肉制品中多環(huán)芳烴檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

肖昭競(jìng)，童蘭艷，代政華，李根容，龍梅，韓海燕

1. 重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)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(guó)家農(nóng)副加工及調(diào)味品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶 401123）

多環(huán)芳烴化合物（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指2個(gè)以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相連的化合物，根據(jù)相對(duì)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(dá)400多種，是至今為止數(shù)量最多的一類(lèi)致癌物[1]。

PAHs的研究從環(huán)境領(lǐng)域開(kāi)始，通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的PAHs可通過(guò)富集轉(zhuǎn)移進(jìn)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（PAO）[5]統(tǒng)計(jì)，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(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家每人每年肉的消耗量分別為31.6和95.7 kg。預(yù)計(jì)到2050年人均肉消耗量將在此基礎(chǔ)上翻倍[6]。肉類(lèi)具有豐富的營(yíng)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(guò)腌制、油炸、煙熏或發(fā)酵加工成肉制品來(lái)增加肉的風(fēng)味或是延長(zhǎng)肉的儲(chǔ)存時(shí)間。但在2015年10月，國(guó)際抗癌機(jī)構(gòu)（IARC）將加工肉制品培根、火腿、香腸等列為Ⅰ類(lèi)致癌物。研究證實(shí)，肉類(lèi)食物在高溫加工如煙熏、燒烤、油炸時(shí)，脂肪組織發(fā)生熱解，或接觸不完全燃燒物，都會(huì)產(chǎn)生大量的PAHs[8-9]。

因此，在簡(jiǎn)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(cè)技術(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，討論現(xiàn)有前處理過(guò)程和檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及局限性，并對(duì)肉制品中PAHs的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行展望。

1 肉制品中多環(huán)芳烴（PAHs）的檢測(cè)

1.1 樣品前處理

肉制品中PAHs含量低、基質(zhì)復(fù)雜且易與脂肪等大分子物質(zhì)結(jié)合，難以直接測(cè)定。肉制品中PAHs的測(cè)定前處理通包括兩個(gè)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(zhǔn)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(jìn)一步擴(kuò)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(guò)熱回流使樣品與溶劑的反復(fù)接觸達(dá)到較高的提取效率，但是此方法耗時(shí)長(zhǎng)，故該方法通常用作其他提取方法效果的評(píng)價(jià)參考[11]。超聲波萃取法（SE）為美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）倡導(dǎo)的一種針對(duì)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(duì)一些熱敏類(lèi)成分產(chǎn)生的負(fù)面影響。李永新等[12]在檢測(cè)熏肉中存在的PAHs物質(zhì)時(shí)選擇超聲波輔助前處理手段進(jìn)行提取，可對(duì)25類(lèi)PAHs提供理想的提取效果，回收率達(dá)48.5%～106.5%。加速溶劑萃取（Accelerate soluble extraction，ASE）是利用溫度和壓力來(lái)增加目標(biāo)物的溶解和擴(kuò)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(diǎn)。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?。ˋSE）與凝膠滲透色譜（GPC），提取到魚(yú)肉樣品中24種PAHs，但此操作在凈化階段消耗時(shí)間長(zhǎng)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(jī)溶劑在提取PAHs的同時(shí)會(huì)將脂肪等干擾物質(zhì)同時(shí)溶解出來(lái)，干擾檢測(cè)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(duì)提取液中的色素、油脂和水分進(jìn)行凈化，導(dǎo)致凈化時(shí)間長(zhǎng)、成本高。

由于PAHs種類(lèi)多、極性差異大，在普通的凈化過(guò)程損耗大，研究人員將具有高選擇性的分子印跡技術(shù)應(yīng)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(diǎn)上完全匹配聚合物的實(shí)驗(yàn)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(cè)定熏烤肉中16種歐盟優(yōu)控多環(huán)芳烴（PAHs）的檢測(cè)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(jìn)行測(cè)定，16種PAHs回收率為64.24%～111.61%。

近年來(lái)，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(yīng)用于植物源性食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的分散固相萃取（Dispersive solid-phase extraction，dSPE）引入到食品中PAHs的檢測(cè)[22]，分散固相萃?。╠SPE）是通過(guò)加入乙腈、無(wú)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(shí)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(cè)定

目前，PAHs的檢測(cè)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(yáng)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(cè)[11]。所以目前最具實(shí)用價(jià)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(cè)法[25]是PAHs檢測(cè)使用頻率最高的方法，也是多數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)定方法[26]。同時(shí)，高效液相色譜（HPLC）結(jié)合熒光法測(cè)定食品中PAHs通過(guò)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）以及歐盟食品安全局（EFSA）認(rèn)證的檢測(cè)方法[27]。王麗霞等[28]建立HPLC測(cè)定烤肉中16種PAHs的方法，經(jīng)過(guò)熒光和紫外檢測(cè)器定量，相關(guān)系數(shù)R2≥0.997，在50 μg/kg添加條件下，各目標(biāo)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(cè)定多環(huán)芳烴前處理過(guò)程簡(jiǎn)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(dǎo)致高效液相色譜熒光法能夠測(cè)定PAHs的種類(lèi)有限。由于此分析法分析時(shí)間長(zhǎng)、基線易漂移等，因此如何提高高效液相色譜法的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度是以后研究的重點(diǎn)。

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(cè)領(lǐng)域受到極大關(guān)注。GC-MS/GC-MS/MS[29-32]法是目前分析復(fù)雜組分最行之有效的方法。毛婷等[33]用GC-MS分離測(cè)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(cè)煙熏肉產(chǎn)品中的PAHs，檢出限可達(dá)0.01～10.00 μ g/kg。由于色譜柱持續(xù)高溫對(duì)進(jìn)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(biāo)改善儀器日間精密度，得到更準(zhǔn)確的定量結(jié)果。

目前PAHs的檢測(cè)需要進(jìn)行復(fù)雜的樣品處理，檢測(cè)靈敏度也受限于配套的檢測(cè)器，對(duì)設(shè)備的要求較高。因此，PAHs的檢測(cè)技術(shù)的前處理和儀器設(shè)備需要進(jìn)一步提高，以滿足PAHs多種類(lèi)和低檢出限的要求。食品中多環(huán)芳烴種類(lèi)來(lái)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(guò)程食品本身的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生更多的PAHs衍生物[36]，這給食品中PAHs類(lèi)物質(zhì)測(cè)定帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

2 多環(huán)芳烴（PAHs）檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

PAHs檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向主要是在改進(jìn)儀器和設(shè)備來(lái)簡(jiǎn)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(cè)效率和準(zhǔn)確度。納米材料具有快速、高效、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，近年來(lái)研究者將該技術(shù)用于食品中殘留物的檢測(cè)。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(cè)定，具有很高的精確度和穩(wěn)定性；Li等[39]報(bào)導(dǎo)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(cè)定量限為2.76～39.0 ng/L。納米材料的物理化學(xué)特性還需要進(jìn)一步提高來(lái)改善其對(duì)不同基質(zhì)的適用性和與目標(biāo)物結(jié)合特異性。

近年來(lái)隨著技術(shù)發(fā)展，PAHs測(cè)定方法也不斷更新，逐漸趨向高靈敏、自動(dòng)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(shí)具備質(zhì)譜和液相色譜的優(yōu)勢(shì)，是食品中PAHs測(cè)定發(fā)展的新趨勢(shì)，減少溶劑的使用量的同時(shí)大大縮短分析時(shí)間。劉丹等[40]用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜在11 min測(cè)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(xué)電離-高分辨質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定大氣中18種PAHs。

盡管肉制品基質(zhì)復(fù)雜、干擾多、PAHs測(cè)定難度大，但也可通過(guò)進(jìn)一步探究，研究更精準(zhǔn)、可靠的PAHs檢測(cè)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(cè)技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

作為消費(fèi)者喜愛(ài)的食品，肉制品在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中不僅要繼續(xù)增加其感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，更要注重其安全性，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出快速、靈敏、可靠和高效的檢測(cè)技術(shù)，適合一線檢測(cè)行業(yè)方便快速進(jìn)行大批量肉制品中PAHs的檢測(cè)，為消費(fèi)者帶來(lái)更好的食品安全保障。