液相色譜法檢測燒烤食品中多環芳烴污染情況

武亞帥，鄒優揚，張夢璐，趙逸涵，王宗義，高秀芝

北京農學院食品科學與工程學院，食品質量與安全北京實驗室，農產品有害微生物及農殘安全檢測與控制北京市重點實驗室，微生態制劑關鍵技術開發北京市工程實驗室（北京 102206）

多環芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）指2個以上苯環以稠環相連的廣泛存在于燒烤類食品中的一類污染物[1-2]。環境中的PAHs可以通過富集轉移進入蔬菜、水果、水產等，特別是重PAHs化學性質穩定，容易在人體、生物體和沉積物中積累，嚴重危害人類生命安全[3-4]。相關研究[5-7]表明，食物因高溫產生的PAHs主要以輕質的PAHs為主。2006年，美國環保署將16種PAHs列為需關注的PAHs[8]。雖然有些PAHs不具有致癌性，但是，禚英杰等[9-10]發現某些PAHs具有對致癌的PAHs的致癌性具有增強效應[11-12]；苯并(a)芘（benzo（a）pyrene，BaP）是一種極強的致癌物質，經常在食品和環境中被檢出，是世界衛生組織確定的三大致癌物之一[13]，我國GB 2762—2017對烤制的肉及肉制品、谷物及其制品、水產動物及其制品的BaP限量標準為5 μg/kg，目前針對烤制的蔬菜、真菌類尚無國標，此次試驗以GB 2762—2017限量做參照。食物在烤制過程中，脂肪、蛋白質和碳水化合物等物質在高溫條件下發生熱裂解反應，再經過環化和聚合反應生成BaP，當食品在煙熏和烘烤過程中發生焦糊現象時，BaP的生成量將會比普通食物增加10～20倍[14-16]。

國內外研究人員針對燒烤食品中的各類致癌物污染情況進行了大量研究[17-18]，燒烤肉制品、熏肉類的多環芳烴污染情況已有大量報道，并且國內外一些地區的燒烤食品存在安全衛生問題[19-21]，但是，蔬菜類、淀粉類等非肉制品燒烤樣品中BaP、PAHs的安全性評價研究較少。因此，研究購買30份烤香菇、烤饅頭、烤魚豆腐、烤青椒、烤羊肉串，5種類別燒烤樣品，對其中BaP進行定量分析[14,22]，對15種PAHs進行定性分析，為相關監督部門和食品監察部門、“健康中國2030”戰略[23]——燒烤食品方向提供一些BaP、PAHs基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試劑：甲苯（C7H8）、乙腈（CH3CN）、正己烷（C6H14）、二氯甲烷（CH2Cl2）[色譜純，美國賽默飛世爾科技有限公司]；BaP標準品（純度≥96%，上海伊卡生物技術有限公司）；PAHs標準品（萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝、茚并[1,2,3-c,d]芘）[純度≥99%，Smart Solutions公司]；BaP分子印跡柱[500 mg，6 mL（BaP 5006）]、定量BaP的色譜柱[C18，柱長250 mm，內徑4.6 mm，粒徑5 μm]、定性15種PAHs的色譜柱（PAH C18反相鍵合固定相色譜柱，柱長250 mm，內徑4.6 mm，粒徑5 μm）[安捷倫科技（中國）有限公司]。試驗用水均為GB/T6682規定的一級水。

樣品材料及編號：隨機選取高校周邊的6家燒烤店，編號為A、B、C、D、E、F，購買5類（n=6）具有代表性的燒烤樣品：烤羊肉（1烤肉類）、烤香菇（2真菌類）、烤饅頭（3淀粉類）、烤魚豆腐（4肉糜類制品）、烤青椒（5蔬菜類），作為實際樣本檢測，每種樣品平行6次。

1.2 儀器與設備

Shimadzu LC-20 AD液相色譜儀（配有RF-10 AxL熒光檢測器，日本）；MJ-WBL2501B組織搗碎機（廣東美的生活電器制造有限公司）；KQ-500 DE超聲波振蕩器（昆山市超聲儀器有限公司）；GB/T23111電子天平[梅特勒托利多儀器（上海）有限公司]；Eppendorf Centrifuge 5810 R冷凍離心機（德國）；MS 3 basic渦旋振蕩器[艾卡（廣州）儀器設備有限公司]；LC-CQ-12F方形固相萃取裝置（上海力辰邦西儀器科技有限公司）；LC-DCY-24G氮氣吹干裝置（海力辰邦西儀器科技有限公司）。

1.3 試驗方法

研究采用GB 5009.27—2016和曾楚瑩等[22]的方法對BaP進行定量檢測，采用GB 5009.265—2016對PAHs進行定性檢測。

1.3.1 溶劑體系的配制

將BaP用乙腈稀釋得到0.5，1.0，5.0，10.0和20.0 ng/mL的校準曲線溶液；將PAHs用乙腈稀釋，得到質量濃度為1，5，10，20，50和100 ng/mL的校準曲線溶液。

1.3.2 樣品前處理

去除雜質，磨碎成均勻的樣品，儲于潔凈的樣品瓶中，并標明標記，于冰箱保存備用。稱取3 g（精確到0.001 g）試樣，加入5 mL正己烷，旋渦混合0.5 min，40 ℃條件下超聲提取10 min，以4 000 r/min離心5 min，轉移出上清液。再加入5 mL正己烷重復提取一次，合并上清液，將上清液在40 ℃條件下氮氣吹干，準確吸取1 mL乙腈，渦旋復溶0.5 min，過微孔濾膜后供液相色譜PAHs定性測定。

將上清液采用BaP分子印跡柱凈化，印跡柱依次用5 mL二氯甲烷、5 mL正己烷活化柱子。將上清液轉移進柱子，待液面降至柱床時，用6 mL正己烷淋洗柱子，棄去流出液。用6 mL二氯甲烷洗脫并收集凈化液到試管中。將凈化液在40 ℃條件下氮氣吹干，準確吸取1 mL乙腈，渦旋復溶0.5 min，過微孔濾膜后備用，供液相色譜BaP定量測定。

1.3.3 分析條件

1.3.3.1 BaP定量檢測色譜條件

Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱：（3.5 μm，2.1 mm×150 mm）；流動相：乙腈∶水=88∶12（體積比）；流速：1.0 mL/min；熒光檢測器：激發波長：261 nm；發射波長：450 nm；柱溫：35 ℃；進樣量：20 μL。

方法檢出限為0.2 μg/kg，定量限為0.5 μg/kg。其中樣品中BaP含量分析利用a等符號表示顯著性差異。

1.3.3.2 15種PAHs定性檢測色譜條件

色譜柱：PAH C18反相鍵合固定相色譜柱（5 μm，4.6 mm×250 mm）；反相C18柱梯度洗脫程序見表1；流速：1.5 mL/min；檢測波長見表2；柱溫：30 ℃；進樣量：20 μL。

表1 反相C18柱梯度洗脫程序

表2 多環芳烴的激發波長、發射波長及其切換色譜時間檢測參數

方法檢出限見表3。

表3 液相色譜法的多環芳烴檢出限 單位：μg/kg

1.3.3.3 BaP、PAHs標準曲線

將標準系列工作液分別注入液相色譜中，測定相應的色譜峰，多次預測定（n=3）后，以標準系列工作液的濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，得到標準曲線回歸方程；BaP標準曲線回歸方程：Y=468 485X+ 379 630（r2=0.996 7）。BaP標準溶液的典型液相色譜圖見圖1，PAHs標準曲線回歸方程見表4，PAHs標準溶液的液相色譜圖見圖2。

圖1 BaP標準溶液的液相色譜圖

表4 PAHs標準曲線回歸方程

圖2 PAHs標準溶液的液相色譜圖

由圖2可知，標準樣品中共含有15種PAHs，根據出峰時間，分別為萘、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]芘和茚并[1,2,3-c,d]芘，輕質PAHs主要集中在7.5～17.0 min，重質PAHs主要集中在21.0～31.5 min。

2 結果與分析

2.1 樣品中PAHs定性分析

樣品中PAHs定性分析如表5所示。PAHs主要集中在萘、苊、芴、菲、蒽、芘、苯并[a]蒽等輕質PAHs。翟君等[24]調研的山東省170份油條中PAHs的總檢出率為89.4%，路楊等[25]對河北省136份煎炸和熏烤的肉類進行調研，PAHs的檢出率為100.0%。歐盟（EU）第835/2011號條例[26]規定，苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、?總量不得超過12 μg/kg，并特別規定BaP含量不可超過2 μg/kg。試驗對樣品中PAHs進行定性研究，15種多環芳烴總體檢出率為38.7%，其中歐盟限定的4種PAHs檢出率為20%。因此，試驗中采樣樣品PAHs總體檢出率與路楊等[25]調研結果相比較低，但是青椒、香菇類樣品PAHs的污染情況較為嚴重，值得注意。

表5 樣品中PAHs定性檢測情況（n=6）

2.2 樣品中BaP定量分析

樣品中BaP定量分析如圖3所示。樣本中均檢出BaP，檢出范圍為0.086～36.789 μg/kg，我國GB 2762—2017對烤制的肉及肉制品、谷物及其制品、水產動物及其制品的BaP限量標準為5 μg/kg，如果各品類樣品以此為標準，樣品超標率高達83.3%，高出國家限量值3～6倍，除E、F兩店家青椒未超標外，其他店家均超標。試驗檢測的其他品類樣品均未超標。所有檢測的樣本中肉類BaP含量與丁洪流等[27-28]研究結果一致，并且丁洪流等[27-28]對江蘇地區烤肉制品中進行了肉的品類分析，即使有約6%的摻假率的情況下，也并未影響肉品的BaP含量，其BaP檢出值范圍為2～8.4 μg/kg。王姝婷等[29]對杭州地區熏燒烤肉制品質量進行了分析，并且還對流動攤販和店面燒烤做了對比分析，結果發現店面燒烤BaP超標率為0。Falcó等[30]對西班牙地區的研究表明，居民日常對PAHs的接觸主要來源于食物，并且Rose等[31]研究也表明肉制品的加工過程中BaP的污染情況應高度重視，歐洲地區規定BaP含量不可超過2 μg/kg，Domingo[32]綜述了大量肉制品污染情況，但是以上研究僅對烤肉制品類中多環芳烴含量進行了測定，此次試驗樣品中香菇、青椒超過國家限量標準5～7倍，非肉制品類BaP污染情況值得引起關注。

圖3 不同燒烤店不同品類樣品中BaP含量（n=6）

不同品類、燒烤店樣品中BaP定量分析如圖4和圖5所示。6家店BaP含量均具有顯著性差異（p＜0.05），其中B店BaP平均含量12.173 μg/kg，E店BaP平均含量5.268 μg/kg，BaP平均含量最高店與最低店相差6.905 μg/kg，6家店平均BaP含量均超過國家限量。由圖5可知，采購樣品中BaP污染情況香菇、青椒污染情況最為嚴重，分別高達23.7和15.4 μg/kg，其次是羊肉、饅頭和魚豆腐（按數值排序），BaP含量均在國標限量標準以下，檢出值范圍在0.086～4.300 μg/kg，E、F兩家店青椒樣品與其他店面相比BaP含量相差25.9 μg/kg，分別為2.576和2.775 μg/kg，通過調研幾家燒烤店發現，食品在制作過程中，除電烤外，其他添加物如香料、油，均無參照標準。同一樣品不同店面中BaP含量相差較大，可能與操作人員、是否碳烤、樣品品類等有關系。劉宜奇等[33]綜述表明煙熏食品中大部分PAHs主要來源于熏煙，熏煙中含有大量的PAH，因此樣品易受到熏煙的污染。Stumpe-Viksna等[34]發現不同類別的木材也會對PAHs的產生造成顯著差異。畢可海等[35]發現不同燒烤時間、溫度、油量也會對樣品中BaP含量造成影響。

圖4 不同燒烤店樣品中BaP含量（n=6）

圖5 不同品類樣品中BaP含量（n=6）

試驗中香菇、青椒中BaP含量遠高于其他品類的原因可能有以下幾點：與由于燒烤人員在燒烤非肉類樣品時，大量刷油、蔬菜組織結構與肉類不同，可能會吸收油煙、使用電烤還是碳烤、樣品自身的持水量均有關系，喬雙雨等[36]在綜述中闡述了蔬菜對PAHs具有吸收富集作用，劉聰聰等[37]在綜述中表明PAHs的污染與油煙污染關聯度很高。但是，具體形成差異原因有待于進一步進行試驗探究。

3 結論

綜上所述，燒烤類食品中多環芳烴殘留量比較嚴重，我國GB 2762—2017對烤制的肉及肉制品、谷物及其制品、水產動物及其制品的BaP限量標準為5 μg/kg，各品類樣品以此為參照，試驗樣品中15種多環芳烴檢出率為38.7%，BaP檢出率為100%，檢出值范圍為0.086～36.789 μg/kg，其中香菇、青椒品類樣品超標率達83.3%，BaP含量高低與樣品品類有關，尤其是非肉類的新興燒烤樣品中污染物含量較高。