食品中亞硝胺分析技術研究綜述

王子微，陳美如，黎 敏，黃 哲，李雪楠，袁 媛

（吉林大學食品科學與工程學院，吉林長春 130062）

0 引言

亞硝胺是食品中最常見的化學致癌物，目前已知的種類有300多種，其中存在最普遍、研究最為深入的有4種，即N-二甲基亞硝胺（NDMA）、N-二乙基亞硝胺 （NDEA）、N-二丙基亞硝胺（NDPA） 和N-亞硝基吡啶烷（NDBA）。食品中亞硝胺物質的來源有2種[1]，第1種是外源性攝入，在食品的加工生產和貯藏中，硝酸鹽和亞硝酸鹽等護色劑和防腐劑的添加，以及油炸、熏制、煎制和腌制等食品加工過程都可能導致亞硝胺的形成[2]；第2種是內源性合成，魚類、奶類、肉類和蔬菜[3]等食物中含有硝酸鹽、亞硝酸鹽等亞硝胺前體化合物，人體攝入后可在胃酸環境中與蛋白質代謝產生的胺類物質形成亞硝胺類化合物。

大量試驗研究表明，亞硝胺物質具有極強的毒性和致癌性，可以誘發幾乎哺乳動物體內全部臟器和組織腫瘤的產生[4-9]。因此，從1988年起我國開展了限量監管食品中亞硝胺類物質的相關工作。而近年來，為對食源性危害的限量監管提供可靠的技術支持，亞硝胺類物質的分析與檢測技術也在不斷發展與更新。對食品中亞硝胺類物質的傳統分析技術和新型分析技術進行了闡述，重點介紹了氣相色譜法、氣相色譜-質譜聯用法和高效液相色譜法在食品中亞硝胺類物質分析檢測方面的應用，并對其發展前景進行了展望。

1 傳統分析技術

1.1 比色法

比色法首先對樣品中的揮發性亞硝胺進行分離純化，之后進行紫外光照射光解，使亞硝胺轉化成為亞硝酸，再通過重氮-偶合反應得到紅色的偶氮染料，從而可以測出樣品中亞硝胺類物質的含量。該法又被稱為鹽酸萘乙二胺法，操作簡單，可以用于測定食品中揮發性亞硝胺的總量。

1.2 薄層色譜法（TLC）

TLC是最早應用于分離和測定亞硝胺的技術[10]，將吸附劑均勻涂布成一個薄層，然后選擇適宜的溶劑在薄層上對樣品進行色譜分離。此法操作簡單、成本較低，但是靈敏度低、選擇性差、準確度也不高，只適用于亞硝酸含量較多且亞硝酸種類較少的情況。

1.3 紫外-可見分光光度法（UV-Vis）

UV-Vis的原理與比色法相似，樣品亞硝胺經由紫外照射后會發生光解轉化為仲胺和亞硝酸根離子，從而可以利用鹽酸萘乙二胺的顯色反應測定亞硝胺的含量。此法所用的儀器成本相對較低，操作相對簡單，但當樣品提取液具有一定色度時，使用此方法測定的結果準確性不高。趙慶武等人[11]利用UV-Vis在國標方法基礎上進行了改良，加入了溶液色度校正的步驟，扣除了樣品提取液自身的吸光度，試驗的回收率、準確度和精密度均有一定的提高。對于基層檢測分析單位而言，UV-Vis改良法在食品中亞硝胺分析方面仍然具有很好的現實意義。

2 新型分析技術

2.1 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法是利用物質的吸附能力、溶解度、親和力、阻滯作用等物理性質的不同，對混合物中各組分進行分離、分析的方法，可以使用多種檢測器，如火焰電離檢測器（FID）、熱導檢測器（TCD）、電子捕獲檢測器（ECD）等，目前廣泛應用于檢測食品中的污染物。馬儷珍等人[12]采用氣相色譜火焰離子化法（GC-FID） 檢測熟肉制品中的亞硝胺物質，檢出限為0.8 μg/mL。而楊寧等人[13]在此基礎上建立了新型的固相萃取（SPE）預處理結合GC-FID直接快速分析樣品中9種亞硝胺的檢測方法，定量限為4.23～6.10 μg/mL，最低檢測限為 1.27～1.83 μg/mL，具有良好的重現性，并簡化了樣品繁瑣的預處理過程，在一定程度上避免了交叉污染。Al-Kaseem M等人[14]采用二氯甲烷有機溶液對亞硝胺進行萃取，通過GC-FID檢測肉制品中的7種揮發性亞硝胺，線性范圍為 0.6～500 μg/L，檢出限為 0.077～0.180 μg/kg，回收率為82.0%～105.5%，結果可靠準確。Ramírez N等人[15]通過加壓液體萃取亞硝胺，結合氣相色譜-氮化學發光檢測法（GC×GC-NCD） 檢測煙草樣品中的亞硝胺含量，目標回收率高于80%，檢測限低于16 ng/g，靈敏度較高、重現性良好。由此，氣相色譜法因為設備匹配性高、方法簡單經濟，成為揮發性亞硝胺類物質最常用的檢測方法之一。

2.2 氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）

氣相色譜-質譜聯用技術是將氣相色譜法的分離技術與質譜法的檢測分子結構及確定分子量的技術結合起來，用于分析復雜的混合組分，是所有聯用技術中發展最完善、應用最廣泛的，同時也是目前公認最有效的檢測技術之一，也是國家標準GB 5009.26—2016第一法[16]。陳海檳[17]利用超聲振蕩法提取亞硝胺后，選用固相萃取柱和DB-WAX色譜柱對腌制的水產品中6種揮發性N-亞硝胺化合物進行檢測，通過對萃取柱、色譜柱、柱溫提升速率等優化后得出結果：除NDPA的含量為0.03 μg/kg以外，其他5種NDMA均為0.05 μg/kg，達到10-9級水平。余衛軍等人[18]通過農藥殘留快速檢測技術（QuEChERS）從市售的臘腸中提取并凈化分離出9種揮發性亞硝胺物質，并用氣相色譜-三重四極桿質譜聯用法（GC-MS/MS） 進行檢測。線性范圍為 0.25～200 μg/L，通過濃縮降低了檢出限（0.01～0.10 μg/kg），回收率達到90.7%～116.0%。金璐等人[19]采用氣相色譜-串聯質譜聯用技術檢測存在于四川泡菜中的7種亞硝胺物質并測定3個泡菜樣本中的亞硝胺物質的含量，發現總亞硝胺的平均含量均在2 mg/kg以下，檢出限為 0.01～0.12 mg/kg，可見此檢測法靈敏度較高。Anna S等人[20]采用NaOH或甲醇萃取、固相萃取凈化法提取出亞硝胺，并利用氣相色譜-化學離子化質譜聯用法（GC-CI/MS/MS） 測定肉制品中的含量，回收率為95%～110%，相對標準偏差為5%～11%，定量限為0.3～0.4 mg/kg，以高選擇性和靈敏度成功分析罐裝樣品中低含量的亞硝胺。由此可見，氣相色譜質譜聯用法因其用時短、分離效果好、檢測限低、靈敏度高，成為目前檢測亞硝胺類物質較常用的方法。

2.3 高效液相色譜法（HPLC）

高效液相色譜法相比以上2種檢測方法，研究較少，主要是因為亞硝胺在紫外光的照射下會發生分解，造成檢測結果上的偏差。但優點是其不僅高效、靈敏、選擇性強，而且對樣品的要求較低，處理過程簡單[21]。既能檢測揮發性亞硝胺，同時對非揮發性、熱不穩定或分子量較高的亞硝胺也具有良好的檢測能力。洪凰等人[22]基于此法的缺陷，通過丹磺酰氯衍生反應改變N-亞硝胺的結構，提高了選擇性和靈敏度，建立了一套基于柱前衍生高效液相色譜測定肉制品中亞硝胺的新方法，平均回收率在81.0%～107.5%，檢出限均在0.2 μg/kg，該法適用性強，解決了因為檢測設備的客觀障礙而導致的監測難題。韓瑩等人[23]根據亞硝胺類物質特有的紫外吸收特性，運用高效液相色譜-紫外檢測器對水樣中的4種亞硝胺類物質（NDMA，NDEA，NDPA，NDBA）進行分離和測定，該法具有良好的線性關系和精密度。Herrmann S S等人[24]采用高效液相色譜串聯質譜光譜法（LC-MS/MS）同時測定肉制品加工過程中揮發性亞硝胺（VNA） 和非揮發亞硝胺（NVNA） 的含量，試樣通過的檢出限分別為0.2 μg/kg和1.0 μg/kg，結果可信度較高。雖然高效液相色譜法具有操作簡單、靈敏度高和分析速度快等優點，但是目前國內運用此方法檢測亞硝胺物質含量的研究較少。

3 結語

食品中亞硝胺物質的傳統分析技術普遍存在靈敏度低、檢出限高、化學處理部分相對復雜的弊端，而以色譜-質譜聯用技術為核心的新型分析技術雖然在檢測的靈敏度上有了大幅度的提升，但仍然存在能夠有效檢測的亞硝胺類物質有限[25]、樣品經前處理后損失較多、試驗成本較高等問題。因此，食品中亞硝胺類物質的分析技術在今后仍然需要不斷完善和改進。為了提高分析技術的回收率和結果準確度，如何建立適應性更強、萃取效率更高、操作更為簡單快速的前處理方法，如何改進相關儀器的操作性能，完善相關技術指標將是今后亟待解決的問題。