商品馬鈴薯加工產(chǎn)品中丙烯酰胺含量的測定

曾凡逵，程錦春，唐思宇，劉 偉，劉 剛*

（1.中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學(xué)研究發(fā)展中心，甘肅 蘭州 730000；2.西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

目前食品中丙烯酰胺的檢測方法主要采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）與液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜（LC-MS/MS）[1]。 美 國 國 家 環(huán) 境 保 護(hù) 局（U.S.Environmental Protection Agency，EPA）方法8032A提供了氣相色譜法分析丙烯酰胺的含量，EPA方法8316提供了丙烯酰胺、丙烯腈和丙烯醛的高效液相色譜檢測分析法。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.204-2014提供了食品中丙烯酰胺的測定方法，適用于熱加工（煎、炙烤、烘焙等）食品中丙烯酰胺的測定，采用的方法為穩(wěn)定性同位素稀釋的液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法和穩(wěn)定性同位素稀釋的氣相色譜-質(zhì)譜法。SN/T 2096-2008提供了食品中丙烯酰胺的檢測方法同位素內(nèi)標(biāo)法。

2005年，林奇齡等[2]報道了活性炭固相萃取柱-高效液相色譜聯(lián)用法分析食品中丙烯酰胺的含量，還用高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）分析了維生素C、阿魏酸、特丁基對苯二酚（Tertiary butylhydroquinone，TBHQ）、NaHSO3和CaCl2對熱加工食品中丙烯酰胺產(chǎn)生的影響[3]。歐仕益等[4]報道了阿魏酸、兒茶素、CaCl2、NaHSO3、維生素C、L-半胱氨酸等幾種添加劑對油炸薯片中丙烯酰胺產(chǎn)生的抑制作用，采用的檢測方法同樣為HPLC法。本研究參照文獻(xiàn)報道的活性炭固相萃取-高效液相色譜法[2]，對3種商品薯片和一種法式炸薯條的丙烯酰胺含量進(jìn)行測定，可以檢驗高效液相色譜法分析馬鈴薯加工產(chǎn)品中丙烯酰胺含量的精準(zhǔn)性，對初步了解國內(nèi)市場銷售的馬鈴薯加工產(chǎn)品的丙烯酰胺含量也有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

3種商品薯片樂*墨西哥雞汁番茄味薯片（A）、可*克香辣味薯片（B）和上*佳田園薯片（C）購于蘭州市城關(guān)區(qū)某超市，為了避嫌廣告宣傳，3種商業(yè)薯片的商品名均省略一個字。法式炸薯條購于蘭州市城關(guān)區(qū)渭源路十字麥*米時尚簡餐，為現(xiàn)炸冷凍薯條。丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品為電泳純，其余試劑均為分析純。安捷倫1200型高效液相色譜儀，Eppendorf 5810R型高速大容量臺式冷凍離心機。

1.2 HPLC條件

色譜柱：ODSC18（250mm×4.6mmi.d.，5μm），中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所色譜中心；流動相：水，流速：1 mL/min；進(jìn)樣量20 μL；柱溫：室溫；檢測器二極管陣列檢測器（DAD）；檢測波長：205 nm。進(jìn)樣體積為20 μL。

1.3 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品分析

精確稱取丙烯酰胺0.01g，用RO水配制成10μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，過0.45 μm膜以后分別稀釋成0.01，0.05，0.1，0.5和1 μg/mL，用HPLC進(jìn)行檢測，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 丙烯酰胺回收率測定

稱取100 μg丙烯酰胺溶于10 mL RO水，上樣到固相萃取柱，用10 mL甲醇將吸附到活性炭上的丙烯酰胺洗脫下來并收集用于HPLC分析。

1.5 固相萃取柱預(yù)處理

將活性炭置于燒杯中，用RO水清洗5遍至清洗水澄清。將清洗干凈的活性炭置于烘箱中60℃烘干。稱1.5 g活性炭置于5 mL的固相萃取中，先用5 mL甲醇清洗，再用5 mL水清洗，備用。

1.6 樣品預(yù)處理

分別取20 g樂*墨西哥雞汁番茄味薯片（A）、可*克香辣味薯片（B）和上*佳田園薯片（C）和法式炸薯條，加250 mL RO水用多功能植物攪拌器勻漿，置于艾本德5810R型離心機12 100 r/min離心20 min，取上清液置于分液漏斗中，添加50 mL正己烷震蕩5 min，靜置1 d分層，收集下層水相，取100 mL上樣到預(yù)處理過的活性炭固相萃取柱，用10 mL甲醇將丙烯酰胺洗脫出來，收集洗脫液用0.45 μm膜過濾，用于HPLC分析。每個樣品重復(fù)測3次，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及回收率

0.01 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間為7.256 min，峰面積為381.2 mAU*s；0.05 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間為7.120 min，峰面積為1 167.08 mAU*s；0.1 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間為7.184 min，峰面積為1 700.00 mAU*s（圖1）；0.5 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間為7.101 min，峰面積為 9 833.41 mAU*s；1 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間7.106 min，峰面積為18 082.0 mAU*s。以丙烯酰胺濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖2所示，y=18 109x+220.39，R2=0.997 9。

活性炭固相萃取柱丙烯酰胺回收率的分析的HPLC分析圖譜如圖3所示。經(jīng)計算，丙烯酰胺的回收率為88.31%。

2.2 薯片測定結(jié)果

圖1 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品HPLC圖譜（0.1 μg/mL）Figure 1 HPLC chromatogram of acrylamide standard

圖2 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2 HPLC chromatogram of acrylamide standard

圖3 丙烯酰胺回收率測定HPLC圖譜Figure 3 HPLC chromatogram for recovery rate of acrylamide standard

樂*墨西哥雞汁番茄味薯片（A）、可*克香辣味薯片（B）和上*佳田園薯片（C）丙烯酰胺的HPLC圖譜分別如圖4a、圖4b和圖4c所示。經(jīng)計算，3種薯片的丙烯酰胺含量分別為（15.53±0.22），（7.93±0.13）和（7.52±0.07）μg/kg。

2.3 法式炸薯條測定結(jié)果

法式炸薯條分析結(jié)果的HPLC圖譜如圖5所示，經(jīng)計算，該法式炸薯條的丙烯酰胺含量為（174.18±2.57）μg/kg。

與市售3種商品薯片相比，該法式炸薯條當(dāng)中的丙烯酰胺含量略高，可能與油炸用油有關(guān)。通常，薯片廠油炸用油一星期進(jìn)行更換，更換出來的油炸用油不再用于食品加工或生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)肥皂。長時間不進(jìn)行更換的食品油炸用油，由于長時間高溫加熱，以及油炸過程中掉入的食物碎屑，可能存在丙烯酰胺含量高的風(fēng)險。

圖4 3種商品薯片丙烯酰胺HPLC圖譜Figure 4 HPLC chromatogram of acrylamide of three commercial potato chips

圖5 法式炸薯條丙烯酰胺HPLC圖譜Figure 5 HPLC chromatogram of acrylamide of French fries

3討 論

活性炭固相萃取柱丙烯酰胺回收率的分析是必不可少的，在活性炭處理樣品時有部分丙烯酰胺會吸附到活性炭上，洗脫不下來，本項研究的結(jié)果接近林奇齡等[2]報道平均回收率91.1%，在回收率測定的過程中，為了確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的濃度與待測樣品的濃度接近比較合適。

Paul等[5]報道薯片當(dāng)中丙烯酰胺的含量為117～4 215 μg/kg，法式炸薯條當(dāng)中丙烯酰胺的含量為59～5 200 μg/kg，本試驗的薯片檢測結(jié)果低于文獻(xiàn)報道的最低值，薯條的檢測結(jié)果與文獻(xiàn)報道相比較低，均屬于較為安全的產(chǎn)品。

這些市售商品薯片有可能在加工過程中對丙烯酰胺的生成進(jìn)行了控制，控制馬鈴薯加工產(chǎn)品當(dāng)中丙烯酰胺含量的方法有4種[6]：

（1）控制原料，丙烯酰胺是由天冬酰胺和還原糖高溫反應(yīng)生成的，馬鈴薯塊莖當(dāng)中的天冬酰胺含量為110～529 mg/100g[7]，還原糖（葡萄糖+果糖）相對于天冬酰胺含量低，因此只要選用還原糖含量低的原料即可減少加工產(chǎn)品丙烯酰胺的含量[8]；

（2）加工工藝控制，降低pH值、降低熱加工溫度以及縮短熱加工時間[9]，這種處理方式可能會犧牲加工產(chǎn)品的風(fēng)味；

（3）使用食品添加劑，甘氨酸（與天冬酰胺競爭還原糖），缺點是生成烷基吡嗪對風(fēng)味造成影響[10]；二價陽離子如CaCl2，可以抑制中間產(chǎn)物Schiff堿的生成[11]。還有一些抗氧化劑，如在油炸用油中添加迷迭香也能降低丙烯酰胺的生成[12]；

（4）酶處理，在馬鈴薯加工行業(yè)最有前景的抑制產(chǎn)品丙烯酰胺生成的酶即為天冬酰胺酶（EC 3.5.1.1），天冬酰胺酶能將天冬酰胺水解成天冬氨酸并釋放出氨氣，水解部位為天冬酰胺側(cè)鏈的酰胺基。天冬酰胺酶可以在不犧牲熱加工食品風(fēng)味的前提下減少丙烯酰胺的生成[6]。

活性炭固相萃取-高效液相色譜檢測結(jié)果表明，3種商品薯片和市售法式炸薯條的丙烯酰胺含量均低于或接近文獻(xiàn)報道的最低值，屬于較安全的馬鈴薯加工產(chǎn)品。法式炸薯條的丙烯酰胺含量略高于3種商品薯片，可能跟零售商最后一步油炸用油使用時間較長有關(guān)。