小麥粉中多環(huán)芳烴的污染特征及評(píng)價(jià)

王峰++張征+++趙春曉++劉佳寧+++孟列群++蔡晶

摘要：優(yōu)化了小麥粉中多環(huán)芳烴（PAHs）的提取方法，利用高效液相色譜法對(duì)30份小麥粉樣本進(jìn)行18種PAHs含量測(cè)定，以苯并[a]芘毒性為當(dāng)量因子，分析小麥粉中PAHs污染特征。結(jié)果表明，采用正己烷直接提取小麥粉中PAHs，方法簡(jiǎn)單，提取效果較好。小麥粉中4種PAHs總量范圍為0.93～8.64 μg/kg；18種PAHs的總量范圍為6.29～80 μg/kg；苯并[a]芘的含量范圍為0～1.08 μg/kg。本研究中30份樣本均能達(dá)到我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小麥粉中苯并[a]芘限量要求，均能達(dá)到德國(guó)安全技術(shù)認(rèn)證（GS認(rèn)證）對(duì)18種PAHs限量要求，但有1份小麥粉超出歐盟[Regulation（EC） No. 835/2011]對(duì)苯并[a]芘限量要求，10份小麥粉超出4種PAHs限量要求，對(duì)人體存在一定健康風(fēng)險(xiǎn)。污染特征分析表明，雖然小麥粉中PAHs主要由2～3環(huán)PAHs構(gòu)成，但小麥粉的毒性主要是由5～6環(huán)PAHs貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：小麥粉；多環(huán)芳烴（PAHs）；污染特征；評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)： TS207.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）02-0323-04

收稿日期：2015-11-15

基金項(xiàng)目：江蘇省質(zhì)監(jiān)局項(xiàng)目（編號(hào)：KJ133810）；江蘇省常熟市科技局社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目（編號(hào)：CS201306）。

作者簡(jiǎn)介：王峰（1976—），女，山東淄博人，博士，高級(jí)工程師，主要從事食品安全與分析檢測(cè)工作。E-mail：wdymch05@hotmail.com。多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一類(lèi)由2個(gè)及以上苯環(huán)組成的持久性有機(jī)污染物（POPs），具有致畸、致癌和致突變性[1-3]，美國(guó)、歐盟、德國(guó)和我國(guó)對(duì)多環(huán)芳烴都有嚴(yán)格要求，但對(duì)PAHs種類(lèi)和和含量要求不相同。歐盟Regulation（EC） NO. 835/2011對(duì)谷物及制品限定4種PAHs （∑4PAHs）≤1.0 μg/kg和苯并[a]芘≤1.0 μg/kg[4]；美國(guó)將16種PAHs列為優(yōu)先控制名單[5]；德國(guó)GS認(rèn)證規(guī)定與食物接觸的材料、直接放入口中的材料中18種PAHs （∑18PAHs） ≤0.2 mg/kg [6]；我國(guó)限定谷物及制品苯并[a]芘≤5.0 μg/kg[ 7]。苯并[a]芘是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有致癌作用的PAHs，但采用PAHs總量和苯并[a]芘2項(xiàng)指標(biāo)，可保證未檢出苯并[a]芘的食品，PAHs總量仍在受控范圍內(nèi)，減少由PAHs帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)，因而越來(lái)越多的地區(qū)采用雙指標(biāo)評(píng)價(jià)模式[4]。谷物自然環(huán)境生長(zhǎng)，瀝青路面晾曬，不可避免受到汽車(chē)排放的尾氣、路面磨損產(chǎn)生的瀝青顆粒以及道路揚(yáng)塵中PAHs的影響[8-9]，作為主要食品的小麥粉受PAHs的影響程度，目前國(guó)內(nèi)鮮有相關(guān)報(bào)道。因此，本研究以小麥粉為研究對(duì)象，在前期研究[10]的基礎(chǔ)上，優(yōu)化小麥粉中PAHs的提取方法，分析小麥粉中PAHs的污染狀況和配分模式，以 ∑4PAHs、∑18PAHs和苯并[a]芘含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)小麥粉進(jìn)行PAHs的風(fēng)險(xiǎn)分析。

1材料與方法

1.1材料與試劑

30個(gè)小麥粉樣品，均購(gòu)自超市，產(chǎn)地均為江蘇。

18種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[j]熒蒽、苯并[e]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]芘和茚并[1，2，3-c，d]芘，濃度均為1 μg/mL，購(gòu)于美國(guó)O2SI公司；乙腈、環(huán)己烷：色譜純，美國(guó)Tedia公司；超純水。

1.2儀器與設(shè)備

1260液相色譜儀（HPLC）-二極管陣列檢測(cè)器（DAD）-熒光檢測(cè)器（FLD）：美國(guó)Agilent Technologies有限公司；超純水儀：美國(guó)Millipore公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士BUCHI公司。

1.3方法

1.3.1色譜條件[10]色譜柱：Agilent Eclipse PAH C18柱（46 mm×50 mm，1.8 μm）；柱溫：18 ℃；流動(dòng)相：水和乙腈；梯度洗脫程序；進(jìn)樣量為10 μL；流速：1.0 mL/min；檢測(cè)器：DAD和FLD串聯(lián)，DAD的檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm；FLD采用多發(fā)射波長(zhǎng)模式，將檢測(cè)波長(zhǎng)設(shè)為2個(gè)通道。熒光檢測(cè)程序見(jiàn)表1。

1.3.2樣品前處理方法稱(chēng)取混合均勻的面粉約5 g，置于50 mL離心管中，加入30 mL正己烷，渦旋1 min。超聲提取10 min，以5 000 r/min離心5 min，收集上清液，重復(fù)上述提取步驟，合并2次提取液。

直接提?。簩?次提取液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)近干，加入1 mL乙腈，過(guò)0.22 μm的有機(jī)相濾膜后，待測(cè)。

固相萃取法：將2次提取液，用苯并芘（BaP）專(zhuān)用固相萃取小柱凈化。依次分別用5 mL二氯甲烷和正己烷活化小柱，將提取液上樣到小柱上，用10 mL正己烷淋洗，用5 mL二氯甲烷洗脫，并收集濾液，于40 ℃氮?dú)獯抵两?，加? mL乙腈，過(guò)0.22 μm的有機(jī)相濾膜后，待測(cè)。

1.3.3毒性當(dāng)量的計(jì)算以苯并[a]芘的毒性當(dāng)量因子（toxic equivalency factor，TEF）為1，其他PAHs對(duì)人體的危害性與苯并[a]芘進(jìn)行比較，根據(jù)其對(duì)人體危害的強(qiáng)弱確定其毒性當(dāng)量因子，然后將各PAHs的濃度與其毒性等效因子相乘，計(jì)算其毒性當(dāng)量[11-12]。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析采用Origin 8和SPSS 17.0軟件。

2結(jié)果與分析

2.1樣品前處理方法的優(yōu)化

采用基質(zhì)加標(biāo)方法，在2份空白小麥粉中加入相同含量的18種PAHs標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別采用BaP專(zhuān)用柱進(jìn)行固相萃取凈化和直接提取2種方法進(jìn)行提取凈化，所得提取液按照上述色譜條件進(jìn)行測(cè)定。采用正己烷直接提取后得圖1-a，采用BaP專(zhuān)用柱進(jìn)行固相萃取后得圖1-b。由圖1可看出，過(guò)固相萃取小柱后，PAHs的損失高于直接提取的方法。這可能是小麥粉樣品中蛋白質(zhì)和脂肪含量比較少，基質(zhì)中所含的物質(zhì)在熒光下干擾較小，采用正己烷直接提取的效果明顯好于BaP專(zhuān)用柱，故可以采用直接提取的方法。

2.2小麥粉中各種PAHs的檢出情況

按照上述色譜條件和前處理方法，對(duì)30份小麥粉進(jìn)行測(cè)定，小麥粉中18種PAHs的檢出情況如圖2所示。由圖2可以看出，小麥粉中Naph、Ant、Fla、Pyr、BaA、CHR、BeP、BbF、BkF和BaP的檢出率最高，均達(dá)到100%，其次為Ace、Flu、DhA和BgP，檢出率均達(dá)到93.33%，Acy的檢出率最低，30份小麥粉中均未檢出。這說(shuō)明PAHs雖然普遍存在于小麥粉中，但不同種類(lèi)PAHs對(duì)小麥粉的污染程度并不相同。

2.3小麥粉中PAHs的總體污染情況

30份小麥粉中PAHs含量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可看出，小麥粉中∑4PAHs的濃度范圍為0.93～8.64 μg/kg，平均含量為4.17 μg/kg；∑18PAHs的濃度范圍為6.29～80 μg/kg，平均含量為28.64 μg/kg；而苯并[a]芘的濃度范圍為0～1.08 μg/kg，平均含量為0.29 μg/kg。參照我國(guó)GB 2762—2012《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中規(guī)定小麥粉中苯并[a]芘限量指標(biāo)為5 μg/kg，此次檢測(cè)的30批次小麥粉均能滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)要求。參照德國(guó)GS認(rèn)證的ZEK01.4-08（第一類(lèi)）要求，∑18PAHs≤0.2 mg/kg，苯并[a]芘≤0.2 mg/kg，此次檢測(cè)的30批次小麥粉均能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)要求。而參照歐盟Regulation（EC） NO 835/2011對(duì)谷物制品中的要求，∑4PAHs≤1.0 μg/kg，苯并[a]芘≤1.0 μg/kg，此次檢測(cè)30批次小麥粉中，有1批次不能滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)中苯并[a]芘的含量要求，有10批次小麥粉不能滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)中4種PAHs總量的要求，說(shuō)明小麥粉中的PAHs存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。

2.3小麥粉中PAHs的分布特征

小麥粉中不同環(huán)數(shù)的PAHs的分布情況[13]見(jiàn)圖3。按照含量計(jì)算（圖3-a），2～3環(huán)PAHs是小麥粉中PAHs的主要形態(tài)，其次為4環(huán)，最后為5～6環(huán)。通常在環(huán)境中，低環(huán)（2～3環(huán)，LMW）PAHs來(lái)源于石油類(lèi)污染和木柴、煤等在低至中溫度范圍內(nèi)的燃燒；高環(huán)（4～6環(huán)，HMW）PAHs主要來(lái)源于化石燃料的高溫燃燒[14]。本次研究30份小麥粉中，80%以上的樣品中LMW含量占比超過(guò)50%；全部樣品中HMW含量占比均在35%以下，即小麥粉中檢出PAHs以小分子PAHs為主，這說(shuō)明木柴及煤的低溫燃燒可能是影響本次小麥粉中多環(huán)芳烴的主要因子。這個(gè)結(jié)果與中草藥中PAHs的組成[14]有一定的類(lèi)似性。但因?yàn)橹参矬w的吸收、富集、傳輸和代謝轉(zhuǎn)化可能會(huì)影響PAHs的組成，因此，小麥粉中的PAHs來(lái)源尚需進(jìn)一步研究。

按照毒性當(dāng)量濃度所占比例（圖3-b）計(jì)算，5～6環(huán)PAHs是小麥粉中PAHs毒性較高的主要來(lái)源，毒性占比在50%以上的樣品有80%，2～3環(huán)PAHs的含量占比均在10%以下，即小麥粉樣品的毒性主要是由5～6環(huán)PAHs所作的貢獻(xiàn)。導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因是大分子PAHs毒性遠(yuǎn)高于小分子PAHs。

3結(jié)論

不經(jīng)凈化采用正己烷直接提取能滿(mǎn)足小麥粉中PAHs的提取要求。

PAHs雖然普遍存在于小麥粉中，但不同種類(lèi)PAHs對(duì)小麥粉的污染程度并不相同。部分小麥粉樣品中∑4PAHs和苯并[a]芘含量達(dá)不到歐盟Regulation（EC） NO.835/2011的限量要求，對(duì)人體存在一定健康風(fēng)險(xiǎn)。小分子2～3環(huán)的PAHs是小麥粉PAHs的主要構(gòu)成部分，但小麥粉的毒性主要由5～6環(huán)PAHs貢獻(xiàn)。

目前江蘇省內(nèi)的小麥粉基本能滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)PAHs的限量標(biāo)準(zhǔn)，但距離歐盟標(biāo)準(zhǔn)還有一定差距。我國(guó)應(yīng)該盡快與國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)接軌，設(shè)定更加合理的苯并[a]芘限量，同時(shí)引入PAHs總量來(lái)綜合評(píng)價(jià)谷物制品中PAHs的限量，以更好地維護(hù)人們的身體健康。

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