運(yùn)用高效液相色譜法檢測食品中丙烯酰胺

◎ 陸 燁

（上海市酒類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心有限公司，上海 200081）

丙烯酰胺是一種白色晶體化學(xué)物質(zhì)，無氣味，熔點(diǎn)82～86 ℃，沸點(diǎn)125 ℃，在丙酮、乙醇、乙醚及水中有較好的溶解性。有關(guān)資料顯示，日常食用的面包、油炸食品中都含有一定劑量的丙烯酰胺，因此，要高度重視丙烯酰胺的檢測，積極應(yīng)用現(xiàn)代化檢測手段，有效檢測不同食品中丙烯酰胺含量，為我國食品安全提供有效保障。

1 丙烯酰胺的形成機(jī)理與危害

1.1 丙烯酰胺的形成機(jī)理

丙烯酰胺的形成機(jī)理涉及多種說法，其學(xué)說理論指出，在高溫環(huán)境下，利用還原糖和天冬酰胺反應(yīng)獲得丙烯酰胺。后期其他相關(guān)學(xué)者發(fā)表論文對丙烯酰胺形成機(jī)制進(jìn)行論述，解釋了利用美拉德反應(yīng)可以獲得該物質(zhì)。同時(shí)，該形成機(jī)制還涉及其他途徑，其中主要包括N-糖苷途徑和天冬酰胺途徑。

1.2 丙烯酰胺的危害分析

①丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性，如果暴露量在0.2～10 mg/kg時(shí)，對神經(jīng)可造成一定程度損傷，而日常攝入量在0.3～0.8 μg/kg，同時(shí)，丙烯酰胺可誘導(dǎo)自由基釋放，導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)氧化應(yīng)激，因此存在一定致癌性，引發(fā)基因損傷或突變。②相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在高劑量丙烯酰胺環(huán)境下有可能激發(fā)潛在腫瘤基因，導(dǎo)致部分癌癥風(fēng)險(xiǎn)升高。③丙烯酰胺表現(xiàn)出一定生殖毒性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，丙烯酰胺會(huì)對小鼠附睪精細(xì)胞膜產(chǎn)生一定危害，導(dǎo)致精子活性下降。

2 食品中丙烯酰胺含量的影響因素

2.1 原料

食物中丙烯酰胺含量會(huì)受到原料中天冬酰胺和還原性糖的影響。科學(xué)家們深入分析了60多種土豆，由此獲取到丙烯酰胺含量會(huì)受到糖含量影響。同時(shí)，有關(guān)學(xué)者指出，常見谷類和淀粉類食品中丙烯酰胺含量會(huì)受到天冬酰胺影響，并且該影響要大于糖含量的影響，如果含有天冬酰胺成分較低，則食品中天冬酰胺含量越高，其含有丙烯酰胺含量會(huì)隨著上升，當(dāng)前者含量增加到一定含量，食品中丙烯酰胺含量會(huì)隨著降低。儲(chǔ)藏環(huán)境和種植條件會(huì)對還原糖和天冬酰胺含量產(chǎn)生一定影響，比如在種植馬鈴薯時(shí)應(yīng)用含氮高的化肥，則成熟后馬鈴薯含有天冬酰胺含量會(huì)比較高，如果儲(chǔ)藏環(huán)境溫度較低，則食品當(dāng)中還原糖含量會(huì)隨著升高，尤其是一些食品通過高溫加工后所含有丙烯酰胺含量會(huì)大大提升。

2.2 加熱

①丙烯酰胺生成會(huì)受到加熱溫度影響。食品在加熱過程中，當(dāng)溫度處在120～160 ℃時(shí)，丙烯酰胺生成量會(huì)隨著加熱溫度上升而增加，如果處在180～200 ℃，則丙烯酰胺含量會(huì)隨著加熱時(shí)間增加出現(xiàn)一個(gè)先上升后下降趨勢。比如，在低溫環(huán)境下貯藏馬鈴薯，該食品內(nèi)部分淀粉會(huì)以還原糖的形式存在，如果通過煎炸方式來處理馬鈴薯，則馬鈴薯顏色會(huì)加深，會(huì)生成大量丙烯酰胺，所以，馬鈴薯片如果用在油炸等途徑，則前期貯藏時(shí)盡量放在超過8 ℃環(huán)境中，或者在溫度比較高的環(huán)境中存放，避免馬鈴薯產(chǎn)生大量還原糖，防止油炸馬鈴薯時(shí)會(huì)有大量丙烯酰胺產(chǎn)生。②丙烯酰胺生成會(huì)受到加熱時(shí)間影響，如將蛋氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺以及葡萄糖加熱5～60 min，溫度控制在180 ℃，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，天冬酰胺和葡萄糖在加熱5 min時(shí)，其丙烯酰胺含量最高，后期加熱會(huì)逐漸降低。在加熱到10 min時(shí)，葡萄糖和谷氨酰胺反應(yīng)生成丙烯酰胺含量處于最高，后期加熱含量不會(huì)產(chǎn)生變化。在與蛋氨酸共同加熱時(shí)，當(dāng)加熱時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)，其丙烯酰胺含量會(huì)隨著加熱時(shí)間延長逐漸增加，后期逐漸穩(wěn)定在某一水平。

3 高效液相色譜法檢測對食品中丙烯酰胺檢測

3.1 食物樣品處理

提取食品中的丙烯酰胺時(shí)，因?yàn)楸０穼儆跇O性化合物，所以在提取過程中要發(fā)揮有機(jī)溶劑作用，其中比較常用的有機(jī)溶劑有二氯甲烷-乙醇、乙酸乙酯、乙腈、甲醇-水以及水等，在提取丙烯酰胺時(shí)，提取方式主要包括固相微萃取、加速溶劑萃取以及液-液萃取。①在應(yīng)用液-液萃取方式時(shí)，其主要溶劑為水，主要是因?yàn)樗梢匀芙獯罅康谋０罚ㄟ^水混合一定比例溶劑，可以有效萃取食品中大部分的丙烯酰胺。在實(shí)際的萃取過程中，要想保障萃取質(zhì)量和萃取效率，要對溫度和加熱時(shí)間進(jìn)行精確控制，將時(shí)間設(shè)置在30 min，萃取過程的加熱溫度要控制在60～80 ℃。②加速溶劑萃取技術(shù)應(yīng)用，如果食品樣品是固體或半固體，則在實(shí)施萃取之前要有效發(fā)揮加速溶劑萃取技術(shù)的作用，該技術(shù)主要是對壓力和溫度實(shí)施控制，其中壓力提升10～20 MPa，溫度要提升20～200 ℃，發(fā)揮其萃取效率高、選擇性好、基體影響好、快速以及使用溶劑含量少等優(yōu)勢。

3.2 食品樣品純化處理

大部分食品中含有丙烯酰胺雜質(zhì)較多，同時(shí)含量非常低，所以，要想獲取精確性檢測數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果，需要通過有效的富集和純化方式來處理樣品中的丙烯酰胺，其中純化技術(shù)主要有化學(xué)純化法和固相萃取法，同時(shí)可以將兩種方法結(jié)合，從而保障純化質(zhì)量與純化效率。相關(guān)學(xué)者在應(yīng)用固相萃取-高效液相色譜法時(shí)，檢測出食品中丙烯酰胺含量在27～198 μg/kg。應(yīng)用化學(xué)純化法主要目的是清除樣品中可能存在的干擾物質(zhì)，并依照干擾物基本特征來對沉淀劑實(shí)施選擇，其中Carrez是常用的一種沉淀劑。

3.3 高效液相色譜法在丙烯酰胺檢測中的應(yīng)用

高效液相色譜法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其應(yīng)用機(jī)理基本相同，但要依照不同檢測目標(biāo)采用不同的處理技術(shù)。以氣相色譜理論為基礎(chǔ)，檢測過程中涉及多種專業(yè)化技術(shù)，其中包括高靈敏度、高壓泵以及高效固定相檢測器，是一種常見的檢測技術(shù)方法，涉及檢測器主要有二極管陳列檢測器、電化學(xué)檢測器、熒光檢測器以及紫外檢測器。首先從食品樣品中萃取出丙烯酰胺，然后實(shí)施純化處理，利用C18固相萃取技術(shù)，分離過程使用Aglient XDB反向C18來實(shí)施，在實(shí)施測定時(shí)利用二極管陳列檢測器，從而獲取最終檢測數(shù)據(jù)與檢測結(jié)果，其中檢出量最低為10 ng/g，檢出限值為10 μg/kg，回收率為80%～115%。同時(shí)可以利用正相-高效液相色譜法實(shí)施檢測，首先將食品樣品進(jìn)行粉碎處理，得到均勻小顆粒后，在70 ℃熱水中提取，然后經(jīng)過震蕩和離心環(huán)節(jié)，最終充分過濾，再將正己烷脫脂加入其中，通過液相色譜法進(jìn)一步測定后得出檢測限為10 μg/kg，回收率為95%～103%。通過結(jié)果能過看出，該方法和其他檢測方法結(jié)果非常接近，因此能夠?qū)κ称分斜０穼?shí)施有效檢測。

4 結(jié)語

由于丙烯酰胺會(huì)對人體產(chǎn)生危害，所以，要高度重視食品中丙烯酰胺含量問題，積極發(fā)揮高效液相色譜法來對食品當(dāng)中丙烯酰胺物質(zhì)實(shí)施有效檢測，同時(shí)深入分析何種情況下食品中丙烯酰胺含量會(huì)大幅度升高，并對此積極采取有效措施，從而有效降低食品當(dāng)中丙烯酰胺含量，為人們生命健康提供有效保障。

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