沈浥
(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院,國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海),上海200233)
水產(chǎn)動物及其制品中苯并(a)芘的研究進展和標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
沈浥
(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院,國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海),上海200233)
近些年來,由于人類的生產(chǎn)和生活導(dǎo)致了海洋資源的破壞和海洋環(huán)境的持續(xù)惡化,已引起了國內(nèi)學(xué)術(shù)界的高度重視和密切關(guān)注。因此迅速、有效地監(jiān)測海洋中生物變化,及時督促海洋污染的治理,將損失降至最低,顯得尤為重要。苯并(a)芘(Benzo(a)pyrene,B(a)P)是一種具有明顯致癌作用的多環(huán)芳烴類化合物。隨著海洋環(huán)境污染事件頻發(fā),水產(chǎn)動物及其制品中苯并(a)芘的殘留日益受到人們的重視。就苯并(a)芘的危害、來源、預(yù)處理技術(shù)、檢測方法、標(biāo)準(zhǔn)化以及存在的問題等進行闡述,并展望今后研究的重點和方向。旨在加強我國水產(chǎn)動物及其制品中的苯并(a)芘監(jiān)測,為制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)參考。
苯并(a)芘;水產(chǎn)動物;預(yù)處理技術(shù);檢測方法;標(biāo)準(zhǔn)化
據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖部2016年公布的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國是一流的海洋和內(nèi)陸水域漁業(yè)產(chǎn)量大國,同時也是世界第一的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)者,占全球水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的60%以上[1]。我國既是水產(chǎn)品生產(chǎn)和出口大國,也是水產(chǎn)品進口大國。隨著我國對水產(chǎn)品的需求量不斷增加、養(yǎng)殖面積逐漸擴大和人工養(yǎng)殖技術(shù)日趨成熟,水產(chǎn)品貿(mào)易已成為我國重要的創(chuàng)匯來源,還在創(chuàng)造收入和就業(yè)機會、保障糧食安全和營養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。然而通過2015年對全國海洋環(huán)境質(zhì)量和主要入海污染源狀況進行監(jiān)測表明,在水質(zhì)、沉積物、生物質(zhì)量狀況等方面的污染要素都含有石油類[2]。石油中含有的苯并(a)芘(Benzo(a)pyrene,B(a)P)在自然環(huán)境中化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,毒性卻超過黃曲霉毒素,它在魚類、貝類和其他海洋生物等體內(nèi)蓄積,進一步通過生物富集及食物鏈放大作用形成更高的濃度,人們食用后將產(chǎn)生危害[3]。如2010年大連新港“7·16”油污染事件以及2011年蓬萊19-3油田溢油事故都對海洋環(huán)境造成了負(fù)面影響。因此,探討水產(chǎn)動物及其制品中苯并(a)芘殘留的研究進展和標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀對于綜合管理極端污染事件,有效保護海洋生態(tài)系統(tǒng),合理利用開發(fā)漁業(yè)資源,具有重要的指導(dǎo)意義。
1932年Cook等從煤焦瀝青中分離出具有強烈致癌性的苯并(a)芘,從而引起人們對它的關(guān)注[4]。苯并(a)芘是一種由5個苯環(huán)構(gòu)成的多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),主要有 1,2-苯并(a)芘、3,4-苯并(a)芘、4,5-苯并(a)芘等 10 多種異構(gòu)體,不溶于水,微溶于乙醇、甲醇。溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮、環(huán)己烷、己烷等有機溶劑中。
苯并(a)芘對皮膚、眼睛有較強的刺激作用,可經(jīng)皮膚、黏膜、呼吸道、消化道進入體內(nèi),通過血液循環(huán)很快分布全身,除少部分以原形隨糞尿排出外,其余大部分經(jīng)肝、肺細(xì)胞微粒體中的混合功能氧化酶激活而轉(zhuǎn)化為幾十種代謝產(chǎn)物,部分轉(zhuǎn)化過程及其產(chǎn)生的最終產(chǎn)物通過不同作用方式與途徑對人體健康產(chǎn)生不利影響:如使酶和激素結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)發(fā)生變異,阻斷細(xì)胞生長分化調(diào)節(jié)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),改變細(xì)胞周期進程,引起細(xì)胞形態(tài)的改變,溶酶體受損,DNA損傷等,甚至導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等不同組織和器官的損傷,基因組穩(wěn)定性下降、腫瘤易感性增加等。它是一種高活性間接致癌物,并具有很強的致畸性、致突變性、內(nèi)分泌干擾性、神經(jīng)毒性、促炎癥性[3,5-11]。同時,苯并(a)芘的危害具有長期性和隱匿性,它蓄積在乳腺和脂肪組織中,在身體內(nèi)自身降解相當(dāng)緩慢,在表現(xiàn)出明顯不良癥狀前的潛伏期一般為20年~25年[12]。世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)經(jīng)大量的動物試驗以及臨床觀察分析,2006年將苯并(a)芘從第二類A組“很可能對人類致癌物”改為第一類“人類致癌物”[13]。
石油類污染只是水產(chǎn)動物及其制品中苯并(a)芘殘留的其中一個方面,其主要來源見表1。此外,伴隨著貯存、運輸、銷售時間的延長,苯并(a)芘逐漸會由表層向內(nèi)部滲透。
表1 水產(chǎn)動物及其制品中苯并(a)芘的主要來源[14-17]Table 1 Main sources of benzo(a)pyrene in aquatic animals and their products
目前,國內(nèi)外已報道苯并(a)芘的檢測對象大多集中在空氣、水質(zhì)、動植物油脂、油炸食品、肉制品上,有關(guān)水產(chǎn)動物及其制品的檢測報道較少。由于目標(biāo)物苯并(a)芘基本上以微量級或痕量級存在,而水產(chǎn)動物及其制品基質(zhì)成分復(fù)雜,可溶性蛋白質(zhì)種類繁多,有些水產(chǎn)富含脂肪,苯并(a)芘由于親脂性在非極性成分中擴散,同時在組織細(xì)胞內(nèi)部同大分子物質(zhì)緊密結(jié)合,的影響。文獻中[10,12,19-30]預(yù)處理技術(shù)和檢測方法隨著樣品特性的不同而各異。
有關(guān)苯并(a)芘檢測的預(yù)處理技術(shù)見表2。
表2 苯并(a)芘常見預(yù)處理技術(shù)優(yōu)劣比較Table 2 Comparison of the advantages and disadvantages of the common pretreatment techniques of benzo(a)pyrene
凝膠滲透色譜法又稱尺寸排除法(或體積排除法)是從高分子量基體中分離出低分子量化合物的最有效手段,可高效地從有機物樣品中除去油脂、多糖、色素和蛋白質(zhì)等,被證明是一種使用比較方便快捷的樣品凈化技術(shù)。
苯并(a)芘檢測方法在不斷發(fā)展,不同檢測方法的比較見表3。
表3 苯并(a)芘常見檢測方法優(yōu)劣比較Table 3 Comparison of the advantages and disadvantages of the common detection methods of benzo(a)pyrene
其中,高效液相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法形成多種潛在干擾物[18]。因此,一方面需要對樣品進行預(yù)處理以富集、凈化待測組分,消除基體干擾,同時減少預(yù)處理過程盡量減少目標(biāo)物苯并(a)芘的損失。另一方面需要尋求高選擇性的分析檢測技術(shù),提高檢測靈敏度,降低檢測限,避免結(jié)構(gòu)相似的分子對檢測結(jié)果應(yīng)用普遍,檢測精度高、適于標(biāo)準(zhǔn)化,但對于復(fù)雜的食品基質(zhì),分離度受到很大的限制。樣品前處理也相對較為復(fù)雜,檢測靈敏度也受限于配套檢測器,同時,由于載體的稀釋作用,也相對降低了靈敏度。儀器本身及維護費昂貴,不適合大批量的檢測。隨技術(shù)發(fā)展和革新,酶聯(lián)免疫法引起較大關(guān)注,它建立在抗原與抗體特異性、可逆性結(jié)合反應(yīng)的基礎(chǔ)之上,但其自身也有局限性。在實際工作中可將兩者結(jié)合,實現(xiàn)從初篩到定量快速準(zhǔn)確檢測。
此外,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,更加先進便捷的方法也陸續(xù)出現(xiàn),如利用新型核殼納米粒子作為表面增強拉曼光譜基底檢測[31],采用多克隆抗體技術(shù)發(fā)明金標(biāo)免疫檢測試紙[32]等,填補了國內(nèi)技術(shù)空白。
鑒于苯并(a)芘對食品安全領(lǐng)域的巨大威脅,70年代中期美國環(huán)境保護署(EPA)提出的129種“優(yōu)先控制污染物”中就有苯并(a)芘。2002年食品科學(xué)委員會(Scientific Committee on Food,SCF),2005年糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives,JECFA)分別提出過建議以苯并(a)芘作為標(biāo)志來評估食品中PAHs污染的水平。2009年我國啟動的全國食品污染物監(jiān)測項目中苯并(a)芘已成為有機污染物的必測組分之一[13,19,33-35]。
目前,我國GB 2762-2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》對熏、烤水產(chǎn)品苯并(a)芘最大限量的規(guī)定為5.0 μg/kg,并已制定國標(biāo)、行標(biāo)、地標(biāo)等測定標(biāo)準(zhǔn)見表4,然而正如表2、表3中所述,各個標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的預(yù)處理技術(shù)和檢測方法各有利弊。
表4 我國水產(chǎn)動物及其制品苯并(a)芘測定的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)列舉Table 4 Present standard for the determination of benzo(a)pyrene in aquatic animals and products in China
2015年GB 5009.27-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中苯并(a)芘的測定》已開始向社會公開征求意見[36],它本著節(jié)約溶劑、技術(shù)穩(wěn)定可靠、充分取用成熟的商品化產(chǎn)品、技術(shù)能覆蓋所有食品基質(zhì)的原則,借鑒國際標(biāo)準(zhǔn),還增加了安全防護等警告內(nèi)容,整合GB/T 5009.27-2003《食品中苯并(a)芘的測定》、GB/T 22509-2008《動植物油脂苯并(a)芘的測定反相高效液相色譜法》、SC/T 3041-2008《水產(chǎn)品中苯并(a)芘的測定高效液相色譜法》、NY/T 1666-2008《肉制品中苯并(a)芘的測定高效液相色譜法》,采用超聲提取,中性氧化鋁或分子印跡柱凈化,高效液相色譜法測定樣品,滿足了國內(nèi)市場執(zhí)法監(jiān)督、風(fēng)險監(jiān)測、進出口檢測的需要。
1)隨著我國食品標(biāo)準(zhǔn)越來越國際化,苯并(a)芘檢測今后的發(fā)展趨勢是向著快速準(zhǔn)確化、低成本經(jīng)濟化、微量小型化、在線自動化等方向發(fā)展。如尋找適用于苯并(a)芘處理的穩(wěn)定、經(jīng)濟、高回收率的新型吸附劑,使用超光譜成像技術(shù)和便攜式傳感器來進行無損快速跟蹤檢測等將成為未來研究重點。
2)借鑒國外食品安全監(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),結(jié)合苯并(a)芘不同形成途徑和特定作用位點,從原料、環(huán)境、生產(chǎn)、產(chǎn)品后處理、貯藏、烹飪方式等方面出發(fā),深入研究建立關(guān)鍵控制點,綜合評估從源頭上有效遏制它的產(chǎn)生,積極引導(dǎo)企業(yè)和市場健康發(fā)展。
3)目前雖然在苯并(a)芘的生成、安全評價和抑制研究方面取得了一些研究成果,但對其在代謝變遷、損傷毒害等過程及機理研究仍存在一些瓶頸問題,對這一風(fēng)險因子的評估還基于動物試驗資料,因此以生物標(biāo)志物為終點的人群暴露評估及健康效應(yīng)評價應(yīng)是今后研究的方向。
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Research Progress and Standardization Status of Benzo(a)pyrene in Aquatic Animals and Their Products
SHEN Yi
(Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research,National Center of Supervision and Inspection on Food Products Quality(Shanghai),Shanghai 200233,China)
In recent years,the production and life of human lead to the destruction of marine resources and the marine environment,which have attracted much attention in the relevant domestic academic fields.Thus,monitoring the changes of the organisms in the sea timely and effectively,guiding the improvement of the marine environment and minimizing the damage become more and more important.Benzo(a)pyrene(B(a)P)is a kind of polycyclic aromatic compounds which has strong carcinogenic.The benzo(a)pyrene residue in aquatic animals and their products has attracted increasing attention with the frequent marine environmental pollution incidents.This article reviewed the harmful effects,sources,pretreatment techniques,detecting methods,standardization status and existing problems of benzo(a)pyrene.Then it proposed the emphasis and direction of the future research.In order to strengthen the benzo(a)pyrene monitoring in China in aquatic animals and their products,provide technical reference for the relevant standards.
benzo(a)pyrene;aquatic animal;pretreatment techniques;detecting methods;standardization
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.21.044
沈浥(1984—),女(漢),工程師,碩士,主要從事食品、化妝品標(biāo)準(zhǔn)化和檢驗研究。
2016-07-20