熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測技術(shù)研究進展

岑明樺 許瑩盈 葉培輝 趙燕 胡均鵬 冼燕萍 曾曉房 白衛(wèi)東 董浩

摘 要：雜環(huán)胺是一類雜環(huán)芳香族化合物，是富含蛋白質(zhì)的食物（如肉類和魚類等）在高溫和長時間烹飪時產(chǎn)生的。雜環(huán)胺具有強致癌性和致突變性，能在動物乳腺、結(jié)腸和肝臟等多個器官中引發(fā)腫瘤。長期食用含有雜環(huán)胺的食物將對人體健康產(chǎn)生極大危害，增加患癌風險。因此，熱加工肉制品中雜環(huán)胺的監(jiān)控和檢測尤為必要。本文簡述雜環(huán)胺的種類、理化性質(zhì)、毒性、形成和影響因素，重點綜述熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測方法，包括溶劑萃取、固相萃取、固相微萃取等樣品前處理方法以及氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜、高效液相色譜、液相色譜-質(zhì)譜等儀器檢測方法，最后對熱加工肉制品中雜環(huán)胺檢測分析的發(fā)展趨勢作出展望。

關(guān)鍵詞：肉制品;雜環(huán)胺;檢測技術(shù);形成;影響因素

Abstract： Heterocyclic aromatic amines （HAAs） are a class of heterocyclic aromatic compounds that are produced when protein-rich foods （such as meat and fish） are cooked at high temperatures for long periods of time. HAAs are highly carcinogenic and mutagenic and can cause tumors in multiple organs such as the mammary gland， colon and liver of animals. Long-term consumption of foods containing HAAs will cause great harm to human health and increase the risk of cancer. Therefore， it is strongly necessary to monitor and analyze the HAAs contents in heat-processed meat products. This article briefly describes the types， physicochemical properties and toxicity of HAAs， as well as the mechanism for and the factors affecting their formation， with a focus on reviewing the currently available analytical methods for HAAs in heat-processed meat products including the sample pretreatment methods of solvent extraction， solid-phase extraction and solid-phase micro-extraction， as well as the instrumental methods of gas chromatography （GC）， gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）， high performance liquid chromatography （HPLC） and liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS）. Finally， an outlook on future trends in the analysis of HAAs in heat-processed meat products is presented.

Keywords： meat products; heterocyclic aromatic amines; analytical techniques; formation; factors

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200608-146

中圖分類號：TS201.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）09-0096-09

引文格式：

岑明樺， 許瑩盈， 葉培輝， 等. 熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測技術(shù)研究進展[J]. 肉類研究， 2020， 34（9）： 96-104. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200608-146. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

CEN Minghua， XU Yingying， YE Peihui， et al. Progress in analytical techniques for heterocyclic aromatic amines in heat-processed meat products[J]. Meat Research， 2020， 34（9）： 96-104. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200608-146. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

雜環(huán)胺是高溫和長時間烹飪富含蛋白質(zhì)的食物時產(chǎn)生的一類雜環(huán)芳香族化合物[1-2]。1977年，Minako等[3]在烤魚和烤牛肉被炭化的表層物質(zhì)中檢測出雜環(huán)胺類化合物，并發(fā)現(xiàn)其具有強烈的致癌和致誘變性。大量動物實驗表明，雜環(huán)胺的強烈致癌性可能會對人體健康造成嚴重的危害。因此，熱加工肉制品中雜環(huán)胺的檢測和監(jiān)控尤為必要[1，4-7]。

熱加工肉制品中的雜環(huán)胺含量低、種類多，且肉制品中通常含有大量的油脂、蛋白質(zhì)、色素等不同類型雜質(zhì)，因此，高效、準確檢測肉制品中的雜環(huán)胺類化合物仍面臨諸多挑戰(zhàn)。雖然在進行儀器檢測之前通常會對樣品進行適當?shù)念A處理，但由于肉制品中的雜環(huán)胺以痕量水平存在，檢測過程中又極易受到其他無法去除的雜質(zhì)干擾，因此，探索高效、快速、高靈敏性和高選擇性的提取、凈化和檢測方法對雜環(huán)胺的分析和研究尤為重要。

基于此，本文系統(tǒng)綜述近年來不同熱加工肉制品基質(zhì)中雜環(huán)胺的提取、凈化和檢測方法，對其性能進行比較，并展望了雜環(huán)胺分析方法的發(fā)展趨勢，旨在為后續(xù)肉制品及其他食品中雜環(huán)胺的分析檢測提供較為系統(tǒng)的借鑒和參考。

1 雜環(huán)胺簡介

1.1 雜環(huán)胺的種類

目前，國內(nèi)外學者已從各類食品中檢測和鑒別出30多種雜環(huán)胺。根據(jù)化學結(jié)構(gòu)的不同，雜環(huán)胺可分為氨基咪唑氮雜環(huán)芳烴（aminoimidazo azaarents，AIAs）和氨基咔啉兩大類[8-9]。AIAs一般是在100～300 ℃的溫度下形成的，故又稱為“熱致型雜環(huán)胺”;而氨基咔啉類雜環(huán)胺則是蛋白質(zhì)或氨基酸在300 ℃以上的高溫條件下發(fā)生熱解反應后形成的，故又稱為“熱解型雜環(huán)胺”[10]。

1.2 雜環(huán)胺的危害

雜環(huán)胺具有較強的致癌性和致突變性[1，4-7]，國際癌癥研究機構(gòu)已將2-氨基-3-甲基咪唑并[4，5-f]喹啉（2-amino-3-methyl-imidazo[4，5-f]-quinoline，IQ）列為人體很可能致癌物（2A級），將2-氨基-1-甲基-6-苯基-咪唑[4，5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4，5-b]pyridine，PhIP）、2-氨基-9H-吡啶并[2，3-b]吲哚（2-amino-9H-pyrido[2，3-b]indole，AαC）、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2，3-b]吲哚（2-amino-3-methyl-9H-pyrido[2，3-b]indole，MeAαC）、2-氨基-3，4-二甲基咪唑并[4，5-f]喹啉（2-amino-3，4-dimethylimidazo[4，5-f]quinoline，MeIQ）、2-氨基-3，8-二甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amino-3，8-dimethylimidazo[4，5-f]quinoxaline，MeIQx）、3-氨基-1，4-二甲基-5H-吡啶并[4，3-b]吲哚（3-amino-1，4-dimethyl-5H-pyrido[4，3-b]indole，Trp-P-1）和3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4，3-b]吲哚（3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4，3-b]indole，Trp-P-2）等列為人體可能致癌物（2B級）[6]。

1.3 雜環(huán)胺的形成

1.3.1 喹啉和喹喔啉類雜環(huán)胺的形成

美拉德反應是形成喹啉和喹喔啉類雜環(huán)胺的重要途徑，肉中的肌酸、肌酸酐、氨基酸和糖等是其形成的主要前體物質(zhì)[11]。喹啉類、喹喔啉類雜環(huán)胺主要是利用美拉德反應將還原糖和氨基酸裂解成吡啶和吡嗪，吡啶和吡嗪與肌酸酐在加熱條件下發(fā)生反應，經(jīng)環(huán)化、脫水、去飽和作用后，生成咪唑喹啉和咪唑喹喔啉，這類雜環(huán)胺的形成機制已通過使用14C標記的葡萄糖得以確認和驗證[12-13]。Pearson等[14]進行了一系列實驗后提出，烷基吡啶自由基與肌酸酐反應后可生成IQ和MeIQx等雜環(huán)胺，而二烷基吡嗪自由基與肌酸酐發(fā)生反應后則可生成MeIQx和2-氨基-3，4，8-三甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amino-3，4，8-trimethyl-imidazo[4，5-f]-quinoxaline，DiMeIQx）等雜環(huán)胺。

1.3.2 氨基咔啉類雜環(huán)胺的形成

目前研究發(fā)現(xiàn)主要有2 種形成氨基咔啉類雜環(huán)胺的方式[11]，其中一種是通過酪蛋白和大豆球蛋白發(fā)生熱解反應后形成，另一種則是由游離氨基酸，如色氨酸、鳥氨酸、苯丙氨酸等經(jīng)熱解反應形成。Yaylayan等[15]通過模擬高溫加熱過程中色氨酸的裂解過程發(fā)現(xiàn)色氨酸發(fā)生Amadori分子重排，反應所得的產(chǎn)物經(jīng)脫水、消去反應后生成帶正電、共軛的氧離子中間體，隨后該中間體發(fā)生分子間的取代反應，最后生成β-咔啉。與其他氨基咔啉類雜環(huán)胺不同，9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（9H-pyrido[3，4-b]indole，Norharman）和1-甲基-9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[3，4-b]indole，Harman）的形成反應可以在較低溫度下進行，主要發(fā)生在加工肉制品中，特別是熟火腿和香腸[16]。

1.3.3 PhIP的形成

Shioya等[17]通過加熱含有肌酸酐、苯丙氨酸和葡萄糖的混合物，發(fā)現(xiàn)生成了雜環(huán)胺PhIP，該研究表明，形成PhIP的前體物質(zhì)主要有肌酸酐和苯丙氨酸。苯丙氨酸發(fā)生熱解反應后生成的苯乙醛可與肌酸酐發(fā)生一系列反應，最后生成PhIP（圖1）[12]。苯丙氨酸首先通過Strecker降解得到苯乙醛，接著發(fā)生醇醛縮合反應，苯乙醛與肌酸酐結(jié)合生成羰基-肌酐加合物，生成的羥醛縮合產(chǎn)物最后與氨和甲醛通過席夫堿反應形成PhIP咪唑環(huán)[18-20]。

1.4 雜環(huán)胺形成的影響因素

1.4.1 溫度和時間

影響熱加工肉制品中雜環(huán)胺形成的2 個重要因素是溫度和時間。在雜環(huán)胺形成過程中，其含量和種類隨著溫度的升高和時間的延長而增多，且相比溫度，時間對雜環(huán)胺形成的影響更大[21]。Balogh等[22]將牛肉餅置于175、200、225 ℃等溫度條件下，每面油炸6～10 min，研究不同加工溫度和加工時間是否會對油炸牛肉餅中雜環(huán)胺的含量造成影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的加工時間和加熱溫度對雜環(huán)胺形成的影響不同，雜環(huán)胺含量隨著溫度的升高、時間的延長而不斷增多，而且在形成的雜環(huán)胺中，PhIP含量隨時間和溫度的變化最為明顯。Nor Hasyimah等[23]也有類似的研究，他們研究不同加工溫度條件下烤牛肉中的雜環(huán)胺發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，雜環(huán)胺的總含量也有明顯升高的趨勢，且在150 ℃時形成量最低。

1.4.2 前體物

雜環(huán)胺由肉制品中的氨基酸、肌酸、肌酸酐和碳水化合物等前體物在高溫條件下經(jīng)過復雜的反應生成[24-25]，且最近研究發(fā)現(xiàn)，游離氨基酸與雜環(huán)胺形成的相關(guān)性比還原糖或肌酸酐與雜環(huán)胺形成的相關(guān)性更強[26]。Lee等[27]將3 種單糖、肌酐和20 種氨基酸添加到豬肉汁中，研究這些前體物是否會影響雜環(huán)胺的形成，結(jié)果表明，甘氨酸、酪氨酸、丙氨酸、蘇氨酸和谷氨酰胺5 種氨基酸以及核糖和葡萄糖2 種單糖均能增加雜環(huán)胺的生成量。

廖國周等[28]也通過對雞肉、鴨肉、鵝肉、羊肉等不同肉制品中的前體物含量進行研究，探索其是否會對雜環(huán)胺的形成產(chǎn)生影響，發(fā)現(xiàn)PhIP的生成量隨葡萄糖含量的升高而不斷減少，而前體物對不同種類雜環(huán)胺生成的影響也不盡相同。

1.4.3 脂肪含量和原料肉形態(tài)

脂肪對雜環(huán)胺形成的作用方式有兩方面，一個是化學層面，主要是通過脂肪氧化后所生成的自由基影響極性雜環(huán)胺的形成[29];另一個是物理層面，即脂肪通過加快傳熱速率來提高反應效率，從而影響雜環(huán)胺的形成[30]。原料肉的形態(tài)和大小也會對雜環(huán)胺的形成產(chǎn)生一定影響，郭海濤等[31]研究不同質(zhì)量和形態(tài)的原料肉對雜環(huán)胺形成的影響，結(jié)果表明，隨著羊肉餅質(zhì)量的不斷增大，極性雜環(huán)胺和非極性雜環(huán)胺的含量均有不同程度下降，相對來說，極性雜環(huán)胺含量下降幅度較為明顯，而當羊肉餅處于被絞碎的形態(tài)時所形成的極性雜環(huán)胺含量明顯增多。

1.4.4 其他

不同的熱加工處理方式也會影響雜環(huán)胺的形成。Wang等[32]研究發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)胺的種類與油炸次數(shù)有關(guān)，魚肉餅經(jīng)過5 次油炸后可從其中檢測到6 種雜環(huán)胺，而油炸1 次后僅能檢測到3 種雜環(huán)胺。王震等[33]研究發(fā)現(xiàn)，老湯經(jīng)過反復鹵煮后也會增加其中的雜環(huán)胺含量。糖同樣也會影響雜環(huán)胺的形成，這是由于糖是進行美拉德反應的必需底物，在高糖條件下更容易發(fā)生美拉德反應，生成的產(chǎn)物會與肌酸酐發(fā)生反應，從而抑制雜環(huán)胺的形成。韓中惠等[34]研究烤肉中的糖對雜環(huán)胺形成的影響，結(jié)果表明，不同種類的糖均可抑制PhIP、IQ、MeIQ和MeIQx等雜環(huán)胺的形成。

2 熱加工肉制品中雜環(huán)胺的檢測分析

2.1 樣品前處理方法

由于熱加工肉制品的基質(zhì)復雜性，且其中的雜環(huán)胺以痕量水平存在，導致熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測十分困難。采用適當、高效、高選擇性的樣品前處理方法是準確檢測熱加工肉制品中雜環(huán)胺的前提和保障。

2.1.1 樣品提取方法

2.1.1.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法又稱液-液萃取法，是一種利用待測物在2 種互不相溶的溶劑之間溶解度不同的原理，將待測物質(zhì)從已溶解待測物的溶劑中用另一種溶劑分離出來的方法[35]。溶劑萃取法是分析檢測熱加工肉制品中雜環(huán)胺最常用的樣品預處理方法。一般來說，熱加工肉制品中的雜環(huán)胺通常采用氫氧化鈉、鹽酸、水等無機溶劑或丙酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等有機溶劑進行萃取[36]。樣品經(jīng)不同的溶液均質(zhì)處理后，所用的萃取液也各不相同。例如，樣品若是在甲醇、丙酮或乙酸乙酯等有機溶液中均質(zhì)處理，則用鹽酸作為提取液進行萃取[37]。Manful等[38]采用甲醇處理反芻動物肉樣品，再利用加壓加速溶劑萃取器成功萃取樣品中的雜環(huán)胺，最后通過超高效液相色譜-質(zhì)譜法對雜環(huán)胺進行檢測分析。潘晗[39]將醬肉樣品用氫氧化鈉溶液處理后，用二氯甲烷萃取分離其中的Norharman、Harman、MeIQx、PhIP、4，8-DiMeIQx和AαC 6 種雜環(huán)胺。溶劑直接萃取法則可用于分析水和酒等基質(zhì)較簡單的樣品。例如，王敏等[40]將葡萄酒直接用氫氧化鈉溶液和乙酸乙酯進行萃取，分離出其中的14 種雜環(huán)胺。

2.1.1.2 固相微萃?。╯olid-phase microextraction，SPME）

SPME技術(shù)是在熔融石英纖維表面涂上一層固定相，利用其對樣品中待測組分進行富集純化的一種方法[41-42]。SPME方法最大的優(yōu)點是在對待測物進行分析的過程中能同時進行萃取和濃縮。SPME技術(shù)是一個高效率的前處理方法，使用該方法對雜環(huán)胺進行檢測時所用的樣品量很少，且能極大加快檢測、分析速率。Cárdenes等[43]建立烤肉中9 種雜環(huán)胺的SPME和高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析方法，通過研究對比SPME中的解吸時間、解吸模式、解吸溶劑組成、pH值、離子強度和樣品中甲醇含量等參數(shù)，評估碳蠟模板樹脂（carbowax-templated resin，CW-TPR）、碳蠟二乙烯苯（carbowax-divinylbenzen，CW-DVB）、聚（二甲基硅氧烷）-二乙烯基苯（poly（dimethylsiloxane）-divinylbenzene，PDMS-DVB）和聚丙烯酸酯（polyacrylate，PA）4 種纖維涂層對雜環(huán)胺的萃取凈化能力，研究表明，CW-TPR對除Norharman外的雜環(huán)胺具有很好的萃取效果，PDMS-DVB和PA的萃取能力較弱，而CW-DVB對所有雜環(huán)胺均具有很強的萃取能力，但是，如果樣品中存在甲醇，CW-DVB將不適用于SPME-HPLC法分析雜環(huán)胺，因此認為CW-TPR更適合于雜環(huán)胺的分析檢測。

2.1.1.3 其他前處理方法

超臨界流體萃取（supercritical fluid extraction，SFE）和微波輔助萃取（microwave-assisted extraction，MAE）等前處理方法也常被用于熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測[37，41]。SFE是一種形式新穎的萃取技術(shù)，采用超臨界流體作為萃取劑，將待測組分從液體或固體樣品中萃取出來，從而完成樣品的分離純化。一般來說，SFE技術(shù)僅適用于對油煙物質(zhì)中的雜環(huán)胺進行萃取，而對具有固體基質(zhì)的其他樣品而言，通過超臨界CO2萃取其中的雜環(huán)胺效率較低。但是也有例外，在溫度55 ℃、壓力41.37 MPa條件下，采用超臨界CO2和體積分數(shù)10%乙醇溶液處理樣品，樣品中的喹啉類和喹喔啉類雜環(huán)胺具有較高的回收率[44]。MAE是一種利用微波加熱來加速萃取的方法。MAE技術(shù)的提取速率、效率和質(zhì)量均優(yōu)于其他常規(guī)技術(shù)。Aeenehvand等[45]開發(fā)了一種基于MAE和分散液-液微萃取并采用HPLC法測定漢堡肉餅中3 種極性雜環(huán)胺的分析方法，該方法優(yōu)化了控制微萃取過程性能的有效參數(shù)，且簡單、快速，選擇性和靈敏度高，在測定漢堡肉餅中的雜環(huán)胺時具有良好的富集因子和檢測限。

2.1.2 樣品凈化方法

2.1.2.1 固相萃?。╯olid phase extraction，SPE）

SPE技術(shù)是一種分離效果很好的樣品預處理方法。與傳統(tǒng)的溶劑萃取方法相比，SPE的優(yōu)勢是可以提高待測物質(zhì)的回收率，從而更加有效分離出待測物和干擾成分，其選擇性也優(yōu)于溶劑萃取法，一般來說不需要像溶劑萃取一樣需與其他樣品預處理方法結(jié)合使用才能發(fā)揮較好效果[46]。SPE是雜環(huán)胺分析檢測中最常用的一種樣品前處理方法，使用該方法時，選用合適的吸附劑非常重要，應當根據(jù)被分析物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進行選擇，硅藻土、藍棉、陽離子交換樹脂、人造絲、C18填料、樹脂型吸附劑、混合型陽離子交換固相萃取吸附劑等吸附材料已被廣泛應用于雜環(huán)胺檢測[47-50]。李可等[51]采用SPE技術(shù)對醬鹵雞腿老湯樣品進行提取，通過超聲提取、離心、固相萃取小柱富集等，最后成功萃取出其中的10 種雜環(huán)胺。魏晉梅等[52]采用氫氧化鈉-甲醇溶液結(jié)合超聲提取處理樣品，成功萃取了鹵肉制品中的PhIP、MeIQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx和7，8-DiMeIQx 5 種雜環(huán)胺。Zhang Yuan等[53]則用SPE結(jié)合超臨界流體色譜-三重四極桿質(zhì)譜，開發(fā)了一種新穎、簡單且靈敏的肉制品中14 種雜環(huán)胺的分析方法。趙磊等[54]采用SPE法提取烤雞肉中的5 種雜環(huán)胺，并結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對雜環(huán)胺進行定量分析。當使用單一固相萃取柱凈化樣品的效果不佳時，可采用多級凈化的方式，結(jié)合多種不同的吸附劑分步進行，就能達到較好的凈化效果。例如，肖維等[55]用NaOH溶液處理魚制品并經(jīng)超聲提取后，將提取液用硅藻土和MCX固相萃取柱進行多級凈化富集，最后分離出其中的8 種雜環(huán)胺。

2.1.2.2 凝膠滲透色譜（gel permeation chromatography，GPC）

GPC是以多孔凝膠為固定相，利用凝膠孔的空間尺寸效應，使大小不同的分子按照分子質(zhì)量從大到小的順序洗脫下來，以實現(xiàn)樣品組分分離的一種方法。GPC可以達到凈化的目的，且具有色譜柱污染小、脫鹽等優(yōu)點[56]。目前GPC在農(nóng)藥殘留檢測方面的應用較多，而在雜環(huán)胺檢測領(lǐng)域則研究較少。使用該方法處理基質(zhì)復雜或含有較多雜質(zhì)的樣品時，雖然可以除去大部分大分子雜質(zhì)，但是與雜環(huán)胺分子大小相近的雜質(zhì)卻無法去除，因此需要對剩余的雜質(zhì)進行進一步凈化，以防止雜質(zhì)污染進樣口或柱頭以及產(chǎn)生基質(zhì)增強效應等問題[57]。GPC與吸附色譜法或其他凈化技術(shù)聯(lián)用時，可以達到徹底凈化樣本雜質(zhì)的目的[58]。上述樣品前處理方法的優(yōu)缺點如表1所示。

2.2 雜環(huán)胺的儀器檢測方法

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展進步，雜環(huán)胺的儀器檢測手段越來越多[59]。目前，熱加工肉制品中雜環(huán)胺的分析檢測最常用的方法有氣相色譜（gas chromatography，GC）、氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、HPLC、液相色譜-質(zhì)譜（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）及其他檢測方法。

2.2.1 GC

GC是一種分離效率高且流動相為氣體的色譜分離方法。由于不同的物質(zhì)具有不同的沸點、吸附能力和極性，所以不同的物質(zhì)流經(jīng)色譜柱的時間也不同，GC就是利用這個特點實現(xiàn)對混合物的分離。使用GC檢測肉制品中的雜環(huán)胺具有一定局限性，因為絕大多數(shù)的雜環(huán)胺都呈極性且不易揮發(fā)，它們很容易就會被吸附在色譜柱和進樣器上，從而導致峰寬、拖尾等許多峰型問題，最后很難檢測出樣品中低含量的雜環(huán)胺[60]。因此，通常需要先將樣品衍生化然后再進行色譜檢測，因為經(jīng)衍生化處理后的雜環(huán)胺不僅能極大提高揮發(fā)性和分離度，還能降低其極性。常用的衍生化方法有酰化衍生化和硅烷化衍生化等。

2.2.2 GC-MS

GC-MS具有GC的優(yōu)良分離性和MS的高選擇性優(yōu)勢，又克服了它們各自的缺點。由于檢測所需的樣品量很少，檢出限可達到納克級別，而且結(jié)果準確可靠，因此，GC-MS可用于檢測較低含量的雜環(huán)胺，或用于檢測分析復雜基質(zhì)樣品中的雜環(huán)胺。采用GC-MS檢測加工肉制品中的雜環(huán)胺同樣需要對樣品進行衍生化處理，而且該方法不能檢測熱不穩(wěn)定的化合物，這就在一定程度上限制了需要檢測的雜環(huán)胺種類。Casal等[49]建立了GC-電子沖擊質(zhì)譜法分析食品中12 種雜環(huán)胺的衍生方法，這種簡單、快速、準確的衍生化方法適用于常規(guī)分析。Warzecha等[61]通過GC-MS法對豬肉、雞肉和牛肉等10 個肉類樣品中的雜環(huán)胺進行分析，確定了這些樣品中含有IQ、MeIQx、MeIQ、4，8-DiMeIQx和PhIP 5 種雜環(huán)胺，且它們的總含量為1.9～77.4 ng/g。

2.2.3 HPLC

HPLC是最常見的雜環(huán)胺分析方法之一[62-68]。雜環(huán)胺普遍具有較強的紫外吸收能力，因此在熱加工肉制品中雜環(huán)胺的檢測分析中最常用的檢測器是紫外檢測器。但也有部分雜環(huán)胺具有熒光特性，這時可采用HPLC-熒光檢測器（fluorescence detector，F(xiàn)LD）法進行檢測，可提高其在分析檢測過程中的靈敏度[62]。李進等[63]建立了一種檢測鹵肉中β-咔啉類雜環(huán)胺含量的SPE-HPLC方法，樣品經(jīng)二氯甲烷萃取后，采用FLD進行測定，結(jié)果表明，該方法的檢出限為0.17～0.30 ng/g，加標回收率為81.92%～93.37%。部分雜環(huán)胺還具有電化學氧化性，由于這類雜環(huán)胺的化學結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，相比于其他化合物氧化性較低，所以對其進行檢測分析時通常采用HPLC-電化學檢測法[59]。Zhang Qianchun等[64]建立了一種新型在線SPME-HPLC方法來測定烤牛肉和羔羊肉中的5 種痕量雜環(huán)胺，方法的回收率為74.3%～119.0%，檢出限極低，為0.10～0.15 ng/kg。鄭多多等[65]利用HPLC與紫外-熒光檢測器串聯(lián)的方法測定羊肉和排骨燒烤制品中的雜環(huán)胺含量，結(jié)果表明，該方法的回收率為74.06%～93.77%，測得PhIP、Norharman、Harman、AαC和IQ等多種雜環(huán)胺在其相應的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.993。Mohammadi等[66]使用高效微萃取技術(shù)與反相HPLC結(jié)合的方法對烤肉中的4 種雜環(huán)胺進行定量分析，結(jié)果表明，該方法的檢出限為4.8～5.3 ng/g，回收率為89%～97%，相對標準偏差為6.5%～8.3%。

2.2.4 LC-MS

LC-MS具有很高的靈敏度和選擇性，也是目前用于檢測雜環(huán)胺最常見的方法之一。相比于GC-MS技術(shù)，LC-MS不需要衍生化就能對復雜基質(zhì)樣品中的雜環(huán)胺進行定性和定量分析。目前，結(jié)合高靈敏性質(zhì)譜檢測器的LC-MS在食品中雜環(huán)胺的分析檢測方面得到越來越多的應用[69-75]。張晨霞等[72]建立了一種檢測油脂和油炸食品中7 種雜環(huán)胺的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法，結(jié)果表明，雜環(huán)胺在油脂和油炸食品中的回收率為64.31%～113.80%，檢出限為0.01～0.14 μg/kg，定量限為0.09～0.38 μg/kg。徐琦等[73]對魚肉制品中的12 種雜環(huán)胺進行同時檢測，建立了超高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法，結(jié)果表明，12 種雜環(huán)胺在檢測時均能快速分離，方法檢出限為0.3～1.0 μg/kg，回收率為42.98%～125.00%，該方法操作方便，是同時快速檢測魚肉制品中多種雜環(huán)胺的有效手段。Lee等[74]建立HPLC-MS方法測定豬肉、扁平魚等7 種食品基質(zhì)中多種雜環(huán)胺的殘留量，該方法的檢出限為0.009～2.350 ng/g，回收率也較高，為67.5%～119.6%。戴明[75]采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測多種熱加工食品中14 種雜環(huán)胺的含量，結(jié)果表明，這些熱加工食品中2-氨基-1，6-二甲基咪唑并吡啶（2-amino-1，6-dimethylimidazo[4，5-b]-pyridine，DMIP）、IQ、Norharman、Harman等雜環(huán)胺的含量較高，方法檢出限為0.08～1.10 μg/kg，回收率為51.1%～118.5%，相對標準偏差為0.9%～9.6%，該方法操作簡便快捷，適用于大規(guī)模食品中雜環(huán)胺的在線分析。

2.2.5 酶聯(lián)免疫吸附測定法（enzyme-linked immunesorbent assay，ELISA）

ELISA是一種在免疫酶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型免疫測定技術(shù)，現(xiàn)已成為分析化學領(lǐng)域中的研究重點。ELISA主要是利用抗原抗體特異性結(jié)合的原理，讓抗體與酶復合物結(jié)合，然后通過顏色反應來進行定性或定量分析[76-77]。早在1988年，Vanderlaan等[78]就采用ELISA法分析了牛肉樣品中的IQ、MeIQx和PhIP 3 種雜環(huán)胺。Sheng Wei等[79]開發(fā)了一種簡單且具有較高選擇性和靈敏性的直接競爭ELISA法，該方法可用于測定炸牛肉、炸豬肉和魚肉松樣品中的IQ，方法檢出限為2.7～3.3 μg/kg，回收率為84.96%～116.23%，相對標準偏差為4.96%～17.26%，該免疫分析方法可對實際加工食品中的IQ進行經(jīng)濟、有效、特異性強、準確、可靠的定量檢測分析。趙秋霞等[80]建立一種間接競爭ELISA法對油炸牛肉和肉松中的8 種雜環(huán)胺進行檢測分析，方法檢出限為12.07 μg/kg，回收率為91.18%～98.64%，可實現(xiàn)多種雜環(huán)胺的同時快速檢測和雜環(huán)胺總量的檢測，為熱加工肉制品中雜環(huán)胺的檢測提供了一種簡單、準確、快速的檢測方法。

2.2.6 熒光檢測法

熒光檢測是一種自然發(fā)光反應，通過熒光素酶與ATP進行反應，利用物質(zhì)的熒光特性來對其進行定性和定量分析的方法，該方法具有較低檢出限，干擾較少、線性范圍寬、靈敏度高，且儀器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，目前已廣泛用于食品分析檢測領(lǐng)域[81-82]。在雜環(huán)胺的分析中，熒光檢測法也是一種重要的檢測手段，de Andrés等[83]通過熒光檢測法檢測出尿液中的微量非極性雜環(huán)胺，除此之外，他們還將熒光檢測與SFE-毛細管電泳結(jié)合，同時測定肉類樣品中的6 種非極性雜環(huán)胺，該方法基于SFE程序，然后通過毛細管電泳和熒光檢測對萃取的雜環(huán)胺進行分析，比一般的檢測方法更快，且熒光檢測可提高靈敏度，并避免樣品提取物基質(zhì)中存在的非熒光化合物帶來的干擾[84]。

2.2.7 毛細管區(qū)帶電泳（capillary zone electrophoresis，CZE）

CZE是一種以彈性石英毛細管為分離通道，以高壓直流電場作為驅(qū)動力，依據(jù)樣品中各組分之間的不同分配行為，從而實現(xiàn)樣品分離的電泳分離分析方法[85]。相比于其他檢測方法，CZE法具有較高的分離效率，且需要的有機溶劑較少，樣品用量也較少[76]。Mardones等[86]采用CZE法檢測煎牛排、牛肉提取物和烤鮭魚中的IQ、MeIQx、4，8-DiMeIQx和PhIP等雜環(huán)胺，在流體動力注射下該方法的檢出限為0.05～0.22 μg/mL，在電動力注射下為0.08～0.16 μg/mL。Fei Xiaoqing等[87]使用在線預濃縮的紫外-二極管陣列檢測器（ultraviolet-diode array detector，UV-DAD）檢測，通過CZE測定商品肉中的8 種雜環(huán)胺，同時研究緩沖液組成、pH值、組分濃度及施加電壓對檢測結(jié)果的影響。不同熱加工肉制品中雜環(huán)胺的檢測方法及其性能比較如表2所示。

3 結(jié) 語

雜環(huán)胺是在高溫烹煮富含蛋白質(zhì)的食品中產(chǎn)生的一類具有強致癌、致突變性化合物。自從20世紀70年代科學家們從烤魚中檢測到雜環(huán)胺開始，人們對雜環(huán)胺的研究從未間斷。在食品安全領(lǐng)域，關(guān)于熱加工肉制品中雜環(huán)胺的致癌性、致突變性、形成機制、影響因素和檢測方法等一直是研究重點。近年來，國內(nèi)外關(guān)于熱加工肉制品中雜環(huán)胺的提取、凈化和檢測分析研究越來越多，研究人員通過采用溶劑萃取、SPE等樣品預處理方法，再結(jié)合GC-MS、LC-MS等現(xiàn)代分析技術(shù)，對不同熱加工肉制品中的雜環(huán)胺進行檢測分析。但是由于熱加工肉制品中含有較多雜質(zhì)以及雜環(huán)胺的痕量水平，雜環(huán)胺的高效、準確分析仍具有很大的挑戰(zhàn)性，在未來的一段時間里，想要對熱加工肉制品中的雜環(huán)胺進行精確的分析和檢測仍然具有較大難度。但隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展進步、實驗方法的不斷改進和實驗儀器的不斷更新完善，這一難題可以通過精細化提取、高效純化和預濃縮步驟（如采用QuEChERS、分散固相萃取技術(shù)）相結(jié)合，然后采用MS/MS等高靈敏的檢測手段定量其痕量水平來解決。除此之外，還需加強酒精飲料、焙烤食品等熱加工肉制品以外的其他熱加工食品中雜環(huán)胺的分析檢測和暴露評估研究。

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