肉制品中多環(huán)芳烴檢測技術(shù)研究進展

肖昭競，童蘭艷，代政華，李根容，龍梅，韓海燕

1. 重慶市計量質(zhì)量檢測研究院（重慶 401123）；2. 重慶市食品安全工程技術(shù)研究中心（重慶 401123）；3. 國家農(nóng)副加工及調(diào)味品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（重慶 401123）

多環(huán)芳烴化合物（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指2個以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相連的化合物，根據(jù)相對分子量及苯環(huán)數(shù)，PAHs可分為輕多環(huán)芳烴（2～4環(huán)）和重多環(huán)芳烴（多于4環(huán)）。目前發(fā)現(xiàn)的致癌性多環(huán)芳烴及其衍生物達400多種，是至今為止數(shù)量最多的一類致癌物[1]。

PAHs的研究從環(huán)境領(lǐng)域開始，通過進一步研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的PAHs可通過富集轉(zhuǎn)移進入食物中，如油脂、蔬菜水果、水產(chǎn)品和加工肉制品[2-4]。隨著社會經(jīng)濟水平的發(fā)展，肉及肉制品逐漸成為飲食的重要組成部分，根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（PAO）[5]統(tǒng)計，2015年全世界平均每人每年肉的消耗量為41.3 kg，發(fā)展中國家和發(fā)達國家每人每年肉的消耗量分別為31.6和95.7 kg。預計到2050年人均肉消耗量將在此基礎(chǔ)上翻倍[6]。肉類具有豐富的營養(yǎng)成分，為人體提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、微量元素和維生素[7]，可通過腌制、油炸、煙熏或發(fā)酵加工成肉制品來增加肉的風味或是延長肉的儲存時間。但在2015年10月，國際抗癌機構(gòu)（IARC）將加工肉制品培根、火腿、香腸等列為Ⅰ類致癌物。研究證實，肉類食物在高溫加工如煙熏、燒烤、油炸時，脂肪組織發(fā)生熱解，或接觸不完全燃燒物，都會產(chǎn)生大量的PAHs[8-9]。

因此，在簡述肉制品中多環(huán)芳烴（PAHs）產(chǎn)生途徑的基礎(chǔ)上，分析肉制品中多環(huán)芳烴（PAHs）檢測技術(shù)中的重點和難點，討論現(xiàn)有前處理過程和檢測方法的優(yōu)缺點及局限性，并對肉制品中PAHs的檢測技術(shù)進行展望。

1 肉制品中多環(huán)芳烴（PAHs）的檢測

1.1 樣品前處理

肉制品中PAHs含量低、基質(zhì)復雜且易與脂肪等大分子物質(zhì)結(jié)合，難以直接測定。肉制品中PAHs的測定前處理通包括兩個步驟：樣品提取和凈化。

1.1.1 多環(huán)芳烴（PAHs）的提取

肉制品是高脂肪、高色素含量食品，PAHs的提取效果直接影響定量的準確度，Socas等[10]研究改善樣品提取條件：溶劑、緩沖液和吸附劑可進一步擴大食品中PAHs的提取范圍。

索氏提取法屬于典型的常規(guī)樣品前處理操作，經(jīng)過熱回流使樣品與溶劑的反復接觸達到較高的提取效率，但是此方法耗時長，故該方法通常用作其他提取方法效果的評價參考[11]。超聲波萃取法（SE）為美國環(huán)境保護署（EPA）倡導的一種針對PAHs的提取方法。超聲波萃取條件溫和，低溫可以規(guī)避在高溫環(huán)境中對一些熱敏類成分產(chǎn)生的負面影響。李永新等[12]在檢測熏肉中存在的PAHs物質(zhì)時選擇超聲波輔助前處理手段進行提取，可對25類PAHs提供理想的提取效果，回收率達48.5%～106.5%。加速溶劑萃取（Accelerate soluble extraction，ASE）是利用溫度和壓力來增加目標物的溶解和擴散速度，從而提高效率，該種操作具備安全、快速、重現(xiàn)性好、萃取效率高等優(yōu)點。Wang等[13]選用加速溶劑萃取（ASE）技術(shù)提取煙熏食品中殘留的PAHs。Lucia等[14]結(jié)合加速溶劑萃取（ASE）與凝膠滲透色譜（GPC），提取到魚肉樣品中24種PAHs，但此操作在凈化階段消耗時間長且需要消耗大量有毒溶劑[15]。

1.1.2 多環(huán)芳烴（PAHs）的凈化

大多有機溶劑在提取PAHs的同時會將脂肪等干擾物質(zhì)同時溶解出來，干擾檢測結(jié)果。PAHs的凈化通常是萃取柱[16-20]，但是傳統(tǒng)的萃取柱通常需要用不同功能的萃取柱對提取液中的色素、油脂和水分進行凈化，導致凈化時間長、成本高。

由于PAHs種類多、極性差異大，在普通的凈化過程損耗大，研究人員將具有高選擇性的分子印跡技術(shù)應用到萃取柱中，形成PAHs印跡柱。分子印跡技術(shù)（Molecular imprinting technique，MIT）是指制備具有與模板分子在空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點上完全匹配聚合物的實驗技術(shù)。PAHs印跡柱的使用大大提高肉制品中痕量PAHs的凈化效果。朱琳等[21]建立高分子印記固相萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（MIPSPE-GC/MS）測定熏烤肉中16種歐盟優(yōu)控多環(huán)芳烴（PAHs）的檢測方法，樣品經(jīng)均質(zhì)、超聲波提取、高分子印記固相萃取柱凈化后，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀在選擇離子（SIM）掃描模式下進行測定，16種PAHs回收率為64.24%～111.61%。

近年來，研究者為提高肉制品中微量殘留物的提取分離，嘗試將廣泛應用于植物源性食品中農(nóng)藥殘留檢測的分散固相萃取（Dispersive solid-phase extraction，dSPE）引入到食品中PAHs的檢測[22]，分散固相萃取（dSPE）是通過加入乙腈、無水硫酸鎂、十八烷基鍵合硅膠（C18）和N-丙基乙二胺吸附劑（PSA），在具有較好的提取效果同時避免大量脂肪和色素溶解在提取液中。

1.2 多環(huán)芳烴（PAHs）的測定

目前，PAHs的檢測方法主要有高效液相色譜（HPLC）法、氣相色譜（GC）法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS/GC-MS/MS）和酶聯(lián)免疫分析方（ELISA）法等[23]。但氣相色譜法抗干擾能力弱，容易出現(xiàn)假陽性樣品；酶聯(lián)免疫抗體的特異性，只能適用單一或者幾種PAHs的檢測[11]。所以目前最具實用價值的方法是HPLC和GC-MS/GC-MS/MS[24]。

1.2.1 高效液相色譜（HPLC）法

高效液相色譜（HPLC）結(jié)合熒光檢測法[25]是PAHs檢測使用頻率最高的方法，也是多數(shù)國家標準規(guī)定的測定方法[26]。同時，高效液相色譜（HPLC）結(jié)合熒光法測定食品中PAHs通過美國環(huán)境保護署（EPA）、國際標準化組織（ISO）以及歐盟食品安全局（EFSA）認證的檢測方法[27]。王麗霞等[28]建立HPLC測定烤肉中16種PAHs的方法，經(jīng)過熒光和紫外檢測器定量，相關(guān)系數(shù)R2≥0.997，在50 μg/kg添加條件下，各目標物的回收率為88.4%～102.1%，檢出限為0.2～1.0 μ g/kg。

高效液相色譜-熒光（HPLC-FLD）法測定多環(huán)芳烴前處理過程簡便、儀器工作溫度低、條件溫和且熒光靈敏度高，但某些PAHs不具備熒光吸收，導致高效液相色譜熒光法能夠測定PAHs的種類有限。由于此分析法分析時間長、基線易漂移等，因此如何提高高效液相色譜法的檢測效率和準確度是以后研究的重點。

1.2.2 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS/GC-MS/MS）

由于質(zhì)譜的高分辨和高靈敏度，GC-MS/GC-MS/MS在PAHs的檢測領(lǐng)域受到極大關(guān)注。GC-MS/GC-MS/MS[29-32]法是目前分析復雜組分最行之有效的方法。毛婷等[33]用GC-MS分離測定15 EU-priority PAHs，15種PAHs平均回收率為72.6%～96.9%，檢出限為0.20～0.91 μg/kg；Jira[34]采用GC-MS檢測煙熏肉產(chǎn)品中的PAHs，檢出限可達0.01～10.00 μ g/kg。由于色譜柱持續(xù)高溫對進樣口穩(wěn)定性有影響，Li等[35]在PAHs提取液中加入同位素內(nèi)標改善儀器日間精密度，得到更準確的定量結(jié)果。

目前PAHs的檢測需要進行復雜的樣品處理，檢測靈敏度也受限于配套的檢測器，對設(shè)備的要求較高。因此，PAHs的檢測技術(shù)的前處理和儀器設(shè)備需要進一步提高，以滿足PAHs多種類和低檢出限的要求。食品中多環(huán)芳烴種類來源主要有兩方面：一是環(huán)境中PAHs轉(zhuǎn)移到食物鏈中；二是隨著食品加工方式的改變，在加工過程食品本身的化學反應產(chǎn)生更多的PAHs衍生物[36]，這給食品中PAHs類物質(zhì)測定帶來極大挑戰(zhàn)。

2 多環(huán)芳烴（PAHs）檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

PAHs檢測技術(shù)發(fā)展方向主要是在改進儀器和設(shè)備來簡化樣品前處理，減少樣品取樣量以降低基質(zhì)干擾，提高檢測效率和準確度。納米材料具有快速、高效、簡便等特點，近年來研究者將該技術(shù)用于食品中殘留物的檢測。Yu等[37-38]將聚苯乙烯修飾磁性納米顆粒用于蔬菜、水果、植物油中農(nóng)殘測定，具有很高的精確度和穩(wěn)定性；Li等[39]報導一種新型吸附劑，具有磁性的核殼結(jié)構(gòu)納米微球在12 min內(nèi)可吸附水中99.95%的多環(huán)芳烴，檢測定量限為2.76～39.0 ng/L。納米材料的物理化學特性還需要進一步提高來改善其對不同基質(zhì)的適用性和與目標物結(jié)合特異性。

近年來隨著技術(shù)發(fā)展，PAHs測定方法也不斷更新，逐漸趨向高靈敏、自動化和高通量發(fā)展。高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）法同時具備質(zhì)譜和液相色譜的優(yōu)勢，是食品中PAHs測定發(fā)展的新趨勢，減少溶劑的使用量的同時大大縮短分析時間。劉丹等[40]用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜在11 min測定海水中11種羥基多環(huán)芳烴，檢出限為0.29～2.04 ng/L；Cochran等[41]用大氣壓化學電離-高分辨質(zhì)譜同時測定大氣中18種PAHs。

盡管肉制品基質(zhì)復雜、干擾多、PAHs測定難度大，但也可通過進一步探究，研究更精準、可靠的PAHs檢測資料和數(shù)據(jù)，以建立肉制品中PAHs快速、靈敏、可靠、高效的檢測技術(shù)。

3 結(jié)語

作為消費者喜愛的食品，肉制品在未來發(fā)展過程中不僅要繼續(xù)增加其感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值，更要注重其安全性，進一步開發(fā)出快速、靈敏、可靠和高效的檢測技術(shù)，適合一線檢測行業(yè)方便快速進行大批量肉制品中PAHs的檢測，為消費者帶來更好的食品安全保障。