食品中丙烯酰胺檢測研究進(jìn)展

□ 李 莎 吳民富 蔡津津 劉艷燦 詹清敏 林立棟 佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)系

丙烯酰胺（Acrylamide）廣泛存在于高溫加工的淀粉類食品中，具有神經(jīng)毒性、遺傳毒性、生殖毒性和潛在致癌性，可通過皮膚、黏膜、呼吸道、消化道和胎盤進(jìn)入生物體內(nèi)并蓄積，危害人類健康。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將丙烯酰胺列為2類致癌物（2A），即人類可能致癌物（IARC，1994）。丙烯酰胺在人和動物體內(nèi)都會轉(zhuǎn)化為致癌活性代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺。根據(jù)歐盟風(fēng)險評估報告，丙烯酰胺可誘導(dǎo)動物各種器官發(fā)生腫瘤，其機(jī)理可能與內(nèi)分泌失調(diào)有關(guān)，并且多發(fā)在動物的腦和脊髓索狀組織。丙烯酰胺可以導(dǎo)致大鼠多種器官產(chǎn)生腫瘤，如口腔、甲狀腺、乳腺、睪丸、子宮及腦下垂體腫瘤等。

生活中的飲用水是人體攝入丙烯酰胺的主要來源之一，世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定飲用水中丙烯酰胺的最大允許殘留量（MRL）為0.5μg/L。食品包裝材料也是人體攝入丙烯酰胺的來源，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）規(guī)定應(yīng)用于與食品直接接觸的紙張中的丙烯酰胺單體含量要低于2 g/kg[1]。由于丙烯酰胺毒性強(qiáng)，對人體危害大，在食品中分布較廣，因此對食品中丙烯酰胺的監(jiān)測越來越重要。由于丙烯酰胺的分子量很?。?1.08 Da）、極性強(qiáng)（水中溶解度為50 mg/mL），且缺乏明顯的發(fā)色團(tuán)，因此對丙烯酰胺的定量分析非常困難。

本文對目前丙烯酰胺的檢測方法進(jìn)行綜述，為丙烯酰胺的檢測方法提供新的思路。

1 儀器分析法

儀器分析法是丙烯酰胺的傳統(tǒng)分析方法，目前已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，主要包括氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、高效液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS）等方法。儀器分析法具有靈敏度高、選擇性好、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，但是這些檢測方法需要昂貴的儀器設(shè)備和專業(yè)的操作人員，加之樣品處理繁瑣、檢測流程復(fù)雜、檢測費(fèi)用高，難以滿足高通量、現(xiàn)場快速檢測的需要。

1.1 氣相色譜法

氣相色譜法（GC）檢測丙烯酰胺有直接法和衍生法兩種。Madihah等[2]用直接法測定咖啡粉中的丙烯酰胺，檢測限為2.3 mg/kg。丙烯酰胺揮發(fā)性低、極性高，通過衍生化可提高其穩(wěn)定性，提高檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度。采用溴化鉀衍生丙烯酰胺，可提高其穩(wěn)定性和揮發(fā)性，檢測限為 3μ g/kg[3]。氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)可進(jìn)一步提高檢測的準(zhǔn)確度和靈敏度，并降低基質(zhì)干擾。Luo等[4]建立了食品中丙烯酰胺的氣質(zhì)聯(lián)用檢測方法。采用占噸氫醇作為衍生劑，焙烤食品的檢出限達(dá)到 0 .7 μg/kg，加標(biāo)回收率為95%～112%。

1.2 液相色譜法

液相色譜法（LC）是痕量分析常用的方法。王志偉等[5]采用液液萃取的前處理方法，結(jié)合可變波長檢測器，建立曲奇餅干中丙烯酰胺含量的檢測方法。該方法在0.2～1 μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢出限為4.4 ng/mL，加標(biāo)回收率81.6%～101.3%。該方法操作簡單，具有良好的推廣價值。

液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS）是現(xiàn)行主要的丙烯酰胺檢測方法。液質(zhì)聯(lián)用法具有快速、靈敏、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，常作為食品中丙烯酰胺的痕量分析方法。于曉瑾等[6]建立了乳粉中丙烯酰胺的高效液相色譜串聯(lián)四極桿質(zhì)譜測定方法。利用乙腈和正己烷去除蛋白質(zhì)和脂類，方法檢出限為5 μg/kg，定量限為 1 0 μg/kg。方法靈敏度和準(zhǔn)確度滿足實(shí)際樣品檢測的需求。

2 免疫分析法

免疫分析方法與儀器分析方法相比，具有快速、專一、檢測成本低、對操作人員要求較低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、食品安全分析等領(lǐng)域，是具有廣闊發(fā)展前景的分析方法。但是這些方法靈敏度還相對較低，難以滿足痕量甚至超痕量分析需求。納米技術(shù)的發(fā)展為高靈敏度分析帶來了契機(jī)，可以顯著提高檢測的靈敏度，基于納米材料的電化學(xué)生物傳感器成為近年來研究的熱點(diǎn)。新型功能性納米材料有較強(qiáng)的吸附能力、良好的生物相容性、導(dǎo)電性以及和抗原、抗體、酶等相似的尺寸，因此可作為信號放大元件應(yīng)用于分析領(lǐng)域，提高檢測靈敏度。

酶聯(lián)免疫分析法（ELISA）是荷蘭學(xué)者Weeman和Schurrs在1971提出的。ELISA是基于抗原抗體反應(yīng)的可特異性識別的分析方法，一種抗體通常只能識別一種抗原。ELISA具有高特異性和選擇性等特點(diǎn)，被廣泛用于食品分析。

Preston等[7]嘗試將丙烯酰胺、6-丙烯酰胺基己酸（Acryloyl-X）等作為半抗原偶聯(lián)蛋白免疫動物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的抗體均無法識別丙烯酰胺。隨后他們嘗試將3-巰基苯甲酸（3-MBA）與丙烯酰胺的衍生產(chǎn)物Ade-3-MBA作為半抗原，偶聯(lián)蛋白后免疫兔子得到多克隆抗體，該抗體不能識別丙烯酰胺，但是可以特異性地檢測識別Ade-3-MBA。由此建立了ELISA檢測方法，水樣中丙烯酰胺的檢測限為65.7 μg/L。Wu等[8]將丙烯酰胺的4-巰基苯乙酸（4-MPA）衍生產(chǎn)物AA-4-MPA作為半抗原偶聯(lián)蛋白，免疫兔子獲得多克隆抗體能特異性識別AA-4-MPA。分別建立了丙烯酰胺的直接競爭ELISA（dcELISA）和間接競爭ELISA（icELISA）方法，食品樣品的檢測限分別為 3.0 μg/kg和 0.036 μg/kg。

3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法（electrochemical analysis）由德國化學(xué)家C.溫克勒爾在19世紀(jì)首先引入分析領(lǐng)域，是根據(jù)溶液中物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律對組分進(jìn)行定性或定量分析的方法。

Casella等[9]結(jié)合反相液相色譜和電化學(xué)方法對丙烯酰胺進(jìn)行定量分析，反相液相色譜用于分離待分析物，脈沖電流法（Pulsed amperometric）用于定量檢測。他們首次采用二階波形法檢測水溶液中的丙烯酰胺含量，檢測限為1.4 μg/kg。比起傳統(tǒng)的三階波形法，二階波形法具有更低的檢測限、更寬的線性范圍、更好的精確度。Niaz等[10]采用微分脈沖極譜法（DPP，Differential Pulse Polarographic）直接檢測水溶液中的丙烯酰胺，通過對比不同的電解液，發(fā)現(xiàn)在四甲基碘化銨和氯化鋰存在的條件下，丙烯酰胺顯示了良好的DPP信號。在最優(yōu)條件下，水樣品中丙烯酰的檢測限為27 μg/L，線性范圍為0. ～20 mg/L。

Silva等[11]在電極上固定綠濃桿菌Pseudomonas aeruginosa細(xì)胞作為識別元件，細(xì)胞內(nèi)具有活性酰胺酶，可催化丙烯酰胺水解，產(chǎn)生銨離子（NH4+）和丙烯酸，銨離子選擇性電極作為換能器，可用于檢測丙烯酰胺，檢測限為 6.31×10-4mol/L。

4 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳（capillary electrophoresis，CE）是以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電為驅(qū)動力的新型液相分離技術(shù)，它具有分離模式多、分析速度快、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，已在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保及食品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

Chen等[12]將水溶性碲化鎘量子點(diǎn)（CdTe quantum dots） 表 面 偶聯(lián)巰丙酸，采用毛細(xì)管電泳-激光誘導(dǎo)熒光（CE-LIF）法檢測丙烯酰胺，在最優(yōu)條件下，線性范圍為1～100 mg/kg，LOD為0.1 mg/kg，薯片檢測的加標(biāo)回收率為90%～95%。Bermudo等[13]使用2-巰基苯甲酸（2-MBA）衍生丙烯酰胺，采用毛細(xì)管電泳串聯(lián)質(zhì)譜（CE-MS），結(jié)合場放大進(jìn)樣（field amplified sample injection，F(xiàn)AST)技術(shù)降低檢測限，食品中丙烯酰胺的檢測限為8 ng/g。

綜上所述，目前食品中丙烯酰胺的檢測主要采用傳統(tǒng)的氣相色譜、液相色譜儀器分析方法，這些方法靈敏度和準(zhǔn)確度高，適合于第三方檢測機(jī)構(gòu)對食品中丙烯酰胺的定量檢測。但是這些方法對檢測人員的要求高、儀器昂貴，檢測過程繁瑣復(fù)雜，難以滿足高通量現(xiàn)場快速檢測的要求。而近年來發(fā)展起來的酶聯(lián)免疫技術(shù)、電化學(xué)分析技術(shù)、毛細(xì)管電泳技術(shù)具有分析速度快、操作簡單，可滿足現(xiàn)場快速檢測等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來丙烯酰胺研究的熱點(diǎn)，也將成為未來發(fā)展的趨勢。