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肉製品在熱加工過程中

时间:2025-05-05 04:25:50来源:

多環芳烴(polycyclicaromatichydrocarbons,热加PAHs)為煤、工肉石油、制品中多木材和煙草以及高分子化合物等中的环芳有機物不完全燃燒或在還原性條件下經熱分解產生的揮發性碳氫化合物,對環境和人類健康帶來嚴重的检测技术进展危害,得到了世界各國的研究共同關注。PAHs的热加結構特點是分子中含有兩個或兩個以上苯環,可分為芳香稠環型和芳香非稠環型兩類,工肉廣泛存在環境、制品中多食品和生物體中。环芳肉製品是检测技术进展人類日常飲食的重要組成部分,然而,研究肉製品在加工過程中常常伴隨有毒、热加有害物質的工肉產生,其中最典型的制品中多有害物如PAHs,肉製品在熱加工過程中,尤其是燒烤、煙熏、油炸等熱加工肉製品中檢測出PAHs類致癌物含量較多,由PAHs引起的食品安全問題屢見不鮮,嚴重危害人類健康。研究結果表明,肉製品中的組分如蛋白質、脂類物質的裂解以及糖類物質的不完全燃燒均會導致PAHs等有害物質的生成。另外,不同的加工方式、熱加工溫度、肉製品中的脂肪類型及含量等也會影響PAHs的生成。因此,研究肉製品中PAHs的生成過程以及控製措施,對提升食品安全、保障國民健康具有重要的意義。

目前國內外對食品中PAHs的檢測做了大量研究,把PAHs列為食品安全監測的重點對象。然而,食品本身基質複雜,組分多且含量高,對目標物PAHs的檢出存在較大幹擾;選擇合適的前處理方法和檢測方法,排除幹擾,對食品中PAHs檢測分析尤為關鍵。因此,快速、便捷、高效的樣品前處理方法是建立準確、可靠的PAHs分析方法的基礎。本文首先對PAHs的性質、危害進行簡要介紹,主要對熱加工食品中PAHs的前處理和檢測方法的研究現狀進行總結、評述,為開發出更加快捷、靈敏、高效的PAHs新型檢測技術提供參考。

1PAHs的危害與種類

1.1PAHs毒性

世界衛生組織分支部門——國際癌症研究機構(IARC)發布調查報告,將加工肉製品列為“Ⅰ類”人類致癌物,其中最典型的有害物包括PAHs等。PAHs具有“三致效應”:強致畸、致癌和致突變性,能夠引起生物體多個器官部位的腫瘤和癌變。研究發現,非基因毒性疾病與2型糖尿病有可能由PAHs引發。小鼠生殖能力會被B(a)P等PAHs損害,推測PAHs很可能對人體有生殖毒性。

1.2PAHs種類

迄今為止,已發現有200多種PAHs,食品中常見的有20種左右。在PAHs類化合物中,3,4-苯並芘,簡稱苯並(a)芘[B(a)P,其致癌性強、分布範圍廣,占全部致癌性PAHs的1%~20%,且性質穩定,與其他PAHs有一定的相關性,常被作為食品中PAHs檢測的特征化合物。由於食品內部成分複雜多樣,PAHs相關毒理學尚處於研究階段,美國環境保護局(EPA)總結出16種PAHs,依據其強致癌、致突變的能力,作為監測的重點指標,簡稱EPA16,16種PAHs的具體名稱及致癌、致突變性如表1所示。隨後,歐盟食品安全局(EFSA)提出PAH4、PAH8的概念,即分別測定16種PAHs中的4種[B(a)P、Chr、B(a)A和B(b)F]的含量,PAH8[PAH4、B(k)F、BghiP、DahA、InP]的標準,認為PAH4和PAH8是判定肉製品中PAHs含量最合適的指標。並且歐盟(EU)對不同食品中的B(a)P和PAH4作出最大限值規定,對煙熏肉和煙熏肉製品中B(a)P含量限量規定為2μg/kg,PAH4的最大殘留量為12μg/kg。我國食品汙染物限量標準GB2762—2017《食品安全國家標準食品中汙染物限量》中對熏燒烤肉及肉製品中的苯並(a)芘限量規定為5.0μg/kg。

2國內外研究現狀

2.1前處理方法

食品中PAHs的含量一般較低,且食品本身基質複雜,幹擾較多,難以直接測定,必須經過提取、淨化等前處理過程,提高PAHs的提取效率。研究表明提取方法、試劑的選擇、淨化的程度等提取技術的差異對於檢測結果的差異非常顯著,因此,提取效率高、分離效果好的前處理方法對下一步PAHs含量分析至關重要。傳統的樣品前處理方法如液液萃取、索氏提取法等,操作繁瑣,費時費力,且提取效率相對較差。近年來,新興樣品前處理技術如超聲波提取、加速溶劑萃取、微波輔助萃取、固相萃取技術、固相微萃取技術、凝膠滲透色譜法、QuEChERS等因簡便、快捷、高效,可以與多種分離技術連用等優點,發展迅速。

2.1.1超聲波提取

超聲波提取(UE)是利用超聲波輻射樣品,產生的強烈機械振動使分子做無規則運動的速率加快,目標成分溶解到溶劑中,實現快速提取。潘峰等采用超聲波提取PAHs,發現PAHs總量與提取時間在一定階段內成反比,由於超聲空化效應,使萘、苊等小分子量PAHs被攻擊逸出,而未檢出。陽文武等通過超聲提取,采用高效液相色譜-熒光檢測(HPLC-FLD)法同時測定烤肉中15種PAHs,結果顯示PAHs的線性關係良好,平均回收率為71.1%~98.8%,檢出限為0.33~3.30μg/kg,定量限為1.0~10.0μg/kg。UE效率較好,但在實際提取過程中可能產生空化效應,影響檢測結果的準確性。

2.1.2加速溶劑萃取

加速溶劑萃取(ASE)是通過增加壓力來提高溶劑的溫度,從而提高目標提取物的溶解性;利用加速溶劑萃取儀實現自動萃取,適合提取高脂肪食品中的PAHs。周蕾等通過加速溶劑萃取,氣相色譜-質譜(GC-MS)分析,快速檢測煙熏臘肉中16種PAHs,結果顯示,加標回收率為60.3%~93.2%,檢出限在0.172~0.233μg/kg之間,該方法適合煙熏臘肉中16中PAHs的檢測。李聰等利用加速溶劑萃取-高效液相色譜-熒光檢測(ASE-HPLC-FLD)技術,檢測哈爾濱紅腸中4種PAHs苯並(a)芘(BaP)、苯並(a)蒽(BaA)、䓛(Chr)和苯並(b)熒蒽(BbF)。結果顯示,加標回收率均在50%~90%之間,相對標準偏差均小於8%;5種哈爾濱紅腸中PAHs的總含量均遠低於歐盟標準(30μg/kg),該方法適用於哈爾濱紅腸中PAHs的日常快速測定與分析。

2.1.3微波輔助萃取

微波輔助萃取(MAE)主要是利用微波能輻射加熱的特性,根據萃取物料內部對不同微波的熱敏感性不同,使被萃取物質通過加熱分離出來的過程;該法僅適用於微波條件下不易降解的組分。PURCARO等采用MAE,結合反相高效液相色譜(RP-HPLC)和熒光光譜優化了煙熏肉中PAHs的測定,與UAE相比,提取率更高。將優化後的技術用於意大利市場不同煙熏肉製品中PAHs的含量測定,回收率可達77%~103%。GHASEMZADEH等采用MAE和分散液-液微萃取(DLLME)結合氣相色譜-質譜(GC-MS)的方法,對熏魚中16種PAHs進行了提取和定量。結果顯示,檢測限在0.11~0.43ng/g之間,回收率為82.1%~105.5%,相對標準偏差在2.8%~9%之間,重複性較好。

2.1.4固相萃取技術

固相萃取技術(SPE)主要原理是通過固體吸附劑吸附目標化合物,使非目標成分分離出去,然後將目標成分洗脫,從而達到萃取分離的目的;主要適用於對樣品中目標物的分離、純化、濃縮,是一種用於富集樣品中目標物的前處理技術。KAFOURIS等利用皂化和液相萃取,SPE淨化提取物,高效液相色譜和熒光檢測器對262份熏香腸、培根、豬肉和火腿、烤豬肉和家禽樣品的PAH4[苯並(a)蒽(BaA)、䓛(Chr)、苯並(b)熒蒽(BbF)和苯並(a)芘(BaP)含量進行了測定,結果顯示96%的樣品至少受一種PAHs的汙染,在這些受汙染的樣品中,12%的煙熏產品和15%的烤肉樣品超過了歐盟立法的最高水平。PAN等提出了一種基於磁固相萃取係統和GC-MS的創新方法來預測燒烤煙霧中16種PAHs。該法采用合成的一種磁性納米材料作磁性固相萃取的吸附劑,回收率在73.4%~90.7%範圍內,檢測限為1.2~5.4ng/L。定量限為3.7~16.4ng/L。SPE是一門成熟且具發展潛力的樣品預處理技術,也是目前最常用的樣品前處理方法,固相吸附洗脫劑的選擇是提高固相萃取技術吸收率的關鍵,因此開發高效、高選擇性的固相吸附洗脫劑是關鍵。

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