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.中國科學院蘭州化學物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學研究發(fā)展中心，甘肅 蘭州 730000；2.西北民族大學化工學院，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 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。國家標準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。丙烯酰胺標準品為電泳純，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），中國科學院蘭州化學物理研究所色譜中心；流動相：水，流速：1 mL/min；進樣量20 μL；柱溫：室溫；檢測器二極管陣列檢測器（DAD）；檢測波長：205 nm。進樣體積為20 μL。

1.3 丙烯酰胺標準品分析

精確稱取丙烯酰胺0.01g，用RO水配制成10μg/mL標準溶液，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進行檢測，繪制標準曲線。

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。每個樣品重復測3次，結果用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 標準曲線及回收率

0.01 μg/mL丙烯酰胺標準品的保留時間為7.256 min，峰面積為381.2 mAU*s；0.05 μg/mL丙烯酰胺標準品的保留時間為7.120 min，峰面積為1 167.08 mAU*s；0.1 μg/mL丙烯酰胺標準品的保留時間為7.184 min，峰面積為1 700.00 mAU*s（圖1）；0.5 μg/mL丙烯酰胺標準品的保留時間為7.101 min，峰面積為 9 833.41 mAU*s；1 μg/mL丙烯酰胺標準品的保留時間7.106 min，峰面積為18 082.0 mAU*s。以丙烯酰胺濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標繪制標準曲線，結果如圖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 薯片測定結果

圖1 丙烯酰胺標準品HPLC圖譜（0.1 μg/mL）Figure 1 HPLC chromatogram of acrylamide standard

圖2 丙烯酰胺標準曲線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 法式炸薯條測定結果

法式炸薯條分析結果的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，該法式炸薯條當中的丙烯酰胺含量略高，可能與油炸用油有關。通常，薯片廠油炸用油一星期進行更換，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，為了確保試驗結果的準確性，采用的丙烯酰胺標準品的濃度與待測樣品的濃度接近比較合適。

Paul等[5]報道薯片當中丙烯酰胺的含量為117～4 215 μg/kg，法式炸薯條當中丙烯酰胺的含量為59～5 200 μg/kg，本試驗的薯片檢測結果低于文獻報道的最低值，薯條的檢測結果與文獻報道相比較低，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行了控制，控制馬鈴薯加工產(chǎn)品當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生成的，馬鈴薯塊莖當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。