ブドウ糖果糖液糖に水銀が含まれる

2021年10月15日 13:11

クロールアルカリ植物からの水銀：食品糖の測定濃度

レニー・デュフォー、ブレイズ・ルブラン、[...]、ウォルター・J・ルキウ

追加の記事情報

概要

水銀電池のクロールアルカリ製品は、クエン酸、安息香酸ナトリウム、高フルクトースコーンシロップなどの食品成分を含む他の何千もの製品の製造に使用されています。高果糖コーンシロップは、貯蔵寿命を延ばすために食品に使用されています。高果糖コーンシロップに、抗菌剤として歴史的に使用されてきた有毒金属である水銀が含まれているかどうかを判断するために、パイロット研究が実施されました。高果糖コーンシロップのサンプルを3つの異なるメーカーから収集し、総水銀を分析しました。サンプルには、高フルクトースコーンシロップ1グラムあたり0.005〜0.570マイクログラムの水銀の検出限界未満の範囲の水銀レベルが含まれていることがわかりました。米国では、高フルクトースコーンシロップの1日あたりの平均消費量は1人あたり約50グラムです。総水銀曝露に関しては、子供や敏感な人々の食事でこの水銀源を説明する必要があるかもしれません。

バックグラウンド

塩素および苛性ソーダは、水銀電池または水銀を含まず、よりエネルギー効率の高い、ますます普及している膜技術を使用して、塩素アルカリプラントで製造されます。世界中で約50の水銀電池クロールアルカリプラントが稼働しています[1]。それらのうち、米国（US）には8つあります[2]。  2003年、EPAは連邦官報で、2000年に各プラントから平均して約7トンの水銀が失われたと報告しました[3]。これらのクロールアルカリプラントには平均56個のセルがあり、それぞれに8,000ポンドもの水銀が含まれています[4]。クロールアルカリ業界は毎年、EPAに水銀の損失を説明していないと報告しています[5]。水銀は、子宮内で低用量のマイクログラム曝露にさらされた場合に発達中の脳が損傷する可能性がある胎児にとって危険です[6]。水銀は強力な神経学的毒素であるため、クロールアルカリ産業からのこれらの原因不明の水銀損失は、人間、野生生物、および環境への曝露源となる可能性があるため、懸念されています。食品医薬品局（FDA）の環境衛生官（EHO）は、クロールアルカリ産業で不足している水銀を見つけるために調査を実施しました[7]。

調査の道

環境保護庁（EPA）の従業員は、EHOがVulcan Chemicalsの水銀バランスシートに関する情報についてウィスコンシン自然資源局（DNR）に連絡することを提案しました。バルカンケミカルは、不足している水銀を見つけた唯一の化学会社でした。要求に応じて、ウィスコンシンDNRは、水銀バランスが行われた年の製品の水銀損失を報告するVulcanChemicalの年間水銀バランスシートをEHOに提供しました。バルカンケミカルは、2003年にこの水銀バランスシートをウィスコンシンDNRに提出し、排水排出許可の再発行を申請しました。この情報は、水銀電池のクロルアルカリ産業によって生産されたすべての製品に水銀残留物が見られる可能性があるという認識につながりました。塩素研究所の代表者は電話インタビューで、水銀電池の塩素アルカリ製品に残留する水銀の量が各工場の製造プロセスによって異なることを確認しました。製品仕様書[8]によると、水銀グレードの苛性ソーダに含まれています。

Vulcan Chemicalsが最初に作成したアーカイブされたWebページのレポートによると、水銀グレードの苛性ソーダと塩酸は、主に高果糖コーンシロップ業界で使用されています[9]。このリードに続いて、EHOは2004年に高フルクトースコーンシロップ（HFCS）の「有機」生産者とのインタビューを実施し、HFCS業界は製品を強化するために製造プロセスで水銀グレードの苛性ソーダと膜グレードの苛性ソーダの両方を使用していると言われました貯蔵寿命。文献のレビューにより、HFCSは実際に食品メーカーが食品を安定させ、製品の貯蔵寿命を延ばすための甘味料として使用されていることが明らかになりました[10]。  HFCSは、コーン油、動物飼料、でんぷん製品、およびコーン甘味料を生産する製品ラインのいくつかのステップを含むコーンウェットミリングプロセスの最終製品です。  HFCSの製造には、苛性ソーダ、塩酸、α-アミラーゼ、グルコ-アミラーゼ、イソメラーゼ、ろ過助剤、粉末炭素、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなど、いくつかの化学物質が必要です[11]。苛性ソーダと塩酸は、製品ラインのpHを調整するためにフライス盤プロセス全体で使用されます。製品ラインはトウモロコシから始まり、コーンスターチ分子は、酸、塩基、次亜塩素酸ナトリウム、酵素を含むさまざまな方法でさまざまな製品に変換されます[12]。水銀グレードの苛性ソーダ、塩酸、または次亜塩素酸ナトリウム（水銀グレードのchor-alkali化学物質に由来）を粉砕プロセスで使用する場合、水銀が最終製品であるHFCSに含まれる可能性があることはEHOにとってもっともらしいと思われました。水銀のHFCSサンプルの限定的なスクリーニングは、EHOによって開始され、NISTの研究者は低レベルの総水銀を発見しました。  [13]。

次に、HFCS製品の総水銀の範囲を決定するために、EHOは追加の政府リソースを使用して、さまざまなメーカーからHFCSサンプルを収集し、連邦政府外の個人と協力してサンプルの総水銀含有量を分析しました。これらの活動は、EHOが2008年1月に引退する前に行われたことに注意する必要があります。

HFCSサンプルの収集と分析方法

FDAコミッショナーのオフィスの下で働くEHOは、FDA地域オフィスの調査員に、さまざまなメーカーからHFCSサンプルを収集するように指示しました。  2005年2月17〜24日の週に、FDAの現地調査員は、各メーカーで1つずつ、合計3つの個別のサンプリングイベントを実施することに成功しました。各サンプリングイベントの前に、FDAの現地調査員は、20ミリリットル（mL）のサンプルバイアルを50％（％）の硝酸溶液に一晩浸し、蒸留水ですすいだ後、空気乾燥させました。  FDA研究者からの指示された割り当てに従って、FDAの現地調査員は、製造業者Aから42％HFCSの5つのサンプルと55％HFCSの5つのサンプル、製造業者Bから42％HFCSの5つのサンプル、および製造業者Cから55％HFCSの5つのサンプルを収集しました。  。各20mLサンプルバイアルには、各サンプリングイベントの終了時に約10mLのHFCSが含まれていました。各サンプルバイアルには、メーカー名、％HFCS、日付、および現地調査員のイニシャルが適切にラベル付けされています。すべてのサンプルは、分析のためにFEDEXを介して一晩研究所に輸送される前に、鍵と鍵をかけられた状態に保たれました。

ウィスコンシン大学プラットビル校の研究者は、CoCをそのままにして連邦職員からサンプルを受け取り、NIST Oyster Tissue 1566bを標準標準物質として使用して全水銀分析用にサブサンプリングしました。カキ組織1566bのNIST分析証明書は、標準として、総水銀を含む22の異なる元素の分析に使用される方法と機器の精度を検証できると述べています。すべてのサンプル、ブランク（水および酸マトリックス）、およびNIST標準標準物質Oyster Tissue 1566 bは、1グラムあたり0.0001マイクログラム（μg）未満の水銀を含むことが認定されたOptima Grade FisherScientific塩酸および硝酸を使用して次の方法で分析されました。  （g）試薬。約1.0g（0.1ミリグラムに最も近い）のHFCSサンプル、ブランク、または参照物質を、きれいな50 mL XP1500Plusマイクロ波セルに正確に量り入れました。約5mLの硝酸（Optima Grade Fisher Scientific）をセルに追加しました。セルを密閉し、内容物を高圧電子レンジ（CEM Mars 5）で分解しました。得られた溶液を冷却した後、サンプルを2モル（M）塩酸（Optima Grade Fisher Scientific;18MÙ-cm水）で50.0グラム（0.1ミリグラムに最も近い）に重量希釈しました。水銀の損失を最小限に抑えるために、各サンプルを3時間以内に分析しました。

総水銀分析には、Leeman Labs Hydra AA冷蒸気原子吸光分析計（CVAAS）を使用しました。一次標準水銀溶液（GFSケミカルズ）の重量希釈（上記の2 M塩酸）を使用して、10〜200ピコグラム水銀/ gの範囲の検量線を作成しました。サンプル、ブランク、および標準物質を、塩化第一スズ（GFS Chemicals）還元剤とともに5 mL /分の速度で導入しました。各サンプルと参照物質は3回分析されました。

分析結果

サンプル間ブランクは、0.005μg水銀/ gサンプルのメソッド検出限界を超える水銀シグナルを表示しませんでした。スパイクされた標準物質（GFSケミカルズ）の水銀回収率は平均98.8±0.3％でした。  NIST標準物質OysterTissue 1566 b（0.036±0.006μg/ g水銀）の総水銀分析の結果は、認証値（0.037±0.001μg/ g水銀）とよく一致していました。  NIST Oyster Tissue 1566 b分析は、サンプルの前、サンプル間、およびサンプル後に実行されましたが、これらの分析間で総水銀含有量に有意差はありませんでした（p <0.05）。

分析された20のサンプルのうち9つで水銀が検出されました（表（表1）.1）。メーカー「A」からの10個のサンプルのうち、9個は0.005μg水銀/ gサンプル検出限界を下回りましたが、唯一の例外は0.012μg水銀/ gHFCSでした。他の2つのメーカーからの残りの10のサンプルのうち、2つは検出限界を下回り、他の8つのサンプルの水銀含有量は0.065μgから0.570μg水銀/ gHFCSの範囲でした（表（表11）。

表1
表1
高フルクトースコーンシロップ（HFCS）サンプル中の総水銀（Hg）
含意

分析した20種類のHFCSサンプルのうち11種類で水銀は検出されませんでした（検出限界0.005μg水銀/ g）。あるメーカーがこれら11のサンプルのうち9つを製造しました。これらのサンプルは、製造プロセスで水銀を使用しない膜クロルアルカリプラントで製造された苛性ソーダを使用して製造された可能性があります。  0.065μgから0.570μg水銀/ gHFCSの水銀レベルを示す9つのHFCSサンプルのうち8つは、他の2つのメーカーによって製造されました。これは、これら2つのメーカーが使用する製造プロセスで水銀グレードの苛性ソーダまたは塩酸を使用していることを示している可能性があります。このような使用は、これらのHFCS製品の水銀の原因となります。  HFCS製造プロセスの重要な側面が専有情報と見なされているため、個々のHFCSメーカーが使用する原材料の組成とその後の水銀源を確認できませんでした。より洗練されたメソッドでは検出限界が低くなりますが、これらの分析で使用されたCVAASメソッドは、分析されたHFCSサンプルの45％で有意なレベルの水銀を明確かつ確実に示したため十分でした。明らかに、この予備試験のサンプルサイズは小さすぎますが、分析のために追加のサンプルを収集するためのサポートはありませんでした。政府外の大学の研究者が製造業者から直接追加のHFCSサンプルを入手しようとしたとき、彼らはそれらを入手することができませんでした。ただし、この小規模な調査ではHFCSサンプルの45％に水銀が含まれているため、HFCSを含む製品にも水銀が含まれているかどうかを判断するために、FDAまたはその他の公衆衛生機関が追加の調査を実施することが賢明でおそらく公衆衛生にとって不可欠です。  2004年、欧州連合のいくつかの加盟国は、飲料、シリアル、ベーカリーウェア、甘味料[14]に水銀濃度が含まれていることを報告しました。これらはすべて、HFCSを含んでいる可能性があります。  FDAは現在、水銀グレードのクロールアルカリ製品で製造された添加糖や防腐剤などの食品成分に対する水銀監視プログラムを持っていません。

FDAは、Total Diet Study（TDS）として知られる継続的な監視プログラムを通じて、水銀についていくつかの食品を分析しています。ただし、TDSはすべての食品の水銀をテストしているわけではありません。農家は、鶏、豚、乳牛、養殖魚などの特定の家畜の飼料として魚粉や魚油を日常的に使用しているため、水銀は魚、肝臓、家禽のTDSによって日常的に検出されます。魚粉を与えられた動物は、タンパク質マトリックス中のモノメチル水銀を生物濃縮することができ、それはその後、派生食品の脂肪成分で消費者に渡されます[15]。分析結果とともに総水銀について最近テストされた食品のリストは、FDAのウェブサイトで見つけることができます[16]。  2003年、FDAはTDS中に48の食品の水銀をテストしましたが、そのうち3つだけがHFCSを含んでいた可能性があります。米国農務省のウェブサイトによると、2007年の米国のHFCSの1日平均消費量は1人あたり約49.8gでした[17]。  HFCSで甘くした飲料のハイエンドの消費者は、平均的な人よりも多くのHFCSを簡単に摂取する可能性があります。米国の子供と大人の間の食事のフルクトース消費に関する最近の研究の結果は、アメリカ人によるフルクトース消費が24時間の間に消費されるカロリーの10パーセント（10％）を表すことを示しています[18]。この果糖の74％（74％）は、果物と野菜以外の食品と飲料からのものでした。

製品ラベルに関して、FDAは食品製造業者に、食品ラベルの成分を重量の多いものから小さいものへと降順でリストすることを要求しています[19]。たとえば、HFCSは通常、チョコレートシロップの最初の成分として製品ラベルに記載されているため、チョコレートシロップのすべての成分のうち、他のどの成分よりも多くのHFCSが製品に含まれていることがわかります。  HFCSが水銀グレードの塩素アルカリ化学物質で製造されている場合、HFCSを第1または第2の成分として記載している製品ラベルには、検出可能なレベルの水銀が含まれている可能性があります。この記事のレビュープロセスの一環として、著者は製品中のHFCSの濃度％の詳細についてメーカーに連絡し、メーカーからの一般的な回答は、この情報は専有であるというものでした。しかし、報告されている1人あたりの1日平均消費量は49.8 g HFCSであり、水銀が0.00〜0.570μg水銀/ g HFCSの範囲であることがわかったため、HFCSからの潜在的な1日平均総水銀曝露量はゼロからの範囲であると推定できます。  28.4μg水銀まで。この範囲は、カナダ保健省によって報告された子供の歯科用アマルガムからの総水銀曝露の範囲と比較することができます[20]。カナダが発行した報告書では、3〜19歳の子供における歯科用アマルガムからの総水銀曝露の毎日の推定値は平均0.79〜1.91μg水銀の範囲でした。カナダおよびその他の国では、妊娠中の女性または子供に水銀アマルガムを使用することは推奨されていません。

現在の国際的な食品加工基準では、1.0μg水銀/ g苛性ソーダが許可されており[21,22]、食品グレードの塩酸に含まれる水銀の基準はありません。これらの化学物質は両方ともHFCSの製造に使用できます。  FDAはHFCSを食品の添加糖として使用することを承認していますが、食品ラベルのレビューにより、おそらく製品の貯蔵寿命を延ばすために、糖に加えてHFCSが製品に添加されることが多いことが明らかになっています。  HFCSは現在加工食品に遍在しており、世界中の人々によって大量に消費されているため、その使用目的に関係なく、公衆衛生当局はこの潜在的な水銀曝露源を評価することが不可欠です。

水溶性無機塩、脂溶性有機水銀化合物、または金属水銀のいずれかの形態の水銀は、非常に強力な神経毒素です[23]。脂溶性で血液脳関門を容易に通過するメチル水銀などの有機水銀化合物は、発達中の神経組織に特に損傷を与えます[24,25]。たとえば、妊娠中に成長する母体の毛髪で測定した場合、10 mg / kgのメチル水銀という低い出生前暴露は、胎児の脳の発達に悪影響を与える可能性があります[25,26]。水銀への累積的な初期の曝露に関連する脳発達のさまざまな段階との交絡関連および懸念には、妊娠中の母体の魚の消費、特定のワクチンおよび歯科用アマルガムのチメロサール（エチル水銀チオサリチル酸ナトリウム、約49％水銀重量）含有量が含まれます [27]。

水銀規制は国によって異なります。米国政府は魚のメチル水銀のみを規制していますが、他のいくつかの政府はすべての食品のすべての形態の水銀を規制しています。米国では、1μgのメチル水銀/ gの魚またはシーフードの現在の行動レベルは、1977年にアメリカ合衆国対アンダーソンシーフード社の訴訟手続き中に設定されました[28]。魚の行動レベルを決定するために使用されたデータは、1971年から1972年にサダムフセイン政権下でイラクで発生した中毒事件から来ました。世界保健機関またはアメリカの研究者によってテストされたその中毒の犠牲者から採取された標本の管理過程はなく、適切な疫学研究は行われなかった[29]。メチル水銀のさらなるリスク評価は、日本の悲劇的な水俣湾事件における水銀中毒の大規模なエピソードからの人間のデータ、およびさまざまな魚食コミュニティにおける胎児の曝露に関連する小児の神経発達と神経毒性に関する大規模な疫学研究から実施されました。世界中で[24,25]。人間に水銀またはメチル水銀を与える盲検化されたプラセボ対照試験はこれまでに発表されたことがなく、この種の研究は倫理的に重要ではありません。無機水銀化合物のヒトへの長期的影響に関する定量的情報は存在しません[30]。無機水銀化合物はDNAと反応し、染色体異常誘発性です[30]。これらの反応のメカニズムは不明なままであるため、現在、ヒトの水銀に無毒性量を確立することは不可能です。水銀を効率的に排泄する能力を欠いている新生児や解毒経路の障害のために体内に水銀を保持している個人などの敏感な集団は、曝露制限によって保護されない可能性があります。摂取されたHFCSにおける水銀への影響は不明であり、明らかにより多くの疫学的および神経毒性学的研究が必要である。

結論

FDAのEHOは、2004年にクロールアルカリ産業の調査を実施し、苛性ソーダ、塩素、水酸化カリウム、塩酸を含むすべての水銀セルクロールアルカリ製品に水銀残留物を発見しました。水銀は神経毒性のある重金属であると広く認められています[23]。米国小児科学会は、最適な子供の健康と神経系の発達には、あらゆる形態の水銀曝露を最小限に抑えることが不可欠であると推奨しています[6]。現在の国際的な食品加工基準では、1.0μg水銀/ g苛性ソーダが許可されており[21,22]、食品グレードの塩酸に含まれる水銀の基準はありません。これらの化学物質は両方ともHFCSの製造に使用できます。水銀で汚染されたHFCSの使用の結果としての食品の水銀汚染は非常に現実的な可能性のように思われます。米国でのHFCSの1日あたりの消費量は平均約50グラムで、HFCSからの1日あたりの水銀摂取量は最大28μgであるため、この潜在的な水銀源は、特にHFCSで甘くした飲料のハイエンド消費者において他の主要な水銀源を超える可能性があります。大量のHFCSを含む食品は、最終製品の水銀汚染についてテストする必要があり、検出された場合は一般に通知する必要があります。明らかに、食品中の水銀で汚染されたHFCSからの子供たちの水銀曝露の程度を決定するために、より多くの研究が必要です。

略語

AA：原子吸光;  CEM：マイクロ波加速反応システムを製造する企業。  CVAAS：冷蒸気原子吸光分析装置;  DNR：天然資源局;  EHO：環境衛生官;  EPA：環境保護庁;  FDA：食品医薬品局;  GFS：グレードフィッシャーサイエンティフィック;  HFCS：高果糖コーンシロップ;  M：モル;  MARS：マイクロ波加速反応システム;  NIST：米国国立標準技術研究所;  TDS：トータルダイエット研究; 米国：米国;  XPI：クロスポーラーアイソレーション

競合する利益

著者は、競合する利害関係はないと宣言しています。

著者の貢献

RDは環境調査を実施し、研究を考案し、分析用のサンプルを取得し、原稿の起草に関与しました。  BLは研究計画を支援し、原稿の起草に関与しました。  CCとLSはサンプルを分析し、データを取得し、原稿の草案作成に関与しました。  RS、LP、JH、DW、およびWJLはすべて、原稿の草案作成と知的コンテンツのための批判的な改訂に尽力しました。すべての著者が最終原稿を読み、承認しました。

謝辞

この研究記事は著者の見解に基づいており、FDAの公式の見解を表すものではありません。この情報を一般に公開する方法についての有益なレビューとフィードバックを提供してくれたIsaacPessah博士とHowardHu博士に感謝します。サンプルの輸送を支援してくれたDr.BarryLaiに感謝します。

記事情報

環境の健康。  2009;  8：2。
オンラインで公開2009年1月26日。doi：10.1186 / 1476-069X-8-2
PMCID：PMC2637263
PMID：19171026
レニー・デュフォー、対応する著者1ブレイズ・ルブラン、2ロザンヌ・シュノール、3チャールズ・コーネット、4ローラ・シュバイツァー、4デビッド・ワリンガ、5ジェーン・ハイタワー、6リン・パトリック、7、ウォルター・J・ルキウ8
1米国ノースダコタ州ビスマルクのユナイテッドトライブテクニカルカレッジ
2Carl Hayden Bee Research Center、Tucson、AZ、USA
3米国ニューヨーク市ブルックリンのブルックリン大学CUNYの健康栄養科学科
4ウィスコンシン大学プラットビル校化学工学物理学科、米国ウィスコンシン州プラットビル
5米国ミネソタ州ミネアポリスの農業貿易政策研究所
6米国カリフォルニア州サンフランシスコのカリフォルニアパシフィックメディカルセンター内科
7寄稿編集者、代替医療レビュー、米国コロラド州デュランゴ
8LSU神経科学センター神経科学および眼科学の教授。ルイジアナ州立大学健康科学センター、ニューオーリンズ、ルイジアナ州、米国
対応する著者対応する著者。
レニー・デュフォー：ude.cttu@tluafudr; ブライズ・ルブラン：moc.liamtoh@ll_esialb;  Roseanne Schnoll：ude.ynuc.nylkoorb@llonhcsr; チャールズ・コーネット：ude.ttalpwu@cttenroc; ローラ・シュバイツァー：ude.ttalpwu@ltiewhcs; デビッドワリンガ：ten.reitnorf@kcirtapl; ジェーンハイタワー：moc.loa@dmrewothgihj; リン・パトリック：gro.ptai@agnillawd;  Walter J Lukiw：ude.cshusl@wikulw
2008年9月9日受領。  2009年1月26日受理。
Copyright©2009Dufaultet al; ライセンシーBioMedCentral Ltd.
これは、クリエイティブ・コモンズ表示ライセンス（http://creativecommons.org/licenses/by/2.0）の条件の下で配布されるオープンアクセスの記事であり、元の作品が適切に引用されています。
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