燒雞油炸煙氣中PM2.5濃度及有害物質含量的測定

石金明 彭增起等

摘 要：測定了燒雞在油炸期間產生的煙氣中PM2.5、甲醛的質量濃度及煙氣顆粒物中有害成分3，4-苯并芘、雜環胺類化合物的含量。結果表明：油炸煙氣中PM2.5最高檢出質量濃度為2440μg/m3，甲醛最高檢出質量濃度為0.270mg/m3，分別超過我國空氣質量標準中PM2.5二級質量濃度限值（75μg/m3）和大氣污染物排放標準中甲醛排放限值（0.20mg/m3）的31.5倍和0.35倍；PM2.5顆粒物中3，4-苯并芘檢出含量為18.35～30.68μg/g，雜環胺檢出含量14.87～37.72μg/g。

關鍵詞：燒雞；煙氣；PM2.5；3，4-苯并芘；甲醛 ；雜環胺

中圖分類號：TS201.6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2013）04-0036-04

食品在油炸和燒烤過程中揮發的油脂、有機質及熱氧化和熱裂解產生的混合物形成了食品加工油煙。這些油煙在形態組成上包括顆粒物及氣態污染物兩類，其中顆粒物粒徑較小，一般小于10μm[1]。在物質組成上，油煙中含有大量的有機成分[2-5]，如多環芳烴、雜環胺類化合物和甲醛等，這些物質多具有致癌、致突變性[6-9]。研究表明，油煙顆粒物易導致DNA及細胞氧化損傷[10]。

燒雞是中國的傳統食品，深受消費者喜愛，僅符離集鎮一年可生產銷售符離集燒雞3000萬只左右[11]。全國每年產量可達數億只。有研究發現，烤鴨加工產生的3，4-苯并芘、SO2、NOx、總顆粒物等對周圍環境造成污染[12]，而有關燒雞加工期間油炸煙氣中的有害物質的研究未見報道。本實驗通過收集燒雞在油炸加工期間產生的煙氣，測定燒雞加工煙氣中的PM2.5、甲醛濃度及煙氣PM2.5中的3，4-苯并芘、12種雜環胺等有害物質含量，為評估燒雞油炸煙氣的安全性和對環境的污染狀況提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙酰丙酮、醋酸銨、冰醋酸、37%甲醛（均為分析純） 國藥化學試劑有限公司；試驗用水均為雙蒸水；12種雜環胺標準品（色譜純）：2-氨基-3-甲基咪唑并[4，5-f]喹啉（2-amino-3-methylimidazo[4，5-f]quinoline，IQ）、2-氨基-3，8-二甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amino-3，8-dimethylimidazo[4，5-f]quinoxalin，MeIQx）、2-氨基-3，4-二甲基咪唑并[4，5-f]喹啉（2-amino-3，4-dimethylimidazo[4，5-f]quinoine，MeIQ）、2-氨基-3，4，8-三甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amino-3，4，8-trimethylimidazo[4，5-f]quinoxaline，4，8-DiMeIQx）、2- 氨基-3，7，8-三甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amino-3，7，8-trimethylimidazo[4，5-f]quinoxaline，7，8-DiMeIQx）、3-氨基-1，4-二甲基-5H-吡啶并[4，3-b]吲哚（3-amino-1，4-dimethyl-5H-pyrido[4，3-b]indole，Trp-P-1）、3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4，3-b]吲哚（3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4，3-b]indole，Trp-P-2）、1-甲基-9H-吡啶并[4，3-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[4，3-b]indole，Harman）、9H-吡啶并[4，3-b]吲哚（9H-pyrido[4，3-b]indole，Norharman）、2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4，5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4，5-b]pyridine，PhIP）、2-氨基-9H-吡啶并[2，3-b]吲哚（2-amino-9H-pyrido[2，3-b]indole，AαC）、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2，3-b]吲哚（2-amino-3-methyl-9H-pyrido[2，3-b]indole，MeAαC） 加拿大Toronto Research Chemicals公司；甲醇（色譜純） 美國Tedia公司；乙腈（色譜純） 美國ROE 公司；氨水、氫氧化鈉、醋酸銨、醋酸等均為分析純。

1.2 儀器與設備

TH-150C智能中流量大氣總懸浮顆粒物采樣器（配置PM2.5切割頭及玻璃纖維濾膜90mm） 武漢天虹儀表有限責任公司；XL104電子天平 上海梅特勒-托利多儀器有限公司；DU730核酸/蛋白分析儀 美國Beckman公司；KQ-300DE超聲波清洗器 昆山舒美超聲儀器有限公司；RE-52AA旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；SBEQ-CR1012型固相萃取裝置 德國CNW公司；Waters 2695型高效液相色譜儀（配備Waters2489型紫外可見檢測器、Waters2475型熒光檢測器） 美國Waters公司；Bond ElutC18固相萃取柱（500mg/3mL） 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品采集

在南京某肉制品加工企業燒雞生產線油炸工序排煙口外1m處設置采樣點，收集燒雞油炸工序排放的煙氣。

PM2.5樣品的采集使用智能中流量大氣總懸浮顆粒物采樣器（配PM2.5采樣切割頭），在100L/min流速條件下收集1h，煙氣中細顆粒物用玻璃纖維濾膜采集（玻璃纖維濾膜經高溫（500℃）處理和24h恒溫（20℃）恒濕（50%）處理），整個過程嚴格按照國標HJ 618—2011《環境空氣PM10和PM2.5的測定重量法》操作。甲醛樣品用氣體采樣器模塊采集，以超純水作為吸收液在流速0.5L/min條件下采集1h。

1.3.2 樣品分析

1.3.2.1 3，4-苯并芘測定

采用文獻[13]中規定的高效液相色譜法。

1.3.2.2 甲醛測定

甲醛檢測分析采用乙酰丙酮分光光度法。配制甲醛標準液（0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.8μg/mL）并繪制標準曲線。煙氣樣品使用蒸餾水吸收并定容至10mL，加入2.0mL乙酰丙酮溶液，搖勻，于沸水中加熱10min，取出冷卻，倒入10mm比色皿中，在波長415nm處測量吸光值。參比標準曲線獲得甲醛濃度。

1.3.2.3 雜環胺測定

雜環胺檢測分析采用高效液相色譜法。準確稱取5.0mg各種HAAs標準品分別溶于甲醇中，并定容至50mL，得100μg/mL各種HAAs的標準儲備液。再吸取定量的各種標準HAAs儲備液制成雜環胺混合標準工作液，并將雜環胺IQ、MeIQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx、7，8-DiMeIQx稀釋至1000、500、200、100、50、20、10ng/mL，Harman、Norharman、Trp-P-2、PhIP、Trp-P-1、AαC、MeAαC稀釋至100、50、20、10、5、2、1ng/mL，以建立標準曲線。

樣品處理參照Vainiotalo等[14]及Thiebaud等[4，15]的方法并略做修改。將吸附樣品的濾膜用90mL甲醇-氨水（9：1，V/V）溶液超聲萃取，得到的萃取液經旋轉蒸發儀濃縮至約1mL后加去離子水以1～2mL/min過C18柱純化，此時HAAs吸附在C18柱表面，然后用4mL甲醇-氨水（9：1，V/V）溶液勻速洗脫，洗脫液過0.22μm有機相濾膜后裝入樣品瓶中待HPLC分析。

色譜條件：色譜柱使用TSK-gel ODS-80TM柱（250mm×4.6mm，5?m），流速1mL/min，進樣量20μL，柱溫30℃；采用二元流動相體系：A為乙腈；B為0.05 mol/L醋酸銨-醋酸緩沖液（pH3.25）。其梯度洗脫程序見表1。IQ、MeIQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx、7，8-DiMeIQx通過紫外檢測器在263nm處檢測，其他HAAs可通過對熒光檢測器編程來檢測，激發（λex）/發射（λem）波長（目標物出峰時間段及波長轉換時間）設定為：Harman和Norharman，300nm/440nm（0～16.5min）；Trp-P-2、PhIP和Trp-P-2，315nm/410nm（16.5～20.5min）；AαC和MeAαC，335 nm/410nm（20.5～35min）。

2 結果與分析

2.1 油炸加工煙氣中PM2.5質量濃度

燒雞油炸多使用棕櫚油，加工溫度在180℃以上，每100kg油可加工1000～1400只雞，加工過程中油會多次（天）循環使用，直至油色變黑、油哈味明顯，或煙氣有嗆感時更換新油。在采集煙氣的過程中，將使用12～25h的油定義為中期用油，將使用30h以上的油定義為后期用油。

由表2數據可知，燒雞油炸用油在使用12～25h之后，油炸煙氣中PM2.5最高測定質量濃度1833μg/m3，最低測定質量濃度1275μg/m3，平均質量濃度為1589μg/m3，最高超過我國環境空氣質量標準二級限值75μg/m3[16]23.4倍；油繼續使用30h以上煙氣中PM2.5質量濃度明顯高于中期油煙，使用30h以后的油煙最高檢測濃度達2440μg/m3，平均質量濃度2070μg/m3，超過國標的31.5倍和26.6倍。

劉曉宇[17]測量了熱電廠排放PM2.5和PM10的質量濃度，其中兩個鍋爐PM2.5、PM10的排放質量濃度分別是19.39、22.80mg/m3，82.54、115.97mg/m3。與熱電廠鍋爐排放相比，10個小規模的燒雞加工企業排放的PM2.5與一個中小規模的熱電廠相當，油煙污染同樣不可忽視。趙矯健等[18]報道，廚房煎魚時排放的PM2.5比我國環境空氣質量標準一級限值（35μg/m3）高了58倍，最高濃度達到2050μg/m3，與本實驗檢測結果中PM2.5檢測結果相近。

2.2 油炸煙氣PM2.5顆粒物中3，4-苯并芘測定

由表3可見，按照國標法檢測采集的燒雞煙氣PM2.5中3，4-苯并芘含量分別是18.35μg/g和30.68μg/g，超過我國空氣質量標準2.5ng/m3的8.36倍和21.5倍。劉中文等[5]研究發現，廚房烹調油煙包含脂肪烴類、多環芳烴、有機酸、酯、醛、酮、醇以及雜環化合物共196種物質，其中甲醛、3，4-苯并芘都有檢出，且煙氣總顆粒物中3，4-苯并芘質量濃度約為2μg/g。趙五紅等[12]檢測了某烤鴨店對周圍居民區造成的污染情況。在距烤鴨店10～100m處分別采樣，結果顯示，烤鴨店周圍空氣中SO2濃度、NOx濃度、總顆粒物質量濃度及3，4-苯并芘質量濃度均超過國家標準，其中3，4-苯并芘最高檢測質量濃度為13ng/m3，表明烤鴨加工對周圍環境存在污染。劉曉宇[17]測量了熱電廠排放PM2.5中3，4-苯并芘的質量濃度，結果顯示兩個鍋爐排放的PM2.5中3，4-苯并芘質量濃度分別為0.55μg/m3與0.95μg/m3。對比以上研究結果，燒雞油炸煙氣顆粒物PM2.5中3，4-苯并芘檢出質量濃度較高，對周邊空氣污染嚴重。

2.3 油炸煙氣顆粒物PM2.5中雜環胺濃度測定

雜環胺具有致癌、致突變性，長期攝入可能誘發腫瘤[8]。以往的研究多集中在油炸、煙熏、燒烤等加工食品中雜環胺類化合物含量的測定，目前對于加工煙氣中雜環胺類化合物含量檢測的報道還較少。本研究測定了12種常見的對人體有害的雜環胺化合物（IQ、MeIQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx、7，8-DiMeIQx、Harman、Norharman、Trp-P-2、PhIP、Trp-P-1、AαC、MeAαC）。其中Trp-P-1和MeAαC的加標回收率分別為60.60%和53.75%，其余10種HAAs的加標回收率在79.91%～112.2%及以上，可以滿足實際樣品的檢測要求。

表4結果顯示，前期與后期樣品顆粒物PM2.5中均檢測出MeIQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx、Norharman、Harman、Trp-P-2、Trp-P-1這7種雜環胺（表4），雜環胺總量分別為14.87μg/g和37.72μg/g。Vainiotalo等[14]檢測出牛肉和豬肉油炸（210℃）煙氣的總顆粒物中含有MeIQx和DiMeIQx，其中豬肉和牛肉油炸煙氣中MeIQx含量分別為0.014ng/g和0.007ng/g。Herve等[4]對牛肉在油炸（270℃）時產生的煙氣進行了致突變性試驗，結果顯示牛肉油炸煙氣可以在Ames試驗中誘發回復突變；同時，Herve還對油炸煙氣中化學成分進行了檢測分析，發現油炸煙氣中含有雜環胺、醛類及酮類等化學物質。肉制品加工煙氣由肉制品與加工介質接觸時產生，油炸、煙熏、燒烤、長時間鹵煮等加工的食品中也含有害物質雜環胺。邵斌等[19]測定了燒雞和烤鴨中9種雜環胺含量，結果顯示燒雞肉、燒雞皮、烤鴨、烤鴨皮中雜環胺含量分別為5.14、13.81、0.97、56.33ng/g。萬可慧等[20]使用高效液相色譜法檢測了8種市售牛肉干中的10種雜環胺含量，結果顯示8種牛肉干中雜環胺含量在16.65～60.38ng/g。姚瑤[21]也報道經長時間鹵煮的醬牛肉含有較高含量的雜環胺，特別是浙江某品牌真空包裝的樣品，達308.92ng/g。本實驗中測定了燒雞油炸煙氣顆粒物PM2.5中12種雜環胺，結果顯示檢出的7種雜環胺總量比Vainiotalo等[14]的研究報道要高出兩個數量級，可能是由于Vainiotalo[14]收集了油炸牛肉和豬肉時包括顆粒物及氣態污染物的所有排放物，而雜環胺類物質更容易富集在顆粒物上，因此，試驗中檢測出的雜環胺類化合物濃度相對較高。

2.4 燒雞油炸煙氣中甲醛質量濃度測定

2.4.1 甲醛質量濃度標準曲線

所得到的回歸方程為：y =0.208x+0.001，R?=0.997。

2.4.2 測定結果

由表5可知，本實驗中期煙氣甲醛質量濃度為0.167mg/m3，后期煙氣甲醛質量濃度0.270mg/m3。后期油煙氣中甲醛質量濃度超過國家大氣污染物排放標準[22]0.20mg/m3。肉制品在油炸、燒烤等加工過程中脂質裂解會產生小分子的醛類物質，因此可以在其加工煙氣中檢測到甲醛。Vainiotalo等[23]檢測了8家工作場所（2家面包店、一家工廠、五家餐廳廚房）煙氣情況，檢測到的甲醛質量濃度達0.24mg/m3和0.75mg/m3，超過限量標準。Vainiotalo的實驗結果較本實驗高，存在差異的原因可能是選擇的餐廳使用了液化氣，液化石油氣在燃燒時也會產生醛類物質。

3 結論與討論

本實驗對燒雞油炸煙氣進行分析，結果表明，油炸煙氣中檢出的PM2.5質量濃度為1275～2440μg/m3，甲醛質量濃度為0.167～0.270mg/m3，均嚴重超標。此外，于PM2.5顆粒物中還檢測出高濃度的3，4-苯并芘（18.35～30.68μg/g）和雜環胺類化合物（14.87～37.72μg/g）。

傳統燒雞加工多使用油炸工藝以達到上色的目的，卻忽略了油炸帶來的環境與健康問題。因此，改革傳統燒雞加工工藝，解決加工弊端，將是未來食品科學研究的熱點。

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