熱加工食品中呋喃的研究進(jìn)展

謝明勇, 黃軍根, 聶少平

(食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌大學(xué),江西南昌 330047)

熱加工食品中呋喃的研究進(jìn)展

謝明勇, 黃軍根, 聶少平

(食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌大學(xué),江西南昌 330047)

從當(dāng)前備受關(guān)注的食品安全問(wèn)題出發(fā),較為全面地介紹了熱加工食品中污染物呋喃的發(fā)現(xiàn)呋喃的毒理學(xué)。以及其形成途徑和檢測(cè)方法等方面的研究進(jìn)展,并對(duì)上述研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和評(píng)述。

呋喃;熱加工食品;形成途徑;檢測(cè)方法

呋喃(Furan)分子式為C4H4O,是一個(gè)具有芳香味與低沸點(diǎn)(31℃)的小分子環(huán)狀烯醚,具有高度揮發(fā)性和親脂性,容易通過(guò)生物膜并被肺或腸吸收,在人體中可引起腫瘤或癌變[1];呋喃還具有麻醉和弱刺激作用,吸入后可引起頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、血壓下降、呼吸衰竭等癥狀,對(duì)肝、腎損害嚴(yán)重。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)的研究結(jié)果表明,呋喃是鼠明顯的致癌物,并將呋喃歸類為可能使人類致癌物質(zhì)的2B組[2];瑞典公共健康管理局和加拿大等的許多研究也發(fā)現(xiàn)了呋喃潛在的致癌危險(xiǎn)[3-4]。2004年初,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(US Food and Drug Administration,FDA)的科學(xué)家意外地從一些食品中檢測(cè)出了呋喃[5]。2004年5月,FDA發(fā)布:在很多經(jīng)過(guò)加熱處理的食品中檢出了污染物呋喃;之后,歐盟食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)等也都報(bào)道從11大類的受檢食品中發(fā)現(xiàn)呋喃[6-7]。鑒于食品中存在的呋喃可能會(huì)引起潛在的消費(fèi)恐慌,2005年9月1日FDA出臺(tái)了行動(dòng)綱要,對(duì)食品中呋喃的暴露情況及其對(duì)人體的潛在影響進(jìn)行深入研究。通過(guò)研究,FDA與EFSA得出一致結(jié)論,呋喃可能對(duì)人體致癌,為此啟動(dòng)了一系列的研究計(jì)劃。此后,國(guó)外一些研究學(xué)者對(duì)熱加工食品中呋喃的毒理學(xué)、前體物質(zhì)、形成機(jī)理以及檢測(cè)方法等方面進(jìn)行了大量研究,并已取得一定的研究成果。我國(guó)在這方面的研究非常少,僅有極個(gè)別關(guān)于食品中呋喃含量的公開(kāi)報(bào)道。為此,筆者在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合最新研究動(dòng)態(tài),重點(diǎn)對(duì)熱加工食品中呋喃的發(fā)現(xiàn)以及其毒理學(xué)等方面進(jìn)行綜述,并對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和評(píng)述,以期為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域?qū)υ撐廴疚锏倪M(jìn)一步研究提供一些參考。

1 食品中呋喃的發(fā)現(xiàn)

與丙烯酰胺類似,由于呋喃廣泛存在于許多類型的產(chǎn)品中(見(jiàn)表1),食品中的呋喃有可能成為一個(gè)嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題而引起潛在的消費(fèi)恐慌[5-7]。

表1 EFSA和FDA報(bào)道的食品(多數(shù)是瓶裝和罐裝食品)中呋喃的含量Tab.1 Levels of furan in foods(mostly jarred and canned) reported by EFSA and FDA)

最早在食物中發(fā)現(xiàn)呋喃可追溯到1979年,Maga在咖啡中發(fā)現(xiàn)有呋喃存在[8]。在2004年初, FDA的科學(xué)家采用頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)從一些選取的罐裝熱加工食品中檢測(cè)出了呋喃。2004年5月起,FDA[5]相繼5次發(fā)布了食品中呋喃含量的數(shù)據(jù):在很多經(jīng)過(guò)加熱處理的食品中檢出了污染物呋喃,這些被檢食品主要是嬰幼兒食品、罐裝蔬菜、豆類、水果、罐裝肉和魚(yú)、罐裝醬、營(yíng)養(yǎng)飲料和蜜餞、咖啡和啤酒等。繼FDA之后,EFSA也開(kāi)始調(diào)查食品中呋喃的暴露情況,在11個(gè)大類食品中都發(fā)現(xiàn)存在可檢出的呋喃,經(jīng)統(tǒng)計(jì),呋喃質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)100μg/kg的食品主要是咖啡、嬰幼兒食品和調(diào)味料(如醬油)等3類食品[6-7]。其中,有96%的嬰幼兒食品(273種食品中的262種)被檢出呋喃,平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在28μg/kg。FDA研究人員發(fā)現(xiàn),含有呋喃的食品幾乎都是經(jīng)過(guò)加熱加工處理,其含量高的食品則大都是罐裝食品。由于呋喃沸點(diǎn)只有31℃,所以研究人員試圖通過(guò)食用之前加熱這些食品以便讓呋喃揮發(fā),但是研究結(jié)果表明加熱并沒(méi)有明顯地除去呋喃;此外,如果加熱溫度過(guò)高,食品中又將產(chǎn)生新的呋喃。我國(guó)食品中呋喃暴露情況等方面的研究罕見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。

2 呋喃的毒理學(xué)

2004年,歐洲食品安全局(EFSA)公布了呋喃毒性的危險(xiǎn)性評(píng)估,重要結(jié)論是呋喃對(duì)小鼠和大鼠具有明顯的致癌性。之后,大量研究證實(shí)了這一結(jié)論[9]。美國(guó)國(guó)家毒理學(xué)計(jì)劃(National Toxicology Program,N TP)[10]研究認(rèn)為呋喃致癌的主要靶器官是肝臟,N TP的研究人員把呋喃溶于玉米油中進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)2年后造成大小鼠肝癌發(fā)病率增加,還可造成小鼠前胃鱗片狀乳突瘤,腎髓質(zhì)良性嗜鉻細(xì)胞瘤[11]。目前對(duì)于呋喃的毒性研究還不完整,還沒(méi)有呋喃致生殖和發(fā)育毒性的資料,也沒(méi)有呋喃對(duì)人具體致癌機(jī)理的報(bào)道[12]。目前普遍的結(jié)論是呋喃可能對(duì)人體致癌。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IRAC)已將呋喃歸類為可能使人類致癌物質(zhì)的2B組。

2.1 呋喃的代謝

呋喃能被迅速地吸入體內(nèi),并在體內(nèi)高效排泄。放射性指示劑實(shí)驗(yàn)表明,在大鼠試驗(yàn)中,84%的單劑量口服呋喃在24 h內(nèi)代謝完,其中有20%載于隨尿液分泌的十多種化合物中,有22%隨糞便排泄[13],剩下的被呼出。重復(fù)劑量的呋喃主要累積在肝臟和腎臟中,吸收的呋喃在細(xì)胞色素P-450 (CYP)酶的作用下迅速代謝,通過(guò)開(kāi)環(huán),形成二氧化碳和順-2-丁烯-1,4-二醛[14],進(jìn)一步與蛋白質(zhì)和核苷結(jié)合[15],并且在放射性同位素示蹤呋喃的鼠尿中發(fā)現(xiàn)其與單-谷胱甘肽共軛。含有人類肝細(xì)胞的初級(jí)培養(yǎng)物的實(shí)驗(yàn)表明,呋喃在細(xì)胞色素P450 2E1作用下的代謝非常之快。

2.2 呋喃的毒性

毒性研究表明呋喃是一個(gè)很強(qiáng)的致癌物質(zhì),影響到許多器官[10]。美國(guó)國(guó)家毒理學(xué)計(jì)劃(N TP)的研究人員采用灌胃法將呋喃灌給大鼠和小鼠,服用劑量是20～160 mg/kg,16 d后發(fā)現(xiàn)兩個(gè)物種的死亡率增加了,在13周后,低劑量呋喃造成大小鼠體重下降,其中,肝臟和腎臟質(zhì)量增加,而胸腺質(zhì)量減少,并導(dǎo)致大鼠和小鼠肝臟和腎臟的有毒病變,其嚴(yán)重程度與劑量成正比。大鼠有死亡,而小鼠沒(méi)有死亡。研究也發(fā)現(xiàn),持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間將呋喃喂給小鼠,將導(dǎo)致小鼠體重的嚴(yán)重?fù)p失,并顯著增加了肝細(xì)胞腺瘤和癌的發(fā)生;而給大鼠較高劑量的投藥,持續(xù)13周每周5天以30 mg/kg呋喃灌胃,結(jié)果發(fā)現(xiàn)50只雄性大鼠出現(xiàn)了膽管癌,9個(gè)月后幸存的40只大鼠中的6只發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌,在15個(gè)月后幸存的10只雄性大鼠中均發(fā)現(xiàn)了膽管癌。

2.3 呋喃的遺傳毒性

大多數(shù)研究學(xué)者認(rèn)為呋喃的致癌性是由遺傳毒性機(jī)制導(dǎo)致的。不管有沒(méi)有S9(表面抗原-9)代謝活化,呋喃對(duì)某些鼠傷寒沙門(mén)氏菌株不具誘變性[10]。Lee和Bian等研究發(fā)現(xiàn)呋喃對(duì)TA100菌株有誘變[16]。也有文獻(xiàn)報(bào)道,不管有沒(méi)有S9活化,呋喃都對(duì)小鼠淋巴瘤細(xì)胞有誘變[17]。通過(guò)腹腔注射250 mg/kg的高劑量呋喃,將誘導(dǎo)小鼠骨髓細(xì)胞的結(jié)構(gòu)染色體發(fā)生畸變,但不誘導(dǎo)姐妹染色單體交換;100～200 mg/kg的呋喃在活體內(nèi)不誘導(dǎo)小鼠和大鼠肝細(xì)胞的DNA合成[10]。

順-2-丁烯-1,4-二醛與α,β-不飽和化合物類似,會(huì)與DNA反應(yīng)發(fā)生誘變性,它在無(wú)毒濃度下直接誘變對(duì)醛敏感的鼠傷寒沙門(mén)氏菌株(TA104),而不誘導(dǎo)其他幾個(gè)菌株[18],這可能是因?yàn)檫秽蝽?2-丁烯-1,4-二醛能與靶細(xì)胞的DNA反應(yīng),并可以在呋喃誘導(dǎo)的腫瘤中發(fā)揮作用。

呋喃通過(guò)生物活化使ATP轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物,從而激活了細(xì)胞毒性酶(包括核酸內(nèi)切酶),這種酶會(huì)使DNA雙鏈斷裂,從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[19-20]。

然而,Louise和Kettil S[21]通過(guò)活體內(nèi)和活體外的實(shí)驗(yàn),得出了與上述結(jié)果不同的結(jié)論,即呋喃的致癌性是由非遺傳毒性機(jī)制導(dǎo)致的。因此,呋喃的致癌機(jī)理還有待于進(jìn)一步深入研究。

3 食品中呋喃的形成途徑

已有文獻(xiàn)資料表明,在熱加工食品中,有多種途徑可以形成呋喃,主要有:(1)還原糖單獨(dú)存在時(shí)的熱降解或與氨基酸共同存在時(shí)的美拉德反應(yīng)[22]; (2)某些氨基酸的熱降解反應(yīng);(3)抗壞血酸的熱氧化作用;(4)多不飽和脂肪酸的熱氧化;(5)類胡蘿卜素的氧化[23]。圖1總結(jié)了幾種主要的前體物形成呋喃的途徑[23-25]。

圖1 幾種主要的前體物形成呋喃的途徑Fig.1 Proposed pathw ays and precursors of furan

Maga[8]研究發(fā)現(xiàn)食品中呋喃的主要來(lái)源是葡萄糖、乳糖、果糖等碳水化合物的熱降解。Perez和Yaylayan[24]通過(guò)使用裂解GC-MS分析和13C標(biāo)記建立糖、氨基酸和抗壞血酸模型系統(tǒng)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)氨基酸、糖、氨基酸/糖混合物和抗壞血酸等前體物質(zhì)都可以形成污染物呋喃,其中抗壞血酸最容易產(chǎn)生這種物質(zhì)。Becalski和Seaman[25]鑒定出了呋喃重要的前體物,如多不飽和脂肪酸,類胡蘿卜素和抗壞血酸衍生物。據(jù)FDA報(bào)導(dǎo),多種碳水化合物/氨基酸混合物或蛋白質(zhì)模型系統(tǒng)(如丙氨酸,半胱氨酸,酪蛋白)和維生素(抗壞血酸、脫氫抗壞血酸、維生素B1)已被用來(lái)建造在食品中生成呋喃的研究模型[26]。

3.1 通過(guò)氨基酸的降解形成呋喃

Perez和Yaylayan[24]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),有些氨基酸如絲氨酸(serine)和半胱氨酸(cysteine)不需要其他物質(zhì)存在就可以通過(guò)熱降解形成呋喃,它們都能代謝為乙醛(acetaldehyde)和羥乙醛(glycolaldehyde),然后通過(guò)醛醇縮合(aldol condensation)反應(yīng)生成丁醛糖衍生物(aldotetrose derivatives),最終形成呋喃。然而,有些氨基酸,如丙氨酸(alanine)、蘇氨酸(threonine)和天門(mén)冬氨酸(aspartic acid)不能單獨(dú)形成呋喃,這些氨基酸僅能形成乙醛,并需要在還原糖、絲氨酸或半胱氨酸等存在下形成羥乙醛,然后通過(guò)以上過(guò)程形成呋喃。

3.2 通過(guò)碳水化合物的降解形成呋喃

在缺乏氨基酸的情況下對(duì)糖進(jìn)行加熱時(shí),呋喃主要是由完整的糖骨架形成,甲酸和乙酸被確定為糖降解過(guò)程中的副產(chǎn)品,這就說(shuō)明了己糖在C1和/或C2處發(fā)生了裂解。然而,丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸的存在,可通過(guò)C2片段(如乙醛和羥乙醛)的重組促進(jìn)呋喃的形成,這些C2片段可能源于糖和氨基酸。在水溶液中,大約一半的呋喃是由糖片段的重組產(chǎn)生的[27]。

Perez和Yaylayan[24]通過(guò)相應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn),碳水化合物可通過(guò)4種途徑(A,B,C,D)降解為丁醛糖衍生物,而后,丁醛糖衍生物通過(guò)環(huán)化作用形成呋喃。在氨基酸存在下,還原性己糖(Hexose)發(fā)生美拉德反應(yīng),形成活性中介物質(zhì)1-脫氧鄰?fù)┨?1-deoxy-osone)和3-脫氧鄰?fù)┨?3-deoxy-osone) (如圖2,途徑A、D):1-脫氧鄰?fù)┨潜仨毻ㄟ^(guò)α-二羰基鍵斷裂形成丁醛糖(aldotetrose);3-脫氧鄰?fù)┨墙?jīng)過(guò)α-二羰基鍵斷裂,接著氧化和脫羧生成2-脫氧丁醛糖(2-deoxy-aldotetrose);而己糖在沒(méi)有氨基酸存在時(shí),可通過(guò)裂解過(guò)程形成丁醛糖(如圖2所示的途徑B),只是含量少。途徑C表明己糖通過(guò)脫水反應(yīng)和反醛醇裂解過(guò)程可形成2-脫氧-3-酮基丁醛糖(2-deoxy-3-keto-aldotetrose)。如圖2所示,以上所有的丁醛糖衍生物很容易通過(guò)環(huán)化和脫水作用形成呋喃。

3.3 通過(guò)抗壞血酸形成呋喃

通過(guò)建立模型系統(tǒng)(在118℃條件下加熱30 min)的實(shí)驗(yàn)表明,抗壞血酸(ascorbic acid)衍生物也可以生成呋喃。然而,脫氫抗壞血酸和異抗壞血酸生成的呋喃是抗壞血酸的10倍。一般情況下,含有鈉鹽的酸較其游離酸產(chǎn)生更少量的呋喃。增加三氯化鐵不會(huì)影響游離酸生成呋喃的量,但會(huì)顯著增加其相應(yīng)的鈉鹽形成呋喃的含量。雖有文獻(xiàn)指出,抗壞血酸在180℃條件下加熱可以生成乙醛和乙醇醛,在理論上,也就可以通過(guò)羥醛縮合產(chǎn)生呋喃,但是,由于食品中抗壞血酸易于氧化和水解隨后形成2,3-二酮古洛糖酸(DKG)[28],Perez和Yaylayan[24]在碳水化合物降解機(jī)理的基礎(chǔ)上,提出了類似的四碳前體物如丁醛糖(aldotetrose)和2-脫氧丁醛糖(2-deoxy-aldotetrose)的形成,這兩種物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為呋喃(如圖2)。另一方面,Becalski和Seaman[25]提出:在形成過(guò)程中存在中介物質(zhì)2-糠酸(2-furoic acid),經(jīng)脫羧后,形成呋喃。然而,以上兩種觀點(diǎn)是相符的,因?yàn)槎∪┨呛?-脫氧丁醛糖的前體物在脫羧之前,可以通過(guò)環(huán)化生成呋喃環(huán),然后形成2-糠酸(如圖3)。由于適當(dāng)標(biāo)記的抗壞血酸存在無(wú)效性,所以這些機(jī)制仍然是建議并且需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖3是根據(jù)Yaylayan V A[23]的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)修改而來(lái)的。

3.4 通過(guò)多不飽和脂肪酸的熱氧化形成呋喃

Becalski和Seaman[25]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),只有多不飽和脂肪酸,如亞油酸和亞麻酸經(jīng)加熱能形成呋喃。亞麻酸形成的呋喃是亞油酸的4倍多,并且三氯化鐵催化可以使呋喃形成的量增加幾倍。雖然亞油酸和亞麻酸的甘油三脂也可產(chǎn)生大量的呋喃,然而,在三氯化鐵存在時(shí),甘油三脂比游離酸生成更少的呋喃。這個(gè)發(fā)現(xiàn)不足為奇,因?yàn)?-戊基呋喃(5-pentylfuran)作為呋喃的一種衍生物,目前正作為酸敗的一種化學(xué)標(biāo)記物。5-戊基呋喃的產(chǎn)生與4-羥基-2-壬烯醛(4-HNE)的生成有關(guān)[29]。4-HNE的乙醇溶液在酸性條件下回流,可以形成呋喃。這種看法,在后來(lái)得到了證實(shí)。最近的研究發(fā)現(xiàn)5-戊基呋喃的濃度與橄欖油氧化時(shí)間呈顯著正相關(guān)性[30]。一般情況下,多不飽和脂肪酸的氧化降解和脂質(zhì)過(guò)氧化物的形成對(duì)生物系統(tǒng)中退化性疾病和食物的口味喪失及酸敗的發(fā)生發(fā)揮重大作用。多不飽和脂肪酸通過(guò)活性氧的非酶化作用或脂氧合酶的酶解作用可以形成脂類氫過(guò)氧化物。隨后,多不飽和脂肪酸的氫過(guò)氧化物在過(guò)渡金屬離子的催化下,發(fā)生均裂,形成2-烯烴醛(2-alkenal)、4-氧代-2-烯烴醛(4-oxo-2-alkenal)和4-羥基-2-烯烴醛(4-hydroxy-2-alkenal)(見(jiàn)圖4)。Perez和Yaylayan[24]提出呋喃(類似于5-戊基呋喃)可以由相應(yīng)的4-羥基-2-丁烯(4-hydroxy-2-butenal)通過(guò)環(huán)化、脫水形成(見(jiàn)圖4)。

圖2 通過(guò)己糖形成呋喃的途徑Fig.2 Mechanistic pathways of formation of furan from hexose

圖4 從多不飽和脂肪酸形成呋喃的途徑Fig.4 Mechanistic pathways of formation of furan from oxidation of PUFA

4 食品中呋喃的檢測(cè)方法

由于呋喃分子質(zhì)量小,揮發(fā)性強(qiáng),其定量容易受到復(fù)雜基質(zhì)的干擾。根據(jù)已有文獻(xiàn),目前有關(guān)食品中呋喃檢測(cè)的方法主要有兩種:一是頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜法[31-34],另一種是固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法[35-37]。

4.1 頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜法

頂空進(jìn)樣是分析強(qiáng)揮發(fā)性化合物最合適的方法[38-39]。這種方法是通過(guò)頂空裝置將樣品中的呋喃提取出來(lái),以D4-呋喃作為內(nèi)標(biāo)物,HP-PLOTQ石英毛細(xì)管柱作為分析柱,采用氣相色譜分離,質(zhì)譜定性定量[1]。

4.1.1 樣品制備 由于呋喃的易揮發(fā)性,液上氣體取樣是呋喃分析的最好方法。為了減少損失,食品樣品在處理前需要在4℃條件下冷卻,并且需要在冰浴上用一個(gè)冷的攪拌器有效地進(jìn)行均質(zhì)化。純的液體試樣在加入內(nèi)標(biāo)物之前,稱量后直接加入到頂空容器中;固體樣品需要加冷水進(jìn)行勻漿化。

4.1.2 分析條件

1)頂空條件:平衡溫度90℃,平衡時(shí)間30 min,樣品瓶低速振動(dòng);定量環(huán)溫度100℃;傳輸線溫度110℃,瓶加壓時(shí)間0.5 min;樣品壓103.4 kPa(15psi);填充定量環(huán)時(shí)間0.5 min,定量環(huán)平衡時(shí)間0.1 min;進(jìn)樣時(shí)間1 min,GC循環(huán)時(shí)間35 min。

2)氣相色譜條件:色譜柱:HP-PLOT Q石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm×25μm);柱溫升溫程序:起始溫度50℃,保持1 min后以10℃/min升溫速率升至200℃,保持12.5 min;進(jìn)樣口溫度: 200℃;載氣:高純氮?dú)?流量1.7 mL/min;不分流進(jìn)樣,分流閥開(kāi)閥時(shí)間0.75 min。

3)質(zhì)譜條件:離子源:電子轟擊(EI)離子源,電子能量70 eV;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;傳輸線溫度225℃;全譜掃描,質(zhì)量掃描范圍m/z=25～150;溶劑延遲時(shí)間2.5 min。

4.1.3 定性及定量 分別選擇m/z=68和m/z= 72作為呋喃和D4-呋喃的定量離子,以不同濃度的呋喃和D4-呋喃的峰面積比與兩者的質(zhì)量比作標(biāo)準(zhǔn)曲線,以保留時(shí)間和68/39、72/42兩對(duì)離子的響應(yīng)強(qiáng)度比例分別作為呋喃和D4-呋喃的定性標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際樣品中各對(duì)離子的強(qiáng)度比不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液的±20%。

4.2 固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法

固相微萃取技術(shù)[40-41](SPME)是在固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的萃取分離技術(shù),由加拿大WATEROO大學(xué)、美國(guó)SUPELCO公司和美國(guó)VARIAN公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。目前由美國(guó)SUPELCO公司生產(chǎn)手柄式固相微萃取裝置,美國(guó)VARIAN公司生產(chǎn)氣相色譜儀自動(dòng)進(jìn)樣器式的微固相萃取裝置。

固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法與頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜法的主要不同之處是進(jìn)樣方式的不同,固相微萃取試驗(yàn)是用萃取纖維頭進(jìn)行的,SPME纖維頭上薄膜由極性的聚丙烯酸酯、聚乙二醇或非極性的聚二甲基硅氧烷組成。使用SPME時(shí),先使纖維頭縮進(jìn)不銹鋼管內(nèi),使不銹鋼針管穿過(guò)盛裝待測(cè)樣品瓶的隔墊,插入瓶中并推手柄桿使纖維頭伸出針管,纖維頭可以浸入待測(cè)樣品中或置于樣品頂空,待測(cè)有機(jī)物吸附于纖維涂膜上,通常2～30 min吸附達(dá)到平衡,縮回纖維頭,然后將針管推出樣品瓶。最后,將SPME針管插入GC進(jìn)樣器,被吸附物經(jīng)熱解吸后進(jìn)入氣相色譜柱,開(kāi)啟流動(dòng)相通過(guò)解吸池洗脫樣品進(jìn)樣。其后的GC-MS分析條件與

4.1節(jié)所述方法相同,不再贅述。

目前,國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)的文獻(xiàn)報(bào)道多數(shù)是以上述兩種方法之一來(lái)檢測(cè)食品中呋喃的含量。相對(duì)于固相萃取而言,頂空進(jìn)樣法在呋喃檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)快速,樣品前處理過(guò)程簡(jiǎn)單,而且可以完成大量樣本的自動(dòng)分析,故應(yīng)用更為廣泛。

5 食品中呋喃的研究展望

目前,國(guó)外關(guān)于食品中污染物的研究比較系統(tǒng),有關(guān)食品中呋喃的毒理學(xué)、前體物質(zhì)和形成途徑以及檢測(cè)方法等都作了較為廣泛的研究,但尚不完善,還有待于進(jìn)一步深入。在呋喃的毒理學(xué)研究方面,還需進(jìn)一步對(duì)呋喃致生殖和發(fā)育毒性進(jìn)行研究,需要弄清呋喃對(duì)人體的致癌性到底有多大危害以及相應(yīng)的致癌機(jī)理,以得到呋喃完整的毒性數(shù)據(jù);在呋喃的前體物質(zhì)和形成途徑方面,還需進(jìn)一步建立相應(yīng)模型,對(duì)呋喃形成機(jī)制及其影響因素動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,以得到食品加工過(guò)程中呋喃的安全控制新理論和新方法;在呋喃的分析檢測(cè)上,還需進(jìn)一步完善相關(guān)方法,建立更為有效、快捷的檢測(cè)技術(shù),進(jìn)而對(duì)我國(guó)更多的食品進(jìn)行檢測(cè),從而為研究我國(guó)食品中呋喃的暴露量并提出其限量標(biāo)準(zhǔn)以及為世界衛(wèi)生組織對(duì)該污染物的評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)?？傊?為了填補(bǔ)我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究空白和保護(hù)公眾健康,非常有必要對(duì)食品中的呋喃進(jìn)行更為深入廣泛地研究。

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(責(zé)任編輯:朱明)

Recent Progress of Furan in Heat-Processed Foods

XIE Ming-yong, HUANGJun-gen, NIE Shao-ping
(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

In recent years,food safety has attracted more and more attention.In this review,the research progress of the occurrence,toxicology,formation paths and detection technology of furan in heat-processed foods were summarized and comprehensively introduced.The analysis and comments of the progress was also supplied in this review manuscript.

furan,heat-processed foods,formation paths,detection technology

O 626.11

:A

1673-1689(2010)01-0001-08

2009-10-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30960242);教育部長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT0540)。

謝明勇(1957-),男,江西宜春人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事食品化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)、食品安全研究。Email:myxie@ncu.edu.cn