次测定了氟。
　　通过前两次总膳食研究，基本建立了适合中国的总膳食研究方法，探索出了适合开展总膳食研究的季节以及分组特征，同时全面评估了中国人膳食的营养状况，包括三大营养素、微量元素、部分维生素和脂肪酸；同时评估了我国人群重金属元素，有机氯、有机磷农药的膳食暴露量，还开展了4 个年龄组6 种放射性核素及元素氟的摄入量评估，全面了解和评价了我国居民的膳食安全性和营养价值。此研究结果可作为长期监测中国膳食质量的重要基础数据和制定食品生产计划的参考资料，也可作为制定食品中污染物允许摄入量标准和推荐每日营养素供给量的依据。
　　2000 年开展了第三次中国总膳食研究。第三次中国总膳食研究最大的变化是在采用大区混合食物样品法的同时，保留了单个食物样品，一方面便于尝试开展单个食物样品法来得到更具体的分性别年龄组、分省份的精细的膳食暴露评估数据；另一方面也为开展污染样品的溯源技术做了有益的尝试。单个食物样品法，即在将食物样品按类别混合的同时，分别保留所有12 个省（区、市）的单个食物样品，共计662 个。这样既可用混合食物样品的结果与前两次的结果进行比较，又可在必要时检测个别样品。实践证明，保留单个样品是十分有用的。可以用于污染溯源，即在任何混合样品中发现高水平的某种污染物时，通过溯源可找到特定省份的特定样品。同时，在需要对某种成分进行仔细测定时，可以对662 个单个样品全部测定，以得到12 个省（区、市）的分布结果。2000年中国总膳食研究所进行的实验室检测项目，在第二次中国总膳食研究的基础上扩展至一些新兴的和当时关注比较高的有机污染物，如多氯联苯、丙烯酰胺、有机锡、氯丙醇等。
　　2000 年正值中国开始建立国家层面的食品安全污染物监测体系之际，当时已经完成的三次中国总膳食研究成为这一体系的重要组成部分。当时中国总膳食研究方法主要以混合样品法为主，正在向单个样品法过渡，所得到的结果为化学污染物趋势分析、确定高污染物以及优先监测项目提供了宝贵的数据支持，并且可以协助制定食品安全风险评估和风险管理的有效政策。
　　2007 年开展的第四次中国总膳食研究在基本保留了第三次总膳食研究方法的基础上，最大的进步就是取消了大区混样，将按4 个大区混合食物样品得到的“菜篮子”样品改变为仅混合到省级水平，混合样品数量由原来的48 个扩大到按省份混合的144 个，而且仍然保留了每个单个样品，用以溯源或者留备单独测定时使用。这一进步，一方面可以得到全国水平的污染物含量以及暴露量数据，同时也可以得到每一个参加省份的省级数据；另一方面也可以结合业已开展的国家污染物监测网的工作来进一步提升食品安全的监测能力和水平。同时在检测技术飞速提高的过程中，中国总膳食研究的检测项目也得到了进一步的扩展，加入了多种真菌毒素、全氟烷基化合物、溴代阻燃剂、碘、兽药残留等项目，并且逐步深化开展了单个样品法，并首先在重金属和营养元素的测定中使用了单个样品法，单个样品法的开展，可以进一步精细地评估化学污染物的人群暴露分布以及高端暴露，对于评估重点污染物的膳食暴露情况，评价公共卫生政策的施行都将起到更积极的作用，使得中国总膳食研究的方法日趋完善。
　　随着我国国力的不断增强以及人民对于食品安全关注度的不断提升，第五次中国总膳食研究在保留中国特色的混合食物样品法和单个食物样品法的基础上，又有了进一步的飞跃发展。第五次中国总膳食研究于2009 ～ 2013 年开展，参加的省份从原先的12 个扩展到了20 个，时间频度也确定为每五年完成一次。样品采样点也在原来每省（区市）3 个采样点的基础上，发展为5000 万人口以下的省（区、市），每省（区、市）3 个采样点；5000 万人口以上的省（区、市），每省（区、市）6 个采样点。20 个省（区、市）跨年度分别开展，样品完成后汇总到国家*的实验室统一完成样品的检测、数据分析、数据汇总以及检测结果成书出版等工作。检测项目在第四次中国总膳食研究的基础上增加了反式脂肪酸，同时将真菌毒素扩展到38 种[1~4]。
　　随后的第六次中国总膳食研究于2016 ～ 2019 年持续开展，参加的省份进一步扩大到24 个，覆盖我国近90% 人口，在进一步完善现场采样工作的同时，持续增加了可分析化学物的种类，增加了双酚类化合物、氨基甲酸乙酯、多环芳烃、呋喃、杂环胺、短链氯化石蜡、多氯萘、高氯酸盐、谷氨酸盐等项目；农药残留及兽药残留进一步扩大了检测范围。随着化学分析技术的逐渐发展，第六次中国总膳食研究进一步优化检测方法，提升方法前处理效率，提高灵敏度，优化部分检测项目。随着总膳食检测技术的不断发展，我国已成为全世界总膳食研究检测项目最多、最全面的国家。表1-1 展示了中国总膳食研究历年来的发展趋势。
　　表1 - 1　中国总膳食研究的发展演变
　　总膳食研究对食品安全风险评估及标准制修订具有重要意义，成为污染物标准修订选定污染物 - 食品种类的科学依据，为我国食品污染物、真菌毒素限量等重要基础标准的制定和一系列重要污染物暴露评估提供了重要科学依据。中国总膳食研究的项目包括重
　　金属及其形态（铅、镉、总汞、甲基汞、总砷、无机砷等）、持久性有机污染物（二英及其类似物、全氟烷基化合物等）、热点污染物（氯丙醇、丙烯酰胺、邻苯二甲酸酯等）、农药残留、真菌毒素等当前食品安全重点关注的污染物，提供我国居民直接入口（即食状态）下重点化学物质污染状况，结合食物消费量数据全面评价我国居民化学污染物的膳食暴露情况，可获得营养素的膳食摄入量，并获得我国人群膳食化学污染物和营养素摄入量的变化趋势，对我国居民的膳食安全和营养状况进行全面和系统的评价；此外，通过母乳及血液等人体生物样品中持久性有机污染物的监测与机体负荷研究，评价了婴儿膳食安全性以及膳食暴露与机体负荷健康风险。总膳食研究结果是我国食品安全优先评估项目的重要数据基础，在碘、铅、镉、二英、邻苯二甲酸酯、无机砷等评估及持久性有机污染物（persistent organic pollutants，POPs）履约成效评估中发挥了重要作用[5]。
　　1.2　中国总膳食研究的化学检测技术发展
　　随着中国总膳食研究的持续开展，为满足风险评估及标准制定等工作的需要，总膳食各检测项目的化学检测技术也在不断改进。
　　多元素分析作为从第一次中国总膳食研究开始就在持续开展的检测项目，中国总膳食研究针对元素的测定方法，随着分析技术的发展而不断更新提升。从*初只能进行单元素分析的原子吸收光谱法、原子荧光光谱法，发展到目前的电感耦合等离子体质谱法，提高了灵敏度，降低了检出限，不仅可以更准确地测量超痕量元素，而且可以同时测定几十种元素，包括营养元素、污染元素，以及稀土元素，大幅度提高了检测效率。从测定元素总量发展到某些元素形态的测定，如采用液相色谱 - 电感耦合等离子体质谱联用技术测定甲基汞和无机砷形态[6，7]。
　　农药残留检测方法也随着分析技术的发展有了很大程度的改进，主要体现在农药残留检测的数目和仪器检测的灵敏度等方面。以前总膳食研究中的农药残留检测分析方法主要是采用单一类别农药的靶向检测分析，如有机氯类农药、有机磷类农药、拟除虫菊酯类农药、氨基甲酸酯类农药等。然而，随着高毒农药在中国市场的禁限用和一些新型农药种类的不断加入，中国农药的使用品种在很大程度上发生了改变。因此，在第六次中国总膳食研究中，农药残留检测分析采用了高分辨质谱非靶向筛查和靶向定量分析的检测模式。首先，采用超高效液相色谱 - 高分辨质谱（UHPLC - HRMS）非靶向筛查的方式发现膳食样品中存在的潜在农药，然后，针对筛查到的常检出农药采用UHPLC - HRMS的全扫描（full scan）采集模式，以目标分析物的精确母离子为定量离子，以保留时间和高分辨质谱采集的二级质谱碎片离子作为定性确证，采用外标法定量分析。针对热点典型农药，如10 种新烟碱类农药和4 种氟虫腈及其代谢物采用UHPLC - HRMS 的靶向单一离子监测（tSIM）模式，以目标分析物的精确母离子为定量离子，以保留时间和高分辨质谱采集的二级质谱碎片离子作为定性确证，采用内标法定量分析[8]。
　　第四次、第五次中国总膳食研究中兽药残留检测主要是采用单一类别兽药的靶向检测分析，如磺胺类、四环素类、喹诺酮类、硝基呋喃类等。不同类别兽药残留检测的样品前处理技术往往会有所区别，这大大增加了样品检测的烦琐程度并导致检测种类的下降。因此，在第六次中国总膳食研究中，兽药残留检测分析采用了一套通用型的样品前处理技术（低温冷冻诱导乙腈 - 水提取液的两相分层技术），并结合高分辨质谱非靶向筛查和靶向定量分析的检测模式。