食品中苯并芘的污染及检测方法研究进展

食品中苯并芘的污染及检测方法研究进展院系专业班级学号组员2013年5月食品中苯并芘的污染及检测方法研究进展王重卢林杰祝亚辉马新辉摘要：目前,食品安全是一个世界性问题,由食品污染所导致的疾病已成为全世界最为广泛关注的安全卫生问题之一,食源性疾病发病率已上升至各种疾病总发病率的第二位,其中苯并芘污染最为常见和广泛[1],因此,清楚认识和了解苯并芘以及其在食品中的污染,并探究苯并芘的检测方法研究进展,在生活中具有重要意义。关键词：食品；苯并芘；污染；检测引言：苯并芘又称苯并（а）芘，英文缩写BaP，是一种常见的高活性间接致癌物。3，4-苯并芘释放到大气中以后，总是和大气中各种类型微粒所形成的气溶胶结合在一起，在8微米以下的可吸入尘粒中，吸入肺部的比率较高，经呼吸道吸入肺部，进入肺泡甚至血液，导致肺癌和心血管疾病。苯并芘是一类具有明显致癌作用的有机会化合物。它是由一个苯环和一个芘分子结合而成的多环芳烃类化合物。其中，苯并芘则是一种强致癌物。吸烟烟雾和经过多次使用的高温植物油、煮焦的食物、油炸过火的食品都会产生苯并芘。存在于煤焦油、各类碳黑和煤、石油等燃烧产生的烟气、香烟烟雾、汽车尾气中，以及焦化、炼油、沥青、塑料等工业污水中。地面水中的BaP除了工业排污外，主要来自洗刷大气的雨水。储水槽及管道涂层淋溶。1食品中苯并芘的污染来源：1·1熏烤食品污染熏烤食品时所使用的熏烟中含有多环芳烃(包括B(a)P)[2],其来源主要有以下四个方面:a·熏烤所用的燃料木炭含有少量的苯并芘,在高温下有可能伴随着烟雾侵入食品中;b·烤制时,滴于火上的食物脂肪焦化产物热聚合反应,形成B(a)P,附着于食物表面,这是烤制食物中B(a)P的主要来源;c·由于熏烤的鱼或肉等自身的化学成分———糖和脂肪,其不完全燃烧也会产生苯并芘以及其他多环芳烃。比如熏鱼,制作过程中其脂肪燃烧不完全,加上烟雾的污染,成品中苯并芘含量高达67μg/kg;d·食物炭化时,脂肪因高温裂解,产生自由基,并相互结合(热聚合)生成B(a)P[3],如烧焦的咖啡豆、熏红肠甚至淀粉等,也含有不同程度的苯并芘。经检测,烤焦的鱼皮B(a)P可高达53·6~70μg/kg。1·2高温油炸食品污染经检测,多次使用的高温植物油、油炸过火的食品都会产生B(a)P,营养专家发出警告,油炸食品对身体健康的危害不容忽视。反复煎炸食品的植物油,极有可能发生上述反应,产生一定量的致癌成分。煎炸时所用油温越高,产生的苯并芘越多。另外,食用油加热到270℃时,产生的油烟中含有苯并芘等化合物,吸入人体可诱发肿瘤和导致细胞染色体的损害;而油温不到240℃时,其损害作用较小。1·3油墨污染油墨中含有炭黑,炭黑含有几种致癌性多环芳烃,尤其B(a)P的含量较高。有些食品包装纸的油墨未干时,炭黑里的多环芳烃可以直接污染食品。1·4沥青污染沥青有煤焦沥青和石油沥青两种。煤焦油的蒽油以上的高沸点馏分中含有多环芳烃,石油沥青B(a)P含量较煤焦沥青少[4]。我国一些地方的农民将粮食晒在用煤焦沥青铺的马路上,从而使粮食受到污染。1·5石蜡油污染包装纸上的不纯石蜡油可以使食品污染多环芳烃,不纯的石蜡纸中的多环芳烃还可污染牛奶。1·6环境污染大气、水和土壤如果含有多环芳烃,则可污染植物,一些粮食作物、蔬菜和水果受污染较突出。另外,不洁的空气如吸烟烟雾与厨房油烟可被一些食品吸附而受到污染。吸烟烟雾中的有害物质有600多种,中的致癌物质可直接引起癌症的有40多种,其中最具有代表性的就是苯并芘。厨房油烟食用油在200℃左右的高温下可发生一系列化学变化并产生油烟。因此,油烟携带着大量B(a)P,厨房空气中B(a)P的含量比普通房间高好几倍。2苯并芘检测方法2.1高效液相色谱法高效液相色谱法是一种新颖、快速的分离分析技术。国家规定的检测方法就是采用高效液相，以甲醇和水进行梯度洗脱，采用紫外检测器检测，但是，易产生基线漂移，检测时间也长。陈雪昌等采用高效液相色谱法检测烟熏大黄鱼中的3,4一苯并芘，样品经过前处理后，进行高效液相检测，用乙腈:水:甲醇=70:5:2昨为洗脱剂，进行恒强度洗脱，并采用C18相色谱柱和荧光检测器，最终检测限达到0.lμg/kg检测时间缩短，检测灵敏度较高。适合熏烤肉制品中3,4一苯并(a)芘的残留检测[5]。2.2酶联免疫吸附法酶联免疫分析法是以抗原与抗体的特异性、可逆性结合反应为基础的新型分析技术，具有高选择性和高灵敏度，在美国已经得到了很大程度的接受和应用。Dietnar[6]等人研究了采用ELISA方法测定PAHS的可行性，并与HPLC测定的结果进行了对比。结果发现，酶联免疫法的灵敏度比HPLC高，而且所需的时间短。并且没有发现假阴性的样品(即测定浓度小0.2μg/L)，但是存在18%假阳性样品(即测定浓度大于0.2μg/L)。据专利报道，在我国无锡已有公司研发一种检测食品中苯并芘含量方法，该法利用直接竞争酶联免疫吸附法原理，通过免疫动物获得特异性多克隆抗体和合成酶标抗原对食品中苯并芘进行检测，检测灵敏度高、特异性好、检测过程快速、高效。2.3纸层析一灾光分光光度法GB/T5750.8一2006[3]规定用纸层析—荧光分光光度法测定生活饮用水及其水源水中苯并芘。最低检测量为5.0ng，若取2L水样测定，则最低检测质量浓度为2.5ng/L，且水中存在一般物质不干扰测定。水中多环芳烃能被环己烷萃取并为活性氧化铝所吸附，以苯洗脱、浓缩后乙酰化滤纸上层析，将多环芳烃分离，苯并比在紫外光照射卜呈蓝紫色荧光斑点，取下以丙酮洗脱，其洗脱液荧光强度与苯并花含量成正比，可定量测定。2.4快速检测法目前，许多食品中都含有苯并芘，因此急待确定一种快速、简便的检测方法，以适用于食品的大规模普查筛选。而传统的苯并芘是用荧光分光光度计法检测，对仪器要求比较高，不利于推广。在此介绍一种概略定量法，称为目视比色法。这是一种方便、快捷、简单的方法。由于目视比色主观性误差较大，各人视差也不同，可以几个人观察取平均值。吸取5、10、15、20、50μl样品浓缩液及10,20μl苯并芘标准溶液(0.1μg/ml)。点于同一条乙酰化滤纸上。放人展开缸内展开，展开剂为90%乙醇与二氯甲烷以2:1的比例混合的混合液。取出阴干。于暗室紫外灯下目测比较，找出相当于标准斑点的样品。计算公式:式中X2:样品中苯并芘的含量(μg/kg);S2样品斑点相当苯并芘的含量(μg);V1:样品浓度总体积(ml);V2点样体积(ml);m2:样品质量(g),本法最低检出限量为1μg/kg。注:乙酰化滤纸:将层析滤纸放人180ml苯、130ml乙酸酚酐,0.lm1硫酸的混合液中，21℃反应6h，取出吹干后，再放人无水乙醇中浸泡4h，取出。2.5同位素稀释气相色谱串联质谱法测定海产品中的苯并比的残留量有关水(海)产品中苯并(a)芘或多环芳烃测定方法主要有高效液相色谱荧光法[8-10]，气相色谱一质谱法[11-12]，气相色谱一高分辨质谱法[13]。通过条件优化后选择乙睛一丙酮溶液提取海产品中苯并(a)芘，硅胶柱净化;采用GC-MS/MS测定保证了定性结果的可靠性并提高了灵敏度;通过添加同位素到样品中作为分析质量控制和定量测定的手段，保证了定量结果的可靠性。应用于FAPAS烟熏鱼有证标准样品测定，测定值与标准值一致。该方法简便、快速，准确，己用于海产品中苯并(a)芘的常规检测。2.6液相色谱——串联质谱法本研究建立了一种食用油中苯并芘检测的液相色谱一串联质谱(LC-MS/MS)方法。方法前处理简单，重复性好，分析时间短，并且采用内标法进行定量，检出限为0.1ng/mL，平均回收率范围为89.8%~102%，能较好的满足食用油中苯并花的快速检测需求。2.7气相色谱一质谱联用技术气相色谱法一质谱联用技术具有高选择性、用样量少、高灵敏度、分析速度快等优点。在一些发达国家，GCIMS已成为常规的多环芳烃分析监测手段，成为定性及定量分析最得力的工具。而且，在国内也有报道用GCIMS联用测定烟熏肉中的多环芳烃。作者[14]采用气质联用技术测定烤鱼片中的16种多环芳烃，分离、纯化后进行检测，通过优化色谱条件，采用程序升温，测得16种多环芳烃的回收率为88.1%一95.0%，变异系数为2.20%一4.7%，符合食品分析的要求。3研究的重点近年来人们对苯并(a)芘有了一定的认识，实践证明，苯并(a)芘致癌性和致畸变性的产生是与一定条件密切相关的，但是确切的致癌机理以及苯并芘的结构与致癌效果之间的关系等方面还没有完全清楚，因此，科学工作者在今后的工作中，可以从以下几方面进行更加深入的研究。3.1研究最佳的熟制方式据报道，食用油加热到270℃时产生的油烟中，含有BAP等化合物，吸入人体后可以诱发肿瘤和导致细胞染色体的损伤；而食用油如果加热温度低于240℃时，其损害作用较弱。也就是说，烤温越高，BAP产生得越多；随着加热时间的延长，油和肉中BAP含量也相应增加［15］。这就需要人们在尽量不改变传统饮食习惯的前提下，进一步改善烹饪方式，如减少熏、炸过程，或采用特殊手段降低油的温度；同时改变烹调环境，厨房内安装排气设施或抽油烟机，避免吸入有毒物质等，都可以减少苯并芘的产生。3.2研究熏烤食品的成分对苯并(a)芘的影响熏制方式对不同种类动物性食品中苯并(a)芘含量也产生直接的影响。实验证明，炭火烤制羊肉中BAP为10.75±2.56μg/kg，而炭火烤制鸡肉中BAP为5.68±1.47μg/kg，二者差异显著(P<0.05)。二者之间的差异可能是由于羊肉的脂肪含量较高，在烤制过程中较鸡肉更易产生脂肪滴落引起燃烧现象，从而使烤制成的羊肉中BAP含量更为增高［16］。因此，在熏烤食品时，如果能避免脂肪滴落，也能减少苯并(a)芘对人体的危害。3.3防治技术近来，国内外都在积极研究抑制BAP的技术。据报道，天然植物制剂AML-1对强致癌物苯并(a)芘的致突变作用也具有很强的抑制作用［17］。姜黄素在体外能抑制BAP代谢成终致突变物，在体内能抑制BAP所致小鼠皮肤加成物的形成及由BAP引发肝-前胃加成物的形成和DNA断裂。因此有必要从药物代谢角度对姜黄素抗BAP诱导小鼠前胃癌的机理进一步探讨［18］。此外，绿茶中的茶多酚有抑制烟草中BAP致畸变的作用［19］。维生素有抵抗烧烤食品中BAP诱变的作用。总之，苯并(a)芘会对食品的安全以及人体的健康造成极大威胁，更加深入的研究苯并(a)芘，研究新的防治技术对人类健康将具有及其重要的意义。参考文献：陈锡文,邓楠·中国食品安全战略研究[M]·北京:化学工业出版社,2004·201,938~939·张莉,李岩,陈献文·熏烤动物性食品中苯并(a)芘含量抽样调查分析[J]·哈尔滨医科大学学报,1996(2):145~146·王卫·工艺改进以减少熏烤兔肉苯并[α]芘含量的研究[J]·食品工业科技,2005(4):129·肖莉,施天益·高效液相色谱法测定沥青烟雾中3,4-苯并芘的探讨[J]·实用预防医学,1997(2):120·高效液相色谱法测定肉制品中的苯并花胡奇杰，沈黎炜，戚民，姚婷，龚烨(湖州市质量监督检验所，浙江湖州313000)2010年6月第31卷第6期食品研究与开发。Dietmark.,MartinS,VirpiV.,etalDeterminationofpolycyclicaromatichydrocarbonsincontaminatedwaterandsoilsamplesbyimmunologicalandchromatoggraphicmethodsEnvironSciTechnol2000,(34):2035--2041GB/T5750.8一2006,生话饮用水标准检验法[S].SC/T3041-2008水产品中苯并(a)芘的测定高效液相色谱法[S].黄鸳玉，黎小正，秦振发.固相萃取/高效液相色谱荧光法测定水产品中苯并(a)比[J].分析试验室，2009,28(12):63一65.PenaT,PensadoL,CasaisC,etal.Optimizationofamicrowaveassistedextractionmethodfortheanalysisofpolycyclicaromatchydrocarbonsfromfishsamples[J].JChromatogrA,2006,1121(2):163-169杨家锋，钟惠英，段青源.气象色谱-质谱联用法测定水产品中16种多环芳烃[J].中国卫生检验杂志，2009，19（10）:2291-2295.章汝平，郭萍，李锦辉.气象色谱-质谱法