食品中甲醛本底值分析及含量檢測*

陳 果，汪 敏，馬雪豐，秦德萍，陶 娟，呂 偉

(1 重慶市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院，重慶 401121；2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

甲醛，又名蟻醛，是一種無色有刺鼻氣味的氣體。甲醛主要以40%(V/V)的水溶液(福爾馬林)和次硫酸氫鈉甲醛(吊白塊)的形式，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、化工行業(yè)中起著消毒、防腐、漂白等作用。國內(nèi)外大量研究表明甲醛對人體眼、鼻、喉有強(qiáng)烈刺激性作用，會引起急性炎癥和呼吸道疾病[1]。同時，甲醛還對生殖發(fā)育系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)具有較大毒性，此外，甲醛還具有致癌性[2-5]。因此，我國法律嚴(yán)厲禁止在食品生產(chǎn)過程中添加甲醛。為了延長食品貨架期和保鮮時間，部分不法商販利用甲醛的防腐特性，在食品中非法添加甲醛；此外，在處理漲發(fā)毛肚、鴨腸、魷魚等水發(fā)食品時，加入甲醛使蛋白質(zhì)變性，可增加水發(fā)食品的韌性和保水性，改善產(chǎn)品口感；在氣溫較高時處理鴨血、豬血等食用血制品，加入甲醛可以起到防腐的功能。然而，除人為添加外，食品中還可能存在甲醛本底。動植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等代謝過程中可產(chǎn)生甲醛[6]，如N-甲基化氨基酸殘基、脫氧核糖核酸的去甲基化等過程。在香菇中，甲醛是香菇酸分解成香菇風(fēng)味物質(zhì)—香菇精(1，2，3，5，6-五硫雜環(huán)庚烷)的副產(chǎn)物[7]；魚類和貝類等水產(chǎn)品體內(nèi)的氧化三甲胺可以在酶的作用下分解成二甲胺和甲醛[8]。在正常生理?xiàng)l件下，大鼠和猴血液中的甲醛含量可分別達(dá)到(2.24±0.07)mg/kg和(2.42±0.09)mg/kg[9-10]。在缺乏對甲醛本底含量進(jìn)行系統(tǒng)性研究的情況下，直接將食品中檢出的甲醛都視為人為非法添加，往往會導(dǎo)致較大爭議，同時也影響食品檢測的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。

目前，食品中甲醛的檢測方法主要有分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法等。分光光度法主要利用甲醛與乙酰丙酮、酚試劑、4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂(AHMT)、品紅-亞硫酸等試劑反應(yīng)，生成發(fā)色基團(tuán)，根據(jù)朗伯比爾定律測定其含量。分光光度法操作簡單，對儀器設(shè)備要求較低，但易受到食品基質(zhì)干擾，特異性不佳，靈敏度差[11-14]。氣相色譜法靈敏度高、檢出限低，但利用該方法檢測水產(chǎn)品中甲醛效果較差[15]。由于甲醛揮發(fā)性強(qiáng)、在紫外光譜范圍內(nèi)吸收弱，故使用液相色譜法測定甲醛時，通常需將甲醛衍生化。常用的衍生試劑是2，4-二硝基苯肼，可與甲醛反應(yīng)生成穩(wěn)定衍生產(chǎn)物—二硝基苯腙，在330 nm附近有較強(qiáng)吸收。柱前衍生-液相色譜法重復(fù)性好、分量效果明顯，被廣泛應(yīng)用于多種類食品甲醛檢測中[16]。

為調(diào)查食品中甲醛本底，選取易被非法添加甲醛的畜副產(chǎn)品(毛肚)、禽副產(chǎn)品(鴨腸、鵝腸)、食用血制品(鴨血、豬血)、水產(chǎn)品(魷魚、馬面魚)為研究對象。采集未經(jīng)加工過的上述產(chǎn)品，使用柱前衍生-高效液相色譜法對其甲醛含量進(jìn)行分析。同時，采集市售的上述產(chǎn)品，測定其甲醛含量。通過比較二者甲醛含量的差異，判斷食品中甲醛人為添加的可能性，為食品安全監(jiān)管部門風(fēng)險預(yù)警及制定科學(xué)的判定依據(jù)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

采集未經(jīng)加工處理的毛肚、鴨腸、鵝腸、鴨血、豬血采集于重慶市屠宰場和養(yǎng)殖場，各50批次；海捕的魷魚、馬面魚采集于廈門市某水產(chǎn)公司，各50批次；市售的毛肚、鴨腸、鵝腸、鴨血、魷魚、馬面魚采集于重慶市農(nóng)貿(mào)市場、凍品市場，各50批次。

乙腈(色譜純)，Honeywell公司；2，4-二硝基苯肼(色譜純)，麥克林公司；乙酸銨、冰醋酸(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(濃度：10.0 mg/mL)，中國計量科學(xué)研究院。

1.2 主要儀器與設(shè)備

LC-30AT高效液相色譜儀，日本島津公司；恒溫振蕩器，德國IKA公司；均質(zhì)器，德國IKA公司；Multi Reax渦旋儀，德國Heidolph公司；MSU224S-100-Du電子分析天平，德國Sartorius公司；Multifuge X1R高速離心機(jī)，美國Thermo Scientific公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 衍生試劑配制

稱取2.64 g乙酸鈉，以適量水溶解，加入1.0 mL冰醋酸，用水定容至500 mL。稱取2，4-二硝基苯肼300 mg，用乙腈定容至500 mL。將乙酸鈉緩沖液和2，4-二硝基苯肼以1:1比例混合，配制得到衍生試劑。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

吸取甲醛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1 mL，用水定容至100 mL，配制得濃度為100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別移取甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液20 μL、50 μL、、100 μL、200 μL、500 μL、1000 μL、1500 μL至 10 mL具塞比色管中，加入衍生試劑至刻度，置于恒溫振蕩器中，60℃，200 r/min，恒溫振蕩1 h。取出冷卻至室溫，過0.22 μm濾膜，供液相色譜測定。

1.3.3 樣品處理

樣品均質(zhì)后，稱取1 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中，準(zhǔn)確加入衍生試劑20 mL，渦旋振蕩30 s，置于恒溫振蕩器中， 60 ℃，200 r/min，恒溫振蕩1 h。取出冷卻至室溫。5000 r/min離心5 min，上清液過0.22 μm濾膜，供液相色譜測定，根據(jù)保留時間定性，峰面積外標(biāo)法定量。以未加樣品的衍生液以上述步驟操作，作為空白試液。

1.3.4 色譜條件

色譜柱：Zorbax Eclipse AAA(4.6 mm×150 mm，5 μm)；柱溫：35 ℃；流速：0.8 mL/min；流動相： 水： 甲醇=30:70 (V:/V)；進(jìn)樣體積：20 μL；檢測器：二極管陣列檢測器；檢測波長：338 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法學(xué)考察

2.1.1 特異性

將空白試液、甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.00 μg/mL)、樣品試液、樣品加標(biāo)試液分別進(jìn)樣測試，所得色譜圖如圖1所示。甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品試液、樣品加標(biāo)試液的甲醛衍生物峰的保留時間為3.74 min，空白試液在該位置未出峰。在不同樣品基質(zhì)的色譜圖1中可以看出，保留時間附近雜峰較少，說明此方法受基質(zhì)干擾較少。

圖1 空白試液、標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品試液、樣品加標(biāo)試液色譜圖Fig.1 Chromatograms of blank， standard， sample and spike solution

2.1.2 線性關(guān)系和檢出限

將1.3.2配置得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液注入液相色譜測定，以甲醛濃度(X)為橫坐標(biāo)，峰面積(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，甲醛在0.2～15.0 μg/mL范圍內(nèi)線性響應(yīng)良好，線性方程為：Y=29600X+42655，相關(guān)系數(shù)r2=0.9998。由于該測定方法受基質(zhì)干擾較小，研究中僅以鴨血為代表，考察方法檢出限。在鴨血陰性基質(zhì)中加入甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，上機(jī)測定。以甲醛衍生物峰的信噪比為3時，確定方法檢出限為0.35 μg/kg。

2.1.3 回收率和精密度

為考查方法的回收率，分別在畜副產(chǎn)品(毛肚)、禽副產(chǎn)品(鴨腸、鵝腸)、食用血制品(鴨血、豬血)、水產(chǎn)品(魷魚、馬面魚)中加入1.0 mg/kg、2.0 mg/kg、10.0 mg/kg三個水平的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，并按照1.3.3所述方法處理并上機(jī)測定，每個樣品平行測定6次，確定每個添加水平的平均回收率及精密度，結(jié)果如表1所示。精密度以相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation， RSD)來表示。畜副產(chǎn)品、禽副產(chǎn)品、食用血制品、水產(chǎn)品的甲醛回收率在92.9%～98.4%之間，當(dāng)加標(biāo)水平在 10 mg/kg時，回收率均高于97%。

表1 甲醛回收率及標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 1 Recovery and RSD of formaldehyde(n=6)

2.2 食品中甲醛本底測定

采集未經(jīng)加工處理的畜副產(chǎn)品(毛肚)、禽副產(chǎn)品(鴨腸、鵝腸)、食用血制品(鴨血、豬血)、水產(chǎn)品(魷魚、馬面魚)按照1.3.3所述方法處理并上機(jī)測定，結(jié)果如表1所示。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，畜副產(chǎn)品、禽副產(chǎn)品、食用血制品、水產(chǎn)品中均存在甲醛本底，但含量較低，食用血制品中甲醛本底的平均值最高，為1.26 mg/kg，其余品種的甲醛本底平均值均未超過1.20 mg/kg，部分樣品的甲醛測定值低于方法檢出限，結(jié)果統(tǒng)計中含量以 0 mg/kg計算。

表2 食品中甲醛本底含量測定Table 2 Contents of formaldehyde background of food

2.3 市售食品甲醛含量測定

市售的畜副產(chǎn)品(毛肚)、禽副產(chǎn)品(鴨腸、鵝腸)、食用血制品(鴨血、豬血)、水產(chǎn)品(魷魚、馬面魚)甲醛檢測結(jié)果如 表3所示，將甲醛含量超過5.00 mg/kg的樣品視為陽性樣品。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，四類食品中，均有陽性樣品檢出，食用血制品的甲醛陽性檢出率最高，為16.0%，畜副產(chǎn)品最低為4.0%。四類陽性樣品的平均測定值分別為24.6、202、62.1、47.6 mg/kg，其中禽副產(chǎn)品中有6批次樣品甲醛含量超過100mg/kg，最大測定值高達(dá)355 mg/kg，遠(yuǎn)超2.2中所測本底范圍，推測部分樣品存在甲醛非法添加情況。陰性樣品的甲醛測定平均值與2.2所測甲醛本底含量差異不大。

表3 市售食品中甲醛含量測定Table 3 Contents of formaldehyde of food from market

3 結(jié) 論

柱前衍生-高效液相色譜法檢測食品中的甲醛，前處理簡單快捷，將提取和衍生步驟合并，省去了文獻(xiàn)方法中的蒸餾環(huán)節(jié)[17]，單個樣品的檢測時間可以縮短0.5 h以上。分析不同基質(zhì)的甲醛色譜圖，發(fā)現(xiàn)該方法特異性高，基質(zhì)效應(yīng)小。標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍、檢出限、回收率、精密度均能滿足日常檢測需要。從食品中甲醛本底的測定結(jié)果可以看出，畜副產(chǎn)品、禽副產(chǎn)品、食用血制品、水產(chǎn)品均存在一定的甲醛本底，平均值分別為： 0.595、0.536、1.26、1.14 mg/kg，其中最大值為鴨腸樣品中測得的4.42 mg/kg。畜副產(chǎn)品、禽副產(chǎn)品、食用血制品、水產(chǎn)品的甲醛本底值與文獻(xiàn)中報道的紅蝦、帶魚、烏賊等水產(chǎn)品的甲醛本底值基本一致[18]。這些甲醛可能是由生物體代謝產(chǎn)生，殘留于細(xì)胞之中。魷魚、馬面魚等水產(chǎn)品體內(nèi)存在氧化三甲胺，它是魚類肌肉蛋白中非蛋白氮的主要組成部分。氧化三甲胺在酶的作用下，持續(xù)分解成二甲胺和甲醛。這部分甲醛可能是水產(chǎn)品中甲醛本底的主要來源。

由于樣本數(shù)量有限，本次研究所得的食品中甲醛本底值只能作為參考數(shù)據(jù)。為得到更為客觀準(zhǔn)確的甲醛本底值，除了加大樣本數(shù)量外，食品中甲醛本底的動態(tài)變化，甲醛本底和儲存條件、儲存時間的關(guān)系還需要進(jìn)一步探索。目前，檢測食品中甲醛含量的主要參考標(biāo)準(zhǔn)是 SC/T 3025-2006《水產(chǎn)品中甲醛的測定》[17]，其方法檢出限為0.20 mg/kg，低于本研究中得到的四類食品甲醛本底平均值。由于甲醛本底普遍存在于食品中，若以樣品測定值是否超出檢出限作為甲醛檢測判定的依據(jù)，那么檢測結(jié)果必然引起爭議。綜合甲醛本底數(shù)據(jù)和工作效率考慮，本研究在檢測市售食品時，將甲醛含量大于5.0 mg/kg的樣品視為陽性。市售樣品中，部分禽副產(chǎn)品、食用血制品等產(chǎn)品的甲醛測定值達(dá)到300 mg/kg以上，遠(yuǎn)超自身的本底值。參考以往的案例，使用甲醛浸泡可以調(diào)升禽副產(chǎn)品的保水性，增強(qiáng)口感；在食用血制品中加入甲醛，可以起到防腐的效果。綜上判斷部分檢測樣品可能存在甲醛非法添加的情況。