食品中多環芳烴檢測方法的相關研究

王冰聰 周欣蕊 呂卓 邰瑞瑩 李天雨

摘 要：多環芳烴是最為常見的污染物之一，是一種能夠致突變、致癌的化合物，世衛組織將苯并芘列為同一類對人類有害且致癌的物質。所以，相關單位對食品中潛在的多環芳烴的含量監測需要十分精準。本文主要分析了超臨界流體萃取、微波輔助萃取、超聲波萃取以及索氏萃取等多種提取方法，并系統地介紹了氣相色譜-質譜、氣相色譜、高效液相色譜等多種檢測方法。

關鍵詞：多環芳烴;檢測方法;研究分析

Related Research on Detection Methods of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Food

WANG Bingcong1， ZHOU Xinrui1， LV Zhuo1， TAI Ruiying2， LI Tianyu1*

（1.Jilin Province Product Quality Supervision and Inspection Institute， Changchun 130000， China; 2.Jiaohe Grain and Oil Monitoring Station， Jiaohe 132500， China）

Abstract： Polycyclic aromatic hydrocarbons are one of the most common pollutants and are compounds that can cause mutations and cause cancer. The WHO lists benzopyrene as the same class of substances that are harmful and carcinogenic to humans. Therefore， the relevant units need to monitor the content of potential PAH hydrocarbons in food. In this paper， ultrasonic and cable extraction， and various detection methods including gas chromatography-mass spectrometry， gas chromatography， high performance liquid chromatography and so on.

Keywords： polycyclic aromatic hydrocarbons; detection method; research and analysis

多環芳烴（Polycyclic Aromatic Hxydrocarbons，PAHs）是一種廣泛存在于環境、食品加工等區域的污染物之一，也是人類所發現的最早的具有導致畸形、引起癌變、導致突變效應的、具備長期惡性作用的有機污染物之一。在眾多多環芳烴中，最常見且最容易引發癌變的便是具備4～6個苯環的化合物。就一般情況而言，有機物的不完全燃燒與熱解會生成多環芳烴;天然火災、化石燃料、火山噴發等也會產生一定濃度的多環芳烴;人為因素主要有礦物燃燒、紙張燃燒、木材燃燒等過程的不完全燃燒。食品中殘留的多環芳烴是在食品加工過程中產生的污染及環境的污染造成的。本文的研究能夠有效強化在食品中提取多環芳烴的措施與手段，且對其后續的綜合性發展具備一定的指導性意義，對于該種污染物的含量檢測具備現實性意義[1]。

1 食品中多環芳烴的提取方式分析

食品的構成物質主要包括有機酸、水、脂肪類化合物及芳香烴等。PAHs屬于非極性的物質，能夠使用醇類、石油醚、丙酮以及氯仿等有機物對其進行提取工作。就現階段的技術而言，最受大眾青睞的方式包括微波輔助萃取法、索氏提取法、超臨界流體萃取法及超聲波提取法。

（1）超聲波提取法。超聲波提取法的主要原理是超聲波在實際作用的進程中，通過作用力產生的強烈振動等促使提取物能夠快速地被萃取溶液吸收，在實際作用中會對結構較為活躍的化合物產生不同程度的破壞作用。因此，在實際選擇的過程中，應視化合物具體的穩定性來選擇是否使用超聲波提取法[2]。多環芳烴的結構較為穩定，故而在提取中可以選擇超聲波提取法，且其操作中具備速度快、簡單方便、回收率高等優勢。

（2）微波輔助萃取法。該種技術的主要作用原理是在對樣品實時微波加熱的過程中，將所需化合物從樣品基體中分離出來。該種方式在對不同組分的萃取物質進行加熱時可以選擇，其優勢也主要體現在這一方面，能夠在較快的速度中進行加熱選擇。該種方式常應用于對土壤環境中所含有的污染物的分析與提取。

（3）超臨界流體萃取法。該種萃取方式的作用原理主要是利用超臨界流體實現分離樣品中實際存在的目標化合物，該種萃取方式的優勢在于具有較快的提取速度，且整體操作形式簡單、方便，具有極高的回收率[3]。超臨界流體萃取法能夠同時滿足物質的萃取需要，也可與其他多種現代化的分析儀器進行聯機使用，可聯機的儀器包含氣相色譜儀、氣相色譜-質譜聯用儀和高效液相色譜儀等。

（4）索氏提取法。該種方式是較為傳統的提取方式之一，適用于樣品整體數量較多的提取工作，使用的試劑種類也較多，需要對其進行更深入的純化。其主要的優勢在于提取工作的整體效率極高。但是缺點也相對顯著，即需要在較長時間段內進行連續不斷的提取，且操作內容較為煩瑣，需要使用大量的溶劑，還要對溫度進行嚴格的把控，其中所應用的有機溶劑存在毒性。雖然索氏提取法的提取效率高，但是因為耗時過長，導致在日常提取多環芳烴時并不是首選，而是作為其他提取方式最終效果的參考與評價[4]。

2 檢測食品中PAHs的含量

在進行PAHs檢測工作時，需要應用部分專業化儀器對純化或提取后的試樣進行系統分析。就現階段的發展而言，食品中多環芳烴的檢測方式主要有氣相色譜質譜法（Gas Chromatography Mass Spectrometry，GC-MS）、氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）、

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，

HPLC）等。通過調查研究國內食品中所含多環芳烴的具體含量，部分專家與研究學者通過GC-MS法與HPLC法所測定PAH4的檢出限和定量限如表1所示[5]。

由表1可知，在測定烤肉的PAH4含量時，可以看出兩種檢測方式最終的效果相似，但就總體來說GC-MS的測量效果更佳。在測定植物油的具體工作中，與GC-MS相比，HPLC在測量中的靈敏度更高[6]。

3 食品中多環芳烴的檢測方式

3.1 氣相色譜法與氣相色譜質譜法

近幾年來，氣相色譜質譜法在實際應用過程中所使用的技術逐步完善，已經逐步發展成為檢測食品中PAHs的主要方式。質譜法在實際應用過程中，主要的優勢是可以對同時含有多種不同有機化合物進行定量與定性分析。特別是在分析多環芳烴時，在部分較為發達的國家中，GC-MS已經逐步發展成為較為常規化的分析方式與手段，并成為食品中定量、定性分析中最為出色的技術和手段。

食品中檢測多環芳烴的方式方法還有很多，如氣相-三重四極桿質譜、酶聯免疫分析法、熒光光譜法。其中，熒光光譜法的檢測原理主要是某種物質受到可見光、紫外光等照射激發后發射出比激光波更長的熒光。在實際應用時，多用于對土壤中所含有的多環芳烴進行檢測，且具備可靠、快速等多種優點，同時也有一定的缺點，即檢測限較高。

3.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法作為最為常規的檢測PAHs的方式，部分研究學者認為，可以應用該種方法并輔助以超聲波將水果、蔬菜中的10余種多環芳烴提取出來。50 min內，10余種EU-PAHs達成基線分離目標，該種方法的精密度能夠達到4.2%～12.0%，且方法回收率也在83.6%～97.2%。高效液相色譜法對果蔬、肉類的檢測取得了較為優良的結果，能夠滿足定量分析的要求，是當下最受大眾認可的檢測手段之一。

4 檢測多環芳烴的難點

現階段檢測食品中存在的多環芳烴含量具有一定難度。隨著科技的發展，人們日常能接觸到的食品種類越來越多，水果、肉類、油脂以及谷物中含有的物質屬性存在明顯差異，因此不能采用同一種檢測方式。由于多環芳烴種類繁多，尚未有某一種方式能夠直接檢測全部的多環芳烴，因為存在較為復雜化的基質，在提取多環芳烴時存在明顯的困難，最終檢測結果的誤差性較大。為獲得更佳的檢測效果，檢測人員應結合不同的檢測方式選擇更合適的提取方式。在實際進行檢測的過程中，由于具備重現性高、精準度高等優勢，國家標準中選擇的是HPLC與GC-MS兩種較為適宜的多環芳烴檢測方式。但這兩種方法也存在一定的不足，檢測器會限制檢測的靈敏度，處理樣品的方式也較復雜，基層人員進行快速、便捷的檢測實驗存在明顯的阻力。在實驗室檢測中酶聯免疫分析與熒光光度法也具有一定的地位，熒光光度法在檢測靈敏度高的同時也會受到較多的因素干擾，而酶聯免疫分析的溶劑純度不足也會帶來明顯的偏差。鑒于此，在進行多環芳烴的檢測工作中，相關工作人員應結合具體的需求與實際的檢測條件，選擇更合適的方式才能保障檢測的穩定性與精準性。

5 結語

綜上所述，世界各國對多環芳烴這種有機物的污染性越來越重視，而且越來越多的人也更加注重食品中所含有的PAHs含量。本文主要對PAHs在食品中具體的檢測手段與方式進行了概述。結合PAHs較為穩定的特征，在分析多種提取方式后認為最可行的方式是超聲波提取法，其具備回收率高、操作簡單等優勢，且所具備的劣勢也可以忽略不計。在進行多環芳烴測定時，雖然目前可以采用多種方式，但是在實際應用的過程中，會出現各種不同的劣勢與不足，需要結合不同的測定目標與目的，選擇合適的檢測手段。在國內外相關研究人員的共同努力下，該項檢測技術必然會不斷發展，保障食品質量安全。

參考文獻

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[5]孟祥帥，吳萌萌，陳鴻漢，等.某焦化場地非均質包氣帶中多環芳烴（PAHs）來源及垂向分布特征[J].環境科學，2020，41（1）：377-378.

[6]汪慧娟，曠澤行，周賢，等.海南省昌化江河口海域生物體中多環芳烴污染特征、來源解析及健康風險評價[J].環境科學，2020，41（6）：2942-2950.