加工工藝對茶油中多環(huán)芳烴組成及含量的影響

祝華明 戴賢君 鄭睿行

（1.衢州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測中心，浙江 衢州 324000；2.中國計(jì)量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

茶油是以山茶科植物油茶或小葉油茶的成熟種子為原料生產(chǎn)得到的脂肪油，是中國特有木本油料，具有特殊的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能［1］。茶油脂肪酸組成與橄欖油相似，富含人體必須的不飽和脂肪酸、維生素E等天然抗氧化成分，不含引起人體致癌的黃曲霉素，屬于天然綠色食品［2］。茶油具有多種功能，可防止動(dòng)脈硬化，抑制和預(yù)防冠心病、高血壓等心腦血管疾病，已成為當(dāng)今食用油中的精品［2］。

目前，茶油的加工工藝有多種方法，包括高溫壓榨法、低溫壓榨法、溶劑浸出法、超臨界CO2萃取法、水酶法、水代法等。其中高溫壓榨和溶劑浸出法屬傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，低溫壓榨、超臨界CO2萃取和水酶法為新興的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝［3］。與傳統(tǒng)工藝相比，這些新興工藝具有操作溫度低，提取純度高，磷脂含量、酸值及過氧化值低等優(yōu)點(diǎn)［3，4］。水代法目前尚難應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中，主要原因是該工藝形成的乳化層須經(jīng)后續(xù)破乳技術(shù)處理，且水分及揮發(fā)物不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求［5］。

多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）主要是有機(jī)物在高溫下不完全燃燒而產(chǎn)生的系統(tǒng)化合物，廣泛存在于環(huán)境、食品中及生物體內(nèi)，其中萘、苊、苯并（α）芘等15種PAHs有致癌、致畸和致突變作用而被視為最嚴(yán)重的污染物［6］。油茶籽在加工過程中會不同程度地產(chǎn)生各種PAHs已成為業(yè)界共識，其中生產(chǎn)工藝引起茶油中苯并（α）芘污染的研究較多［1］，僅鐘海雁等［7］提到了茶油中的萘，而其它14種PAHs的污染程度的系統(tǒng)研究尚未見報(bào)道。歐盟規(guī)定食用油脂中苯并（α）芘的最大限量為2.0μg/kg，苯并（α）芘/苯并（α）蒽/苯并（b）熒蒽/總和最大限量為10.0μg/kg［8］；德國油脂協(xié)會規(guī)定食用油脂中苯并（α）芘的最大限量為0.5μg/kg，其他PAHs最大限量為25.0μg/kg［9］；中國食用油脂國家標(biāo)準(zhǔn)僅對PAHs中的苯并（α）芘作了限量規(guī)定，限量值為10.0μg/kg［10］。為了探索茶油安全生產(chǎn)加工技術(shù)，本研究擬對低溫壓榨、高溫壓榨、浸出、超臨界CO2萃取和水酶法5種工藝生產(chǎn)的毛油進(jìn)行PAHs檢測研究，并通過高溫模擬處理分析影響PAHs超標(biāo)的原因，旨在為完善茶油安全標(biāo)準(zhǔn)提供制定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低溫壓榨工藝生產(chǎn)的茶油：浙江A公司的3批次毛油，衢州B公司的3批次毛油；

高溫壓榨工藝生產(chǎn)的茶油：衢州B公司的3批次毛油，浙江C公司的3批次毛油；

以六號溶劑油浸出工藝生產(chǎn)的茶油：浙江C公司的3批次毛油；

超臨界CO2萃取工藝生產(chǎn)的茶油：浙江大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)學(xué)系研制的3批次毛油；

水酶法工藝生產(chǎn)的茶油：湘潭D公司的3批次毛油；

15種PAHs混標(biāo)和單標(biāo)：上海安普生物科技有限公司；

環(huán)己烷、乙酸乙酯：農(nóng)殘級，上海安普生物科技有限公司；

乙腈：色譜純，上海安普生物科技有限公司；

PAH 色譜柱（Eclipse PAH，4.6mm×250mm，5μm）：美國安捷倫科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高效液相色譜儀：Agilent 1200（FLD）型，美國安捷倫科技有限公司；

GPC－全自動(dòng)定量濃縮儀：3000型，德國LCTech公司；

氮吹儀：N－EVAP型，美國Organomation公司。

1.3 茶油中PAHs檢測

1.3.1 樣品制備 準(zhǔn)確稱取茶油樣1.000g，置于10mL容量瓶中，用環(huán)己烷/乙酸乙酯（1︰1，V︰V）溶解并定容至10mL，劇烈搖勻，過0.45μm有機(jī)濾膜后轉(zhuǎn)移至16mL進(jìn)樣瓶中，待進(jìn)入GPC儀中凈化濃縮。

1.3.2 GPC凈化濃縮 GPC自動(dòng)吸取5mL樣品，使用GPC自動(dòng)凈化濃縮功能將樣品凈化并定量濃縮至2mL，取1.5mL濃縮液氮?dú)獯蹈珊?，用乙腈定容?.75mL，供HPLC—FLD檢測。PAHs凈化參數(shù)：樣品定量環(huán)5.0mL，油浴溫度40℃，循環(huán)冷卻水溫4℃，流動(dòng)相流速5.0mL/min，前運(yùn)行時(shí)間1 600s，主運(yùn)行時(shí)間2 200s，后運(yùn)行時(shí)間120s，樣品收集體積1.5mL，真空參數(shù)：階段Ⅰ18kPa，階段Ⅱ21kPa。

1.3.3 檢測方法 采用凝膠滲透色譜凈化—高效液相色譜法［11］檢測油茶籽油中15種多環(huán)芳烴。

1.4 高溫模擬處理

準(zhǔn)確稱取經(jīng)檢測無PAHs的茶油（＜0.1μg/kg）15份（每份200.0g）分成5組，每組3份分別在60，100，150，200，300℃下處理50min，檢測各處理油樣中PAHs含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 加工工藝對茶油中PAHs的組成與含量影響

由表1可知：低溫壓榨、超臨界CO2萃取和水酶法工藝生產(chǎn)的茶油中15種PAHs都未檢出，或小于0.1μg/kg，低于中國、歐盟及德國油脂協(xié)會規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn)［8－10］，說明這3種工藝產(chǎn)生多環(huán)烴的可能性很低。高溫壓榨法和浸出法工藝生產(chǎn)茶油中則分別檢出了7種和5種PAHs，均含輕質(zhì)多環(huán)芳烴和重質(zhì)多環(huán)芳烴［12］，但都以輕質(zhì)為主。其中高溫壓榨法生產(chǎn)的茶油中PAHs主要有苯并（k）熒蒽、苯并（α）芘、苯并（α）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（g，h，i）苝、苊和芘，含量依次為苯并（k）熒蒽＞苯并（α）芘＞苯并（α）蒽＞苯并（b）熒蒽＞ 苯 并 （g，h，i）苝 ＞ 苊 ＞ 芘，7 種 PAHs總 含 量 達(dá)75.16μg/kg；浸出法生產(chǎn)的茶油中PAHs中主要有苯并（α）蒽、苯并（α）芘、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽和苊，含量依次為苯并（α）蒽＞苯并（α）芘＞苯并（b）熒蒽＞苯并（k）熒蒽＞苊，5種PAHs總含量達(dá)51.75μg/kg。無論是數(shù)量或者是含量，高溫壓榨法均超出浸出法工藝生產(chǎn)的茶油，但二者的PAHs量均超出了中國、歐盟及德國油脂協(xié)會規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn)［8－10］。

2.2 加熱處理對茶油中PAHs變化的影響

由表2可知：60℃時(shí)被檢出PAHs較少，含量均低于0.1μg/kg。隨著加熱溫度的逐步升高，PAHs檢出種類逐漸增多且含量上升，溫度效應(yīng)非常明顯，其中100℃時(shí)以苯并（k）熒蒽產(chǎn)生的速度最快，100～200℃時(shí)苯并（α）芘的增加最為顯著，200℃時(shí)苯并（α）芘的含量已超過GB 2716—2005限量標(biāo)準(zhǔn)（10μg/kg）。以上結(jié)果說明在茶油加工過程中，高溫可能是導(dǎo)致茶油中PAHs含量增加的重要原因。Barranco等［13］報(bào)道，油料用熱解燃?xì)飧稍?，可使其食用油中PAHs含量達(dá)到2 000μg/kg，其主要原因在于油脂中的脂肪酸等成分在加熱條件下部分發(fā)生熱裂解現(xiàn)象，產(chǎn)生出各種碳?xì)渥杂苫退槠?，并在高溫條件下進(jìn)一步合成不同的多烷芳烴成分。

表1 不同工藝茶油樣品中PAHs的組成與含量Table 1 Effect of processing technology on the composition and concentration of PAHs in camellia seed oilμg/kg

表1 不同工藝茶油樣品中PAHs的組成與含量Table 1 Effect of processing technology on the composition and concentration of PAHs in camellia seed oilμg/kg

ND表示未檢出。

樣品 萘 苊 芴 菲 蒽 熒蒽 芘 苯并（α）蒽0.10 ND ND ND ND ND ND高溫壓榨法 ND 3.22±0.73 ND ＜0.10 ND ND 2.24±0.35 14.37±1.47浸出法 ND 3.17±0.45 ND ND ND ND ND 17.42±0.96超臨界CO2萃取法低溫壓榨法 ND ＜ND ＜0.10 ND ND ND ND ND ND水酶法 ＜0.10 ND ND ND ＜0.10 ND ND ＜0.10樣品images/BZ_246_599_950_630_981.png苯并（b）熒蒽苯并（k）熒蒽苯并（α）芘二苯并（α，h）蒽苯并（g，h，i）苝茚并（1，2，3－c，d）芘0.10 ND ND ND高溫壓榨法 ND 6.65±1.04 22.12±1.16 20.94±1.52 ND 5.62±0.74 ND浸出法 ND 10.05±1.24 8.70±1.13 12.41±1.38 ND ND ND超臨界CO2萃取法低溫壓榨法 ND ＜0.10 ND ＜ND ＜0.10 ND ＜0.10 ND ND ND 0.10 ND ND ND水酶法 ND ND ND ＜

表2 加熱處理對油茶籽油中PAHs組成和濃度的影響Table 2 Effect of heat treatment on the PAHs ingredients and concentrations of camellia seed oil μg/kg

表2 加熱處理對油茶籽油中PAHs組成和濃度的影響Table 2 Effect of heat treatment on the PAHs ingredients and concentrations of camellia seed oil μg/kg

加熱處理時(shí)間均為50min。

處理溫度/℃ 苊 芘 苯并（α）蒽 苯并（b）熒蒽 苯并（k）熒蒽 苯并（α）芘 苯并（g，h，i）苝4 19.75±0.28 22.71±0.47 5.93±0.26 0.1 ND 100 1.25±0.12 0.58±0.09 2.86±0.21 1.65±0.16 3.45±0.14 1.37±0.31 0.67±0.11 150 1.89±0.17 0.83±0.07 4.70±0.28 3.36±0.28 7.26±0.23 5.24±0.22 2.45±0.18 200 2.66±0.23 1.75±0.13 10.62±0.15 5.88±0.21 11.47±0.36 18.85±0.34 4.27±0.35 300 3.95±0.19 2.37±0.17 16.89±0.32 6.94±0.2 60 ND ND ＜0.1 ND ＜0.1 ＜

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫壓榨、超臨界CO2萃取和水酶法工藝生產(chǎn)的茶油PAHs各成分均未超過中國、歐盟及德國的限量標(biāo)準(zhǔn)［8－10］，可能是由于3種加工工藝的原料均不需要經(jīng)過高溫處理［14，15］。高溫壓榨法和浸出法生產(chǎn)的茶油中均有不同成分的PAHs，其含量超過中國、歐盟及德國的限量標(biāo)準(zhǔn)［8－10］，主要是這兩種工藝的共同特點(diǎn)均需經(jīng)高溫處理。高溫壓榨法需經(jīng)過兩道高溫工序，即烘炒和榨床過程，局部溫度可達(dá)200℃，這可能導(dǎo)致PAHs的產(chǎn)生；浸出法汽提過程中的溫度也接近150℃，且所用的餅粕原料通常為經(jīng)過高溫壓榨的茶餅，存在PAHs的可能性較大，因PAHs是脂溶性的，提取后的茶油自然存在PAHs。進(jìn)一步的模擬處理驗(yàn)證了高溫導(dǎo)致PAHs的產(chǎn)生，其產(chǎn)生的機(jī)制可能是茶籽在炒制及榨床的高溫?zé)峤膺^程中甲基烷基化及油脂的劇烈熱合聚合反應(yīng)促使PAHs的生成。鑒于高溫壓榨法和浸出法工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛采用，建議對這兩種工藝生產(chǎn)的毛油采用合適的精制方法以去除PAHs，確保茶油的質(zhì)量安全。

1 陳臣，謝伶莉，黃永文，等.淺析茶油加工企業(yè)環(huán)境污染防治對策［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（2）：30～35.

2 陳永忠，羅健，王瑞，等.中國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與前景［J］.糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2013，38（1）：10～12.

3 劉瑞興，張智敏，吳蘇喜，等.水酶法提取油茶籽油的工藝優(yōu)化及其營養(yǎng)成分分析［J］.中國糧油學(xué)報(bào)，2012，27（12）：54～61.

4 Moreau R A，Johnston D B，Powell M J，et al.A comparison of commercial enzymes for the aqueous enzymatic extraction of corn oil from corn germ［J］.Journal of the American Oil Chemists'Society，2004，81（11）：1 071～1 075.

5 李依娜，鐘海雁.油茶籽油的水代法提取工藝研究及品質(zhì)分析［J］.食品與機(jī)械，2010，26（2）：139～142.

6 孫艷，楊洪彪，李晨光，等.食品中多環(huán)芳烴含量檢測方法研究［J］.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2005（11）：44～45.

7 鐘海雁.對現(xiàn)行中國茶油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與品質(zhì)安全控制的幾點(diǎn)看法［J］.食品與機(jī)械，2011，27（4）：5～8.

8 Commission of the European Communities.No 835/2011Commission regulation（EU）［S］.［S.l.］Official Journal of the European Union，2011.

9 Sharma A，Khare S K，Gupta M N.Enzyme－assisted aqueous extraction of peanut oil［J］.Journal of the American Oil Chemists'Society，2002，79（3）：215～218.

10 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2762—2012 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

11 鄭睿行，祝華明，黃立超，等.凝膠滲透色譜凈化—高效液相色譜法檢測油茶籽油中15種多環(huán)芳烴［J］.中國油脂，2014，39（7）：86～90.

12 田玉霞，孟橘.食用油中多環(huán)芳烴的研究進(jìn)展［J］.中國油脂，2012，37（3）：69～73.

13 Barranco A，Salces A，Berrueta R M，et al.Comparison of two sample clean－up methodologies for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in edible oils ［J］.J.Sep.Sci.，2003（26）：1 554～1 562.

14 祝華明，陳中海，沈建福，等.浙江紅花油茶山茶油提取工藝研究［J］.糧食與食品工業(yè)，2015，22（2）：17～21.

15 王超，方柔，仲山民，等.水酶法提取山茶油的工藝研究［J］.食品工業(yè)科技，2010，31（5）：267～269.