食品中 苯并芘的研究進(jìn)展

□黃燕芬 田 立 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)

食品中 苯并芘的研究進(jìn)展

□黃燕芬 田 立 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)

隨著食品行業(yè)的發(fā)展，食品安全衛(wèi)生問(wèn)題頻發(fā)。苯并芘是在可知領(lǐng)域探究的最具代表性和國(guó)際公認(rèn)性的強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，苯并芘通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚組織等多種吸收途徑，能夠在一定的劑量中產(chǎn)生潛在的癌變、畸形等風(fēng)險(xiǎn)。本文根據(jù)苯并芘的結(jié)構(gòu)，綜合論述了其性質(zhì)、來(lái)源、產(chǎn)生機(jī)理、潛在的危害、檢測(cè)方法，為今后更好地研究苯并芘，控制其在食品中的含量奠定一定的理論基礎(chǔ)，供大家借鑒參考。

苯并芘概述

定義

苯并芘（BaP）是一種普遍存在于煙草煙霧，汽車(chē)尾氣和燒烤食品中的多環(huán)芳烴化合物。從其影響危害上看，苯并芘是在可知領(lǐng)域探究的最具代表性和國(guó)際公認(rèn)性的強(qiáng)烈致癌物質(zhì)。在傳播渠道上，苯并芘通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚組織等多種吸收途徑，能夠在一定的劑量中對(duì)人體產(chǎn)生潛在的癌變、畸形等風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)苯并芘的凝聚力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，在生態(tài)環(huán)境、物理環(huán)境、身體機(jī)能等多項(xiàng)問(wèn)題的作用下，苯并芘能夠誘發(fā)癌癥、白血病等病癥，在人體健康中產(chǎn)生較大的危害。即使苯并芘的劑量較低，但是在被吸收后，依然會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致人體細(xì)胞突變，產(chǎn)生各項(xiàng)不良反應(yīng)。因此，苯并芘具有較強(qiáng)的危害性和影響性。

結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

苯并芘，分子式為C20H12，相對(duì)分子質(zhì)量為252.32。苯并芘呈無(wú)色至淡黃色、針狀、晶體(純品)，熔點(diǎn)179 ℃，沸點(diǎn)475 ℃，相對(duì)密度（水=1）1.35，苯并芘不溶于水，在乙醇、甲醛等物質(zhì)中呈微溶狀態(tài)。同時(shí)苯并芘在有機(jī)溶液中會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，在濃酸溶液中呈現(xiàn)橙紅色或其他熒光顏色。這些顏色也成為檢驗(yàn)分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的重要因素。

苯并芘在食品中的來(lái)源

熏烤食品

熏烤食品時(shí)使用的木炭、煤炭、液化石油氣等不完全燃燒產(chǎn)物中含有苯并芘。在熏雞、熏肉等多種燒烤食物中，苯并芘的產(chǎn)生量較大。這是因?yàn)樵谘臼称分校脕?lái)熏烤肉質(zhì)的熏燈中含有大量的污染物，肉類(lèi)所含有的脂肪在燒制過(guò)程中處于半生不熟的狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生大量的苯并芘。特別是食物在燃燒的過(guò)程中食物上所包裹的淀粉一旦被火烤制成焦糊狀態(tài)，那么淀粉中也會(huì)產(chǎn)生大量的苯并芘，被人們食用會(huì)形成強(qiáng)烈的致癌風(fēng)險(xiǎn)。

糧食作物

在人們賴(lài)以生 存的空氣中，大量的BaP也會(huì)漂浮在空氣中。灰塵和顆粒通過(guò)大氣的沉降，在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)污染到糧食作物， 使農(nóng)作物變成潛在的BaP傳播體，使糧食作物的本身受到污染。

同時(shí)，一些不法分子在糧食運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)的過(guò)程中，過(guò)于關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)一些質(zhì)量低劣甚至存在致癌風(fēng)險(xiǎn)的礦物油脂攪拌到發(fā)霉、發(fā)黃的米中，損害消費(fèi)者的身體健康，而獲得高額的利潤(rùn)。這些礦物油質(zhì)多來(lái)源于有毒有害的化合物，其中苯并芘的含量更加凸顯。

炒制烘焙食物

BaP也存在炒制、焙烤食物中，例如在炒制茶葉的過(guò)程中，在經(jīng)過(guò)高溫作用下，茶水中所含有的BaP難以溶于水中，因此在茶葉和湯渣中，都存在大量的苯并芘。在炒制過(guò)程中，過(guò)高溫度下，食品中含有苯并芘會(huì)大幅度增強(qiáng)。另外，高溫下烘烤食品中的蛋白質(zhì)、脂肪的分解，例如：炙火下燒烤的牛、羊肉，在油脂分解的過(guò)程中，也會(huì)形成苯并芘。這些有毒有害物質(zhì)不容易被分解，因此，會(huì)大大增強(qiáng)人體患病、致癌的風(fēng)險(xiǎn)。

食用植物油

環(huán)境污染、加工運(yùn)輸過(guò)程接觸污染物或者油料干燥過(guò)程中與熱解燃?xì)庵苯咏佑|可使油菜籽中沉積BaP。此外，在瓜子油、花生油等油料的加工中，經(jīng)過(guò)壓制和炒制的成品油也存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)。如果所炒制的溫度過(guò)高，那么在加工的工程中會(huì)出現(xiàn)局部溫度過(guò)高的現(xiàn)象，因此在 熱解的情況中會(huì)產(chǎn)生大量的BaP。汪學(xué)德 等研究表明，當(dāng)芝麻的炒制溫度超過(guò)200 ℃時(shí)，所經(jīng)過(guò)壓榨的油中存在BaP。另外，食物油在加工過(guò)程中出現(xiàn)的揚(yáng)煙、溫度等因素對(duì)芝麻油的影響也比較大。在芝麻食用油脫臭的過(guò)程中，脫臭工藝選擇不當(dāng)時(shí)，在加工中就會(huì)形成內(nèi)源性BaP。

苯并芘中的形式組成

在當(dāng)前的醫(yī)療水平中，BaP的形成組成尚不完整。相關(guān)研究學(xué)者表明，通過(guò)自由基反應(yīng)、分子內(nèi)加成或者小分子的聚合，能夠從宏觀上概況出食品中苯并芘的形成狀況。澳大利亞生物研究學(xué)家Badger和他的同事曾經(jīng)在1960年提出了另一個(gè)推論，即有機(jī)物在高溫缺氧條件下所裂變，形成的乙烯基乙炔或1,3-丁二烯，在不斷的循環(huán)中，形成己基苯，最后形成苯并芘。

苯并芘的毒理作用

高致癌 性

在苯并芘的發(fā)展中，它屬于多環(huán)芳烴類(lèi)，它是當(dāng)前醫(yī)學(xué)界已經(jīng)查明的400多種主要致癌物中的一種。其毒性在各類(lèi)多環(huán)芳烴類(lèi)中位居榜首。進(jìn)入體內(nèi)的苯并芘在經(jīng)過(guò)人體的新陳代謝后，會(huì)產(chǎn)生大量的分子中間體，因此，會(huì)使靶細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，導(dǎo)致DNA產(chǎn)生損傷。BaP處理也可導(dǎo)致細(xì)胞核蛋白的表達(dá)的改變。也有學(xué)者研究證實(shí)BaP在口腔的致癌作用并揭示BaP主要沿著動(dòng)態(tài)路徑從口腔、前胃到達(dá)小腸和肝臟，其他途徑有通過(guò)皮膚及其附屬器官包括聽(tīng)器官進(jìn)入人體，其中BaP致 發(fā)病率和死亡率較高的是肝癌。

致畸性和致突變性

BaP可經(jīng)胎盤(pán)致發(fā)育中的胎兒DNA損傷，造成胚胎畸形、免疫功能下降等。在暴露的環(huán)境中，早期胚胎發(fā)育期間DNA合成率高，DNA甲基化模式正在形成，對(duì)表觀遺傳失調(diào)是一個(gè)非常敏感的時(shí)期。有研究表明，多環(huán)芳烴能通過(guò)胎盤(pán)使發(fā)育中的胎兒被BaP誘導(dǎo)致DNA損傷，并且其損傷程度是其母親的10倍。除此之外，苯并芘還能夠?qū)е翫NA產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致發(fā)育中血清水平受到抑制，精子生成能力減弱，進(jìn)一步增加了致畸性和致突變 的風(fēng)險(xiǎn)。

苯并芘的檢測(cè)方法

熒光分光光度法

《食品中苯并芘的測(cè)定方法》（GB/ T 5009.27-2003）中明確說(shuō)明了熒光分光光度法的應(yīng)用，即采用有機(jī)溶液提取、皂化提取、色譜凈化和乙酰分離等形式，用熒光分光光度法進(jìn)行定量。從總體上說(shuō)，熒光分光光度法是中國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。熒光分光光度法作為一種較為傳統(tǒng)的檢驗(yàn)測(cè)定方法，其各項(xiàng)屬性也較為穩(wěn)定。

薄層層析法

樣品處理后，經(jīng)氫氧化鉀皂化后，環(huán)己烷萃取，將提取液經(jīng)環(huán)己烷-二甲基亞砜液-液分配及氧化鋁或氧化鋁-硅鎂型吸附劑色譜柱凈化，然后在氧化鋁薄層板上進(jìn)行層析分離，BaP在紫外光照射下呈紫色熒光光點(diǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)比較，定量，最低檢出量約0.005 μg。這種薄層層析法的檢測(cè)方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。

高效液相色譜法

有關(guān)食品中BaP的研究，吳敏 等人采用固相萃取-高效液相色譜-熒光法(HPLC-FLD)聯(lián)合測(cè)定食品中苯并芘的含量，根據(jù)不同樣品基質(zhì)對(duì)樣品提取條件進(jìn)行了優(yōu)化，采用固相萃取柱凈化，XbridgeTMC18色譜柱分離，外標(biāo)法定量。該方法前處理簡(jiǎn)單，分析時(shí)間短，具有良好的靈敏度和準(zhǔn)確性，適用于各類(lèi)食品中苯并芘的測(cè)定。李琴 等人也建立了植物油中苯并芘殘留的高效液相色譜快速測(cè)定方法，該方法樣品預(yù)處理簡(jiǎn)便、試劑耗用少、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)顯著提高了檢測(cè)的效率。還有采用液相色譜對(duì)食品中苯并芘的含量進(jìn)行測(cè)定的方式，樣品以環(huán)己烷為提取劑，凈化、蒸發(fā)濃縮后用流動(dòng)相溶解，熒光檢測(cè)器激發(fā)波長(zhǎng)283 nm，發(fā)射波長(zhǎng)404 nm，此方法簡(jiǎn)便快速、安全性 好、靈敏度高、線性范圍寬以及精確度高。

氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用

除了上述檢測(cè)方法，在苯并芘的發(fā)展中，通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)鑒定，能夠用于快速、清晰的鑒定BaP。所采用的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能夠進(jìn)一步加深檢查方式的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。這一方法的運(yùn)用較為適合苯并芘的特性，分離效果明顯，且色譜的再現(xiàn)性比較好。

GC-MS法分析PAHs的報(bào)道有關(guān)于環(huán)境中PAHs的（水質(zhì)，大氣等），有關(guān)于分析食品中PAHs的，有關(guān)于分析卷煙煙氣中的PAHs的。例如：S.Yurchenko等學(xué)者所探究的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，進(jìn)一步測(cè)量了在熏魚(yú)中苯并芘的含量。檢測(cè)結(jié)果發(fā)展，在熏魚(yú)身上所提取的樣品中，經(jīng)過(guò)一系列的提純、皂化、分離等氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)熏魚(yú)身上所含有的苯并芘數(shù)值，并在最新研究中采用了聚苯乙烯-二乙烯苯共聚的微型GPC柱與GC-MS聯(lián)機(jī)在線凈化分離技術(shù)，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)，更加快捷、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出了樣品含有的苯并芘數(shù)值。在對(duì)單個(gè)樣品的處理時(shí)間上，大大低于10 min。除了在處理時(shí)間上的便捷，在所消耗的有機(jī)溶液中，其消耗了也保持在10 mL以下。

結(jié)語(yǔ)

BaP大量存在于熏烤食品、糧食作物、炒制、烘烤食品和食用油等這些物質(zhì)中，具有強(qiáng)致癌性和致畸性，成為我國(guó)食品的安全隱患。在相關(guān)衛(wèi)生、食品等質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的各項(xiàng)環(huán)節(jié)中，經(jīng)過(guò)關(guān)于苯并芘的研究從未停止。但是在我國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中，關(guān)于此類(lèi)問(wèn)題的探究和探討仍然存在一定的空白。如何減少食品中的苯并芘與苯并芘的降解問(wèn)題依然迫在眉睫。因此，科學(xué)工作者在今后的工作中應(yīng)加快這幾方面的研究進(jìn)程。