里 南 方勤美 严小波 郑奎城 林光美 傅武胜,5
(福建省疾病预防控制中心福建省人兽共患病研究重点实验室1,福州 350001)
(福建省农科院生物技术所2,福州 350003)
(福建农林大学食品科学学院3,福州 350002)
(福州大学化学化工学院食品安全分析与检测技术教育部重点实验室4,福州 350108)
(福建医科大学省疾控中心教学基地5,福州 350001)
脂肪酸氯丙醇酯(简称氯丙酯)是氯丙醇与高级脂肪酸结合而形成的一类新的食品污染物。早在1980年即在酸水解植物蛋白(HVPs)中就发现此类物质[1],后来在山羊奶中也分离出目前较为关注的一种氯丙酯,即脂肪酸3-氯-1,2-丙二醇酯(3-MCPD酯)[2],但在随后的时间里国际上关注的一直是氯丙醇,而对结合形式的氯丙酯问题并未引起重视。2004年Svejkovska.B等[3]提出食品中3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)不仅以游离形式存在,而且还以与脂肪酸结合的酯类形式存在,后者的含量远远高于游离态氯丙醇,由此国际上开始关注氯丙酯的危害。氯丙酯的健康风险主要是基于其在体内水解为氯丙醇的假设[4],已知3-MCPD具有遗传毒性和肾脏毒性,是可能的致癌物[5-6],1,3-二氯 -1-丙醇(1,3-DCP)为遗传毒性致癌物,会引起小鼠肝脏和肾脏的损伤,2,3-二氯 -1-丙醇(2,3-DCP)对肾脏的损伤作用超过1,3-DCP[6]。2009年日本花王公司停止59种烹饪油及其产品的销售[7]原因是担心氯丙酯的潜在危害。体外水解试验发现脂肪酶作用1 min后,3-MCPD单酯的水解率接近100%[4]。2006年 Zelinkova Z等[8]报道在多种食用油中检出较高水平的3-MCPD酯,此后油脂类食品中3-MCPD酯污染的问题逐渐被重视。氯丙酯问题正日益成为国际食品安全研究的热点问题之一。目前研究报道均表明精炼食用油的氯丙酯污染尤为显著,精炼植物油也是食品中氯丙酯的主要来源[9-12]。我国是食用油生产、消费大国,我国食用油中氯丙酯的污染情况尚为空白。为了解我国市售食用植物油中氯丙酯的污染情况,同时弥补国际上相关研究仅局限于3-MCPD酯这一类物质的不足,本研究采用(七氟丁酰基咪唑)HFBI衍生结合GC-MS分析方法对食用植物油中4类氯丙醇的脂肪酸酯污染情况开展了调查。
除3份福建当地特产山茶油为散装外,其余样品均为市售定型包装食品。样品购自福州、厦门、武汉、成都及北京的大中型超市,涵盖了市场上销售的食用油种类和常见的品牌,包括茶籽油、葵花油、玉米油、花生油、调和油、菜籽油、芝麻油、大豆油、橄榄油及以植物油为主要原料的花椒油和辣椒油等;样品涵盖金龙鱼、福临门、鲁花、胡姬花、多力、盛洲等国产品牌和联合利华、西班牙维多利亚、希腊克里特大地等进口品牌。所有样品均在保质期内,采样后于阴凉干燥处保存。
3-MCPD棕榈酸二酯(纯度98%)、2-MCPD硬脂酸二酯(纯度98%)、同位素内标d5-3-MCPD棕榈酸二酯(纯度99%)和d5-2-MCPD硬脂酸二酯(纯度99%):加拿大TRC公司;1,3-二氯-2-丙醇(1,3-DCP)、2,3-二氯 -1-丙醇(2,3-DCP)(纯度97%):美国 Fluka公司;d5-1,3-DCP(纯度98%):美国CIL公司。目前国际上尚无二氯取代脂肪酸氯丙醇酯标准出售,故以1,3-DCP、2,3-DCP和d5-1,3-DCP替代其脂肪酸酯类物质。
气相色谱条件为:色谱柱(DB-5MS毛细管柱,30 m×0.25 mm×0.25μm):美国 Agilent公司;进样口温度:280℃;程序升温:50℃(1 min)以2℃/min升至84℃,再以50℃/min升至300℃(5 min);载气:高纯氦,流速0.8 mL/min;进样方式:不分流进样;进样体积:1μL。质谱条件为:离子化方式:EI源;电子倍增器增益:+250 V;灯丝电流:75μA;阱温:230℃;传输线温度:250℃;歧盒温度:50℃;溶剂延迟:3 min;质谱采集时间:3~29 min;扫描质量数范围(m/z):90~460;扫描速率:0.65 s/次。
1.4.1 标准曲线的制备
以0.10 g饱和氯化钠溶液为本底,分别准确移取2.0μg/mL的氯丙酯标准使用液12.5~250μL于5支50 mL离心管中,并加入50μL混合内标液(2.00μg/mL),然后混匀,配成相当于样品中氯丙酯浓度为250~5 000μg/kg的标准系列(以氯丙醇计)。水解:加入0.5 mL甲基叔丁基醚/乙酸乙酯溶液,超声5 min。以甲醇钠溶液水解后加冰乙酸中和,充分涡旋。净化:用硅藻土小柱(基质分散固相萃取法)净化。先以正己烷淋洗,再以无水乙醚洗脱,用装有无水硫酸钠的锥形瓶收集洗脱液。洗脱液充分脱水后转移至鸡心瓶中,减压浓缩后,再转移到5 mL玻璃试管中。用正己烷洗涤鸡心瓶2次,合并洗涤液。衍生:加入50μL HFBI衍生试剂于上述浓缩液中,于75℃恒温箱中衍生。待衍生液冷却至室温后,加入2 mL 20%NaCl溶液,充分涡旋。取有机相以无水硫酸钠脱水后用于GC-MS分析。
1.4.2 样品中氯丙酯含量的测定
准确称取0.10 g食用油于50 mL离心管中,加入50μL混合内标液超声5 min,自水解开始的其余步骤同1.4.1。
内标法定量,计算结果保留3位有效数字。鉴于食品中氯丙酯分布呈现偏态分布,正态性较差,因此采用几何均值计算,同时也统计其算术均值,以便对比。1,3-DCP酯、2,3-DCP酯在样品中均未检出,故未统计。
2.1.1 总体状况
此次调查发现食用植物油普遍存在3-MCPD酯的污染,全部样品3-MCPD酯检出率为74.8%,其中葵花油和花椒油的检出率均为100%(见表1),这与欧盟调查体现的高检出率相一致。调查表明我国某些品种食用植物油氯丙酯污染较为突出。
2.1.2 不同种类食用油氯丙酯污染的比较
不同种类食用油3-MCPD酯的污染水平差异较大。少量样品3-MCPD酯含量在5.0 mg/kg以上,茶籽油的污染最为严重(中位数1.12 mg/kg),芝麻油次之,橄榄油3-MCPD酯中位数最低。造成食用油品种间3-MCPD酯污染水平差异的原因尚不清楚,但从3-MCPD酯形成机制的相关研究中可以推测,油脂原料及精炼过程的差异等可能是影响终产品3-MCPD酯含量的重要因素。如芝麻油普遍采用水代法加工,因为水分的加入,可能会影响3-MCPD酯的形成[14-15]。而茶籽油由于售价较高,生产企业可能在提取时采用高温加热以及溶剂高温处理等方式。溶剂或助剂若混入氯离子或氯化物,就可能形成3-MCPD酯,而精炼温度,尤其是脱臭温度及时间与3-MCPD酯含量也体现一定的相关性[16]。植物油深加工产品(辣椒油、花椒油)是在原料植物油基础上的再次热加工,势必也会加剧污染水平。花生普遍采用传统压榨工艺,橄榄油采用初榨方式,未经脱臭等工艺,因此污染较低。
表1 市售食用植物油中3-MCPD酯含量的分布情况/mg/kg
此外,原料的类别及原料的酰基甘油类组成等因素也会影响终产品3-MCPD酯的污染水平。根据产品标签提供的信息,山茶油普遍采用压榨法,然而山茶油的氯丙酯污染比其他油种严重,这说明山茶油中的氯丙酯可能主要来源于油脂原料。在对比不同品牌植物油的污染水平时,由于样品数量和油种的差异,统计分析比较困难,总体上未发现污染水平较高(较低)的样品在某一品牌集中。
2.1.3 与国外数据比较
对比德国CVUA实验室调查食用油的数据[11],本次调查3-MCPD酯的均数(0.71 mg/kg)最大值(5.96 mg/kg)均低于 CVUA的统计值(平均值0.90 mg/kg,最大值 21.5 mg/kg)。在不同油种的污染程度上,CVUA实验室按污染水平的高低将食用油分类比较,被归为低污染水平(0.50~1.5 mg/kg)的菜籽油在本次调查中的污染情况并不乐观,平均污染水平为 1.12 mg/kg,最高达 5.96 mg/kg;而被归为中等污染水平(1.5~4.0 mg/kg)的橄榄油则是本次调查污染水平最低的油种,检出率仅为15.0%,P97.5仅为0.73 mg/kg。
对比目前对食用油开展过类似大规模调查的德国CVUA实验室提供的调查数据,此次调查的食用植物油在氯丙酯含量及不同油种污染程度上都存在一定差异。造成这种差异的原因可能有:1)样品自身的差异。这可能是主要原因。因为所调查样品的产地、制造商不同,在原料和加工方式上存在一定的差异。2)检测方法的差异。德国数据均以 DGF法[17]获得,该法测定的准确性目前受到不少质疑[18-20]。而本次调查采用本实验室建立的方法,该法经验证[21]不受甘油等干扰物质的影响。
此次调查中污染最为严重的茶籽油,以及食用油为主的加工产品辣椒油、花椒油在国际上还未见对其开展氯丙酯污染调查的报道。
食用油中2-MCPD酯的检出率(49.7%)比3-MCPD酯低。2-MCPD酯的整体污染水平也较3-MCPD酯低,几何均数为0.16 mg/kg,约为3-MCPD酯含量的1/2。茶籽油和芝麻油同样是污染较为严重的油种,而橄榄油和大豆油污染水平较低。目前国际上的研究主要集中于3-MCPD酯,对于其他氯丙酯安全性的了解还很少。试验发现3-MCPD和2-MCPD对小鼠的毒理作用明显不同,还不知道这些差异与氯丙酯危害的相关性。此外,2-MCPD酯比3-MCPD酯稍微容易受脂肪酶水解作用的影响[22]。这也说明2-MCPD酯的污染同样值得关注。
通过分析食用油中3-MCPD酯和2-MCPD酯含量之间的关系(图1)发现二者的相关性较好,相关系数R为0.89,2-MCPD酯含量为3-MCPD酯的3.27%~218%,中位数为46.8%。其中2-MCPD酯含量高于3-MCPD酯的样品仅占全部样品的6.1%,且主要集中在芝麻油样品。对于大多数植物油样品,2-MCPD酯的含量均低于3-MCPD酯。而且调查的所有样品均不含1,3-DCP酯和2,3-DCP酯,这说明3-MCPD酯可用于指示食用植物油脂中氯丙酯的含量,在今后氯丙酯污染的监控中可考虑只测定3-MCPD酯,而不必对其他氯丙醇的脂肪酸酯一一测定。
表2 食用植物油中2-MCPD酯含量的分布情况/mg/kg
图1 食用油中3-MCPD酯与2-MCPD酯含量之间的相关关系
鉴于食用油中氯丙酯污染情况普遍,污染涉及的食用油品种较多,建议相关研究者深入系统地开展污染调查、形成机制和毒理学研究。并对我国其他类型的食用油,如棉籽油、棕榈油等的污染情况开展调查,以获更多污染数据,做出更加精确、全面的暴露评估,为风险管理提供可靠的依据。
通过对比国际上的污染数据发现,我国食用油3-MCPD酯污染总体水平相对较低,在不同油种的污染程度上国内外数据表现出很大的差异。菜籽油和橄榄油的污染差异尤其明显。这些差异的具体原因还不清楚。因此有必要加强国际间的交流与合作,开展氯丙酯的污染调查和溯源工作,共同探讨、完善氯丙酯的形成机制。
通过对食用植物油中氯丙酯污染的调查,获得了我国食用油氯丙酯的污染数据。报道了常见植物油和茶籽油、芝麻油这类新的高污染油种以及食用油加工产品辣椒油、花椒油的污染数据。我国食用植物油中氯丙酯的污染较为普遍,3-MCPD酯检出率达74.8%,2-MCPD酯检出率达49.7%,不同油种的污染程度差异较大,3-MCPD酯和2-MCPD酯含量的中位数分别在0.064(LOD)~1.63 mg/kg和0.072(LOD)~3.43 mg/kg之间。
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