食品中苯并芘的研究進展

史巧巧，席俊，陸啟玉

（河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

近年來，苯并芘所造成的食品安全問題越來越嚴重，根據(jù)國家《GB 2716-2005食用植物油衛(wèi)生標準》，食用油中苯并芘含量的最高上限為 10μg/kg，而國家質(zhì)檢總局此前關(guān)于湖南省金浩茶油的抽檢結(jié)果顯示，苯并芘含量已達到60μg/kg，是規(guī)定上限的6倍，因此，清楚的認識和了解苯并芘建立快速簡便的苯并芘檢測方法，并采取有效防治措施來減少其危害成為刻不容緩的問題。為了使人們充分了解苯并芘，本文特對苯并芘的性質(zhì)、來源、危害、殘留檢測方法及降低措施等方面進行了簡要闡述。

1 苯并芘的性質(zhì)

苯并芘又稱3,4-苯并芘，簡稱BaP，它是由一個苯環(huán)和一個芘分子稠合而成的多環(huán)芳烴類化合物，分子式為C20H12，相對分子質(zhì)量為252.32，常溫下以結(jié)晶狀態(tài)存在，不溶于水，能溶解于苯、丙酮等有機溶劑，堿性環(huán)境下穩(wěn)定，而遇酸則不穩(wěn)定，易與硝酸、過氯酸、氯黃酸等反應(yīng)[1]。苯并芘的種類約有十余種，我們較為熟悉的有 1,2-苯并芘、3,4-苯并芘及 4,5-苯并芘，當燃料不完全燃燒時會產(chǎn)生深黃色的 1,2-苯并芘，其具有強烈的致癌作用，而 4,5-苯并芘是1,2-苯并芘的同分異構(gòu)體，卻沒有致癌作用[2]。苯并芘在工業(yè)上無生產(chǎn)和使用價值，一般只作為生產(chǎn)過程中形成的副產(chǎn)物隨廢氣排放[3]。最早于1933年，英國科學家J.W.Cook等人從瀝青中分離得到苯并芘純品，合成證明了其化學結(jié)構(gòu)，并進行動物實驗，誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生了皮膚癌，由此，苯并芘被確認為是第一個化學環(huán)境致癌物[4]。

2 苯并芘的來源及危害

苯并芘在環(huán)境中存在廣泛，來源主要有兩個方面：一是，工業(yè)生產(chǎn)和生活過程中煤炭、石油和天然氣等燃料不完全燃燒產(chǎn)生的廢氣，包括汽車尾氣、橡膠生產(chǎn)以及吸煙產(chǎn)生的煙氣等，通過對水源、大氣和土壤的污染，可以進入到蔬菜、水果、糧食、水產(chǎn)品和肉類等人類賴以生存的食物中[5-6]；二是，食物在熏制、烘烤和煎炸過程中，脂肪、膽固醇、蛋白質(zhì)和碳水化合物等在高溫條件下會發(fā)生熱裂解反應(yīng)，再經(jīng)過環(huán)化和聚合反應(yīng)就能夠形成包括苯并芘在內(nèi)的多環(huán)芳烴類物質(zhì)，尤其是當食品在煙熏和烘烤過程中發(fā)生焦糊現(xiàn)象時，苯并芘的生成量將會比普通食物增加10～20倍[7]。

苯并芘的存在對人體健康有著巨大的威脅，首先它是強致癌類物質(zhì)的代表，最早于1775年倫敦市煙囪清掃工人陰囊癌高發(fā)開始，苯并芘的致癌性逐漸受到關(guān)注[8]。之后，研究人員對動物采用口服、靜脈注射、吸入、氣管滴注等方式給藥，證明苯并芘還可引發(fā)肺癌、胃癌、膀胱癌及消化道癌等多種癌癥[9-12]。苯并芘還具有致畸性和致突變性，它能通過母體經(jīng)胎盤影響子代，從而引起胚胎畸形或死亡以及幼仔免疫功能下降等[13-15]。致突變性和致癌性緊密相關(guān)，致癌性強的，大多都有較強的致突變性，在Ames實驗及其它細菌突變、細菌DNA修復(fù)、姐妹染色單體交換、染色體畸變、哺乳類細胞培養(yǎng)及哺乳類動物精子畸變等實驗中苯并芘均呈陽性反應(yīng)[16]。最值得一提的是，苯并芘的毒性具有長期和隱匿的特性，當人體接觸或攝入苯并芘后即便當時沒有不適反應(yīng)，但也會在體內(nèi)蓄積，在表現(xiàn)出癥狀前有較長的潛伏期，一般為20～25年，同時也會使子孫后代受到影響，有些科學家甚至擔心苯并芘會阻斷人類的進化[17]。

3 苯并芘的檢測方法

由于苯并芘來源廣泛，其危害性又比較大，目前，國內(nèi)外關(guān)于苯并芘的檢測多種多樣，但其主要采用熒光分析法、高效液相色譜法、聯(lián)用技術(shù)及免疫學檢測法等，以下是對常用檢測方法的分析介紹。

3.1 熒光分析法

該方法具有檢測限低、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點，常用于痕量分析，是目前國際上公認的比較準確的方法。GB/T5750.8-2006[18]規(guī)定用紙層析-熒光分光光度法測定生活飲用水及其水源水中苯并芘，先將樣品用有機溶液或皂化提取，再液-液分配或色譜凈化，然后在乙?；癁V紙上分離苯并芘，由于其在紫外燈照射下呈現(xiàn)紫色熒光，將分離后有苯并芘的濾紙剪下，使用溶劑浸泡，最后用熒光分光光度計測熒光強度與標準比較定量。該法的最低檢測質(zhì)量為0.07ng，若取500ml水樣測定，該法最低檢測質(zhì)量濃度為1.4ng/L。Garcia-Falcon等[19]利用二階導(dǎo)數(shù)-同步熒光法檢測高脂肪食品中的苯并芘，當回收率為85～95%時，該方法的檢出限為0.05μg/kg。相比國標規(guī)定的方法，同步熒光技術(shù)能克服散射光干擾、改善光譜重疊，對圖譜進行導(dǎo)數(shù)處理也能很好地消除背景干擾和組分間峰的重疊，這些技術(shù)使熒光分析法得到了更好的應(yīng)用。

3.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法是目前應(yīng)用范圍最廣的色譜分析法，首先選取合適的液體作為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離，再進入檢測器進行檢測，從而實現(xiàn)對試樣的分析[20]。楊琳等[21]采用高效液相色譜法測定植物油中的苯并芘，用乙腈飽和正己烷除去植物油中大部分油脂，再用正己烷飽和乙腈數(shù)次提取苯并芘，采用Agilent C18色譜柱，流動相為乙腈:水(90:10)，流速為1.0ml/min，柱溫為35℃，進樣量為10μl，激發(fā)波長為384nm，發(fā)射波長為406nm，用外標法峰面積定量，在4.0～80.0ng/mL濃度范圍內(nèi)峰面積與濃度線性關(guān)系良好，當回收率為92.7%～98.2%時，最低檢測限為2μg/kg。目前，我國檢測動植物油中苯并芘主要采用GB/T 22509-2008(3)[22]中規(guī)定的反相高效液相色譜法，但該法存在操作繁瑣、回收率不穩(wěn)定、對試劑和人員要求較高等問題，而本法主要通過對樣品前處理進行研究和比較，確立前處理條件，運用高效液相色譜分離，利用熒光檢測器進行檢測，建立一種便捷、準確的檢測植物油中苯并芘含量的方法。

3.3 氣質(zhì)聯(lián)用

氣相色譜（Gas chromatography，GC）具有極強的分離能力，而質(zhì)譜（Mass Spectrometry，MS）具有極高的靈敏性，對未知物有獨特的定性能力，將GC和MS通過接口連接起來，彼此揚長避短，GC將混合物分離成單組分后再進入MS進行分析檢測，從而能夠快速簡便的實現(xiàn)對復(fù)雜化合物的分離和檢測[23]。趙樂等[24]用氣質(zhì)聯(lián)用法測定卷煙側(cè)流煙氣中苯并芘，該法使用配有魚尾罩的側(cè)流吸煙機抽吸卷煙，以甲醇洗脫附著的苯并芘，再在N2保護下加熱洗脫液至 80℃揮發(fā)凈其中的甲醇，然后加入捕集了側(cè)流煙氣總粒相物的玻璃纖維濾片，采用環(huán)己烷超聲萃取苯并芘，萃取液苯并芘濃度采用氣質(zhì)聯(lián)用儀測定，當回收率為96.58%～103.32%時，檢測限為1.64ng/cig，精確度為2.97%，相比GB/T 21130-2007[25]規(guī)定采用氣質(zhì)聯(lián)用儀定量測定卷煙煙氣總粒相物中苯并芘的含量，該法簡化了樣品的前處理，省略了凈化、濃縮等步驟，同時保證了較高的精確度和靈敏度，縮短了實驗時間。

3.4 酶聯(lián)免疫吸附法

ELISA檢測法是免疫學檢測的重要方法，其原理是將抗原或抗體吸附在固相載體的表面，再將其與酶標記的二抗結(jié)合，根據(jù)加入底物的顏色反應(yīng)來判定試驗結(jié)果[26]。鄧安平[27]通過對苯并芘的6，7和10位進行五種不同的化學修飾，使其末端帶有活性基團羧基，再分別與牛血清白蛋白偶聯(lián)，偶合物作為免疫原對BALB/c小鼠進行免疫，將接受免疫的小鼠的脾細胞與腫瘤細胞融合，融合細胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)，用間接ELISA對培養(yǎng)液中的抗體進行篩選和質(zhì)量鑒定，共篩選出14種與苯并芘有特異性反應(yīng)的單克隆抗體，再經(jīng)單克隆抗體的篩選和實驗條件的優(yōu)化，建立了靈敏度高和選擇性好的測定苯并芘的ELISA分析法，實現(xiàn)了對苯并芘的快速檢測。

3.5 其它方法

除上述方法外，還有一些檢測苯并芘的其他方法，如肖海波[28]研究利用新型核殼納米粒子作為表面增強拉曼光譜（SERS）基底檢測苯并芘，是一種適用于現(xiàn)場的快速檢測技術(shù)，通過制備簡便、高靈敏度的新型 SERS基底，實現(xiàn)了苯并芘等有毒有害物質(zhì)在低濃度時的不定性以及半定量檢測，此方法可以檢測出的最低濃度達到 10-8mol/L。還有報道稱研發(fā)出了國內(nèi)首臺苯并芘在線檢測儀，填補了國內(nèi)外技術(shù)空白，達到了苯并芘檢測技術(shù)的新高峰[29]。

不同的檢測方法各有其優(yōu)缺點，以上的方法都具備較高的靈敏度，但熒光法分析復(fù)雜混合物時易出現(xiàn)光譜重疊、難以分辨的問題，同步熒光、倒數(shù)熒光雖然可提高分辨率，但能分辨的個數(shù)也很有限；氣質(zhì)聯(lián)用法能夠準確的鑒別復(fù)雜未知物，但其對所分析物質(zhì)的操作溫度有較高的要求；高效液相色譜法對高沸點、大分子、強極性、熱穩(wěn)定性化合物的分離分析效果尤為顯著，但其分析時間長且浪費試劑；ELISA檢測法和SERS基底檢測均屬于快速檢測，且用樣少，但SERS基底檢測時易受光學系統(tǒng)參數(shù)等因素的影響，產(chǎn)生誤差，而ELISA檢測特異性很高，且易于自動化操作，非常適合推廣應(yīng)用。

4 苯并芘殘留控制措施

苯并芘在日常生活中并不罕見，大家可以通過以下幾個方法來減少苯并芘的危害。

4.1 生活中的控制措施

日常飲食中減少苯并芘的危害，要做到以下幾點：遠離油炸、熏烤攤點，外出吃燒烤選通風、抽氣條件好的店；油炸、熏烤食物要限量食用，最好搭配青菜；烤肉時選用烤箱，注意控制溫度，千萬不要烤糊；煎炸時最好用棕櫚油和動物油，其次是花生油和米糠油，溫度控制在160～180℃，炸至淡黃色就好，還要即時清理油中殘留的碎屑；炒菜時抽油煙機要早開晚關(guān)，炒完一個菜要即時刷鍋。

同時，在生活也要注意以下幾點：最好不要在瀝青馬路上晾曬糧食，因為太陽照射產(chǎn)生的高溫會使瀝青中的有害物質(zhì)釋放出來，吸附在糧食上面；一定要少抽煙，最好是戒煙，一包煙大約含有0.32μg的苯并芘，日積月累，其危害可是不容小覷[30]。

4.2 制定嚴格的限量標準

GB2762-2005對食品中的污染物制定了限量標準，其中苯并芘的限量標準是：熏烤肉為5μg/kg；植物油為10μg/kg；糧食為5μg/kg，這和歐盟、世界衛(wèi)生組織制定的標準基本一致[31]。同時，可以借鑒歐盟食品安全監(jiān)控的成功經(jīng)驗，健全完善我國的食品安全監(jiān)控法規(guī)體系，建立食品安全監(jiān)控檢測網(wǎng)絡(luò)，加快我國食品安全監(jiān)控信息平臺建設(shè)步伐[32]。

5 展望

綜上所述，苯并芘的毒性大家有目共睹，更好更快的檢測食品中的苯并芘成為迫在眉睫的問題。目前，無錫市金坤生物工程有限公司已發(fā)明了苯并芘金標免疫檢測試紙，其采用的是多克隆抗體技術(shù)[33]。多抗與單抗相比制備時間短、成本低，但其在特異性方面無法與單抗相比擬，而且即便是用相同抗原制備的不同批次的多抗也不能保證其一致性，因而多抗在特異性、一致性方面有很大局限。單抗特異性高，而且一旦制備成功就可以永續(xù)生產(chǎn)完全一致的抗體，因而可以對其特異性進行系統(tǒng)、全面的驗證，能廣泛地應(yīng)用于各種應(yīng)用，并且完全保證抗體的一致性，是公認的抗體“金標準”。因此研究采用單克隆抗體來制備試劑盒及試紙條，可使檢測更快速，更準確，是未來安全檢測領(lǐng)域的一個發(fā)展方向，擁有良好的市場發(fā)展前景。

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