油炸型膨化食品中丙烯酰胺含量的結果分析

陳旭明，李婷，王俠文

（廣東省潮州市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東潮州521011）

丙烯酰胺（CAS 76-06-01）是結構簡單的小分子化合物，主要在高碳水化合物、低蛋白質(zhì)的植物性食物加熱（120 ℃以上）烹調(diào)過程中形成，140 ℃～180 ℃為生成的最佳溫度。是國際癌癥研究中心（IARC）認定的2A 類致癌物質(zhì)[1]。動物實驗和體外細胞實驗都證明，丙烯酰胺具有潛在的神經(jīng)毒性、遺傳毒性和致癌性[2]。在發(fā)現(xiàn)高溫加熱的食品中含有高劑量的丙烯酰胺之前，國內(nèi)外學者認為人群暴露于丙烯酰胺除職業(yè)接觸外，主要是飲水和吸煙兩種途徑。2000年，瑞典學者首次提出食品高溫加熱過程可能產(chǎn)生丙烯酰胺，當時沒有引起足夠的重視。2002年4月，來自斯德哥爾摩大學和瑞典國家食品管理局的科學家發(fā)表了學術論文，指出高溫加熱的多種食品中含有高劑量的丙烯酰胺，引起了國際上的強烈反響。隨后，其他各國食品管理機構如挪威、瑞士、德國和美國等相繼確認食品中含有丙烯酰胺[3]。這一研究結果引起了世界各國的政府部門和學術界的廣泛關注。潮州的膨化食品生產(chǎn)企業(yè)有110 多家，對油炸型膨化食品中丙烯酰胺進行測定分析，了解本地區(qū)該類食品中丙烯酰胺的含量水平也就顯得尤為迫切。

目前在國際上對于食品中丙烯酰胺含量的分析方法有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[4-5]以及液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法[6-7]。GC-MS 需要衍生化處理，但是靈敏度高，方法穩(wěn)定；LC-MS/MS 不用衍生化，但是通常要求建立一整套嚴格而又繁瑣的固相萃取凈化步驟。本文用水熱提取油炸型膨化食品中的丙烯酰胺，正己烷提取油脂類物質(zhì)，經(jīng)蛋白變性凈化后用溴水進行衍生化，由GC-MS 聯(lián)用儀檢測，方法只需除去油脂和蛋白變性凈化步驟就能有效地消除干擾，避免了固相萃取凈化步驟，不僅提高了效率，而且降低了分析成本。

1 材料與方法

樣品來源：2012年6月～8月在潮州市的部分膨化食品生產(chǎn)企業(yè)的成品倉庫隨機抽取了30 件油炸型膨化食品樣品。

1.1 材料與儀器

Clarus 600 型氣質(zhì)聯(lián)用儀（配備電子轟擊離子源（EI））：美國PE 公司；RE600 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：日本Yamato 公司；XW-80A 型旋渦混合器：上海醫(yī)科大學儀器廠；HH.S21.Cr4Ⅱ型電子恒溫水浴鍋：汕頭市電子設備廠有限公司；丙烯酰胺標準品：德國Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司，純度≥99%；乙酸乙酯（色譜純）；正己烷（分析純）；飽和溴水（含量≥3%）；氫溴酸（分析純）；溴化鉀（優(yōu)級純）；CarrezI 溶液（57.6%硫酸鋅水溶液），CarrezII 溶液（28.8 %亞鐵氰化鉀水溶液）。

標準儲備液及工作液：稱取丙烯酰胺標準品100mg，用水溶解并定容至100 mL，此溶液濃度為l mg/mL（儲存條件：0 ℃～4 ℃避光放置），根據(jù)需要配成適當濃度的標準工作溶液（儲存條件：0 ℃～4 ℃避光放置，不得超過3 d，建議現(xiàn)配現(xiàn)用）。實驗用水為蒸餾水。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理方法

準確稱取已粉碎的樣品10.00 g 于100 mL 比色管中，加入10 mL 正己烷，振蕩10 min 后棄去正己烷層，加入適量水，70 ℃水浴2 h，再加入CarrezI 和CarrezII溶液各5mL，定容至100mL。靜置分層后過濾，取25mL濾液于錐形瓶中，準備衍生化。在濾液中加入溴化鉀7.5 g、用氫溴酸調(diào)節(jié)濾液至pH1～3，再加入8 mL 溴水，在4 ℃條件下衍生過夜。滴加硫代硫酸鈉溶液至黃色消失。將溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加20 mL 乙酸乙酯，振蕩10 min，靜置分層，再分別用10 mL 乙酸乙酯提取2 次，合并提取液。過無水硫酸鈉后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（40 ℃）至近干，并定容至2.0 mL，待測。

1.2.2 儀器測定條件

色譜柱：Elite-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；色譜柱溫度（程序升溫）：初始溫度65 ℃（保持1 min），以15 ℃/min 升溫至280 ℃（保持5 min）；進樣口溫度：280 ℃；離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；電離方式：EI 源；電離能量：70 eV；測定方式：選擇離子監(jiān)測（SIM），選擇監(jiān)測離子（m/z）：106、108、150、152，以m/z150 定量；載氣：高純氦氣（純度99.999 %）；流速1.0 mL/min；溶劑延遲時間：3 min；質(zhì)量掃描范圍：40 u～450 u；進樣方式：不分流進樣；進樣量：1 μL。

2 結果與分析

2.1 工作曲線與檢出限

吸取適量丙烯酰胺標準工作液于容量瓶中，逐級稀釋，得到其質(zhì)量濃度分別為2.0、1.0、0.5、0.25、0.1 μg/mL系列標準工作液，分別吸取25 mL 標準液于三角瓶中，依“1.2”節(jié)方法衍生化步驟直接衍生化。按照前面的儀器條件進樣分析后，以質(zhì)量濃度（μg/mL）為橫坐標（X），丙烯酰胺定量離子的峰面積為縱坐標（Y）作標準曲線，得到的線性方程為Y=147 509X-3 129.46，相關系數(shù)為0.998 6，這表明在0.1 μg/mL～2 μg/mL 范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的線性關系。根據(jù)檢出限濃度處的信噪比S/N=3 這一原則，對方法檢測限進行推算，選定3 種低濃度0.01、0.02、0.04 μg/mL 的標準溶液進行測試，結果表明此方法的檢出限0.02 μg/mL。校準曲線見圖1。

圖1 丙烯酰胺標準曲線Fig.1 The standard curve of acrylamide

2.2 分析方法的準確度及精密度

為了驗證方法的準確性和可靠性，對測定方法進行加標回收實驗。按上述實驗條件對添加0.1、0.5、1 μg/mL 等3 個水平標準溶液的不同樣品進行實驗，實驗數(shù)據(jù)見表1。丙烯酰胺衍生物2，3-二溴丙烯酰胺（2，3-DBPA）選擇離子色譜圖、選擇離子質(zhì)譜圖及樣品加標回收譜圖分別見圖2、圖3 和圖4。

表1 丙烯酰胺的加標回收率測定Table 1 The recovery of acrylamide added to urine

圖2 2，3-DBPA 選擇離子色譜圖Fig.2 Chromatogram of 2，3-DBPA with selected ion

圖3 2，3-DBPA 選擇離子質(zhì)譜圖Fig.3 Mass spectrum of 2，3-DBPA with selected ion

圖4 樣品中添加丙烯酰胺色譜圖Fig.4 Chromatogram of acrylamide in sample

從以上結果可以發(fā)現(xiàn)，樣品回收率在不同添加量，不同樣品中其回收率不同，但回收率都在89.0 %～93.6 %之間。

配制進樣濃度為0.1、0.5、1.0 μg/mL 的丙烯酰胺標準溶液，分別進行6 次平行測定實驗，結果如下表2。

表2 精密度實驗結果Table 2 The results of precision tests（n=6，μg/mL）

2.3 樣品測定

利用該方法對從2012年6月～8月在潮州市的部分膨化食品生產(chǎn)企業(yè)的成品倉庫中隨機抽取的30 件油炸型膨化食品樣品進行測試，30 個樣品中均含有一定數(shù)量的丙烯酰胺，其含量在192 μg/kg～1 037 μg/kg范圍內(nèi)（見表3），含量最高的樣品是含量最低樣品的5倍多，反映出即使同是油炸型膨化食品，丙烯酰胺含量存在較大的波動，這主要是由加工過程中的油炸溫度不同、油炸時間長短以及原料類別差異所引起的。平均含量為451 μg/kg，與相關文獻報道中蒸饅頭的平均含量為0 μg/kg[8]、煮馬鈴薯的平均含量為＜5 μg/kg[9]比較，明顯高于通過蒸、煮等非油炸方式加工的食物中丙烯酰胺的含量。這是因為油炸過程中溫度一般都在100 ℃以上，達到其生成的溫度條件，而且油炸過程中食品失水較快，因此在比較干硬部分容易產(chǎn)生丙烯酰胺。而蒸、煮過程溫度最高也僅為100 ℃，因此產(chǎn)生的丙烯酰胺很少甚至沒有。由此可見，油炸型膨化食品生產(chǎn)過程中的油炸溫度是影響其丙烯酰胺含量最重要的因素，Mottram 等將天門冬酰胺與葡萄糖一起加熱，發(fā)現(xiàn)在120 ℃時開始生成丙烯酰胺，隨著溫度的升高而升高[10]。Franco Pedreschi 實驗表明，在炸土豆片過程中，當溫度從190 ℃減低至150 ℃時，丙烯酰胺的含量急劇下降[11]。因此，控制油炸型膨化食品生產(chǎn)過程中的油炸溫度成了控制丙烯酰胺含量的關鍵。

表3 30 個油炸型膨化食品樣品中丙烯酰胺的測定結果Table 3 The determination results of acrylamide in 30 fried puffed food samples

2.4 預防措施

到目前為止，盡管無食品中丙烯酰胺的限量標準，但油炸型膨化食品中丙烯酰胺的含量卻遠遠超過飲用水中的最大允許量0.5 μg/L[12]。WHO 推薦的丙烯酰胺日安全攝入量為1 μg/kg·bw/d，如按這些評估標準，成年男子日攝入100 g 油炸型膨化食品，就可能有很高的健康風險。鑒于丙烯酰胺的危害性，就降低丙烯酰胺攝入量而言，建議人們少吃油炸食品，多食新鮮蔬菜和水果。家庭生活中多采用蒸、煮，少用煎、炸的方式來烹飪食品，通過降低烹調(diào)的溫度和縮短烹調(diào)的時間，來減少有關食品中的丙烯酰胺的含量，從而可以達到預防的目的。

3 結論

用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對油炸型膨化食品中的丙烯酰胺含量進行分析。所用的方法靈敏度高，精密度及回收率均可滿足實際工作的要求，準確可靠。調(diào)查結果較為客觀地反映了潮州市油炸型膨化食品中丙烯酰胺含量的情況。

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