古丽斯坦·阿不都拉,赵子刚,刘圣红,安静,巴吐儿·阿不力克木
(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,乌鲁木齐 830052)
高效液相色谱法测定烤肉中的苯并(a)芘*
古丽斯坦·阿不都拉1,2,赵子刚2,刘圣红2,安静2,巴吐儿·阿不力克木1
(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,乌鲁木齐 830052)
建立了测定烤肉中苯并(a)芘含量的高效液相色谱法。采用CNW®Athena C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇-水(90∶10),流量为1.0 mL/min,柱温为35℃,进样体积为10 μL,荧光检测器激发波长为365 nm,发射波长为410 nm,以色谱峰面积标准曲线法定量。苯并(a)芘的质量浓度在0~0.2 μg/mL范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系,相关系数为0.999 5,检出限为0.07 μg/kg,加标回收率为91.3%~92.6%,测定结果的相对标准偏差为1.21%~1.40%(n=5)。该法样品预处理简便,检测时间短,灵敏度高,适用于烤肉中苯并(a)芘的含量测定。
烤肉;苯并(a)芘;高效液相色谱法
苯并(a)芘(Benzoapyrene)是一种五环芳香烃类化合物,主要由煤炭、石油、木材等在300~600℃不完全燃烧的状态下产生,肉类食物在烤制过程中极易产生该物质[1-2]。人类和动物摄入苯并(a)芘后,可诱发皮肤、肺脏、消化道和膀胱癌症,对健康造成巨大危害[3-4]。苯并(a)芘是多环芳烃类化合物中毒性最强的一种致癌物,可通过食入、呼入、经皮方式进入人体,诱变机体致癌、致畸,并对眼睛、皮肤产生刺激[5],因此对烤肉类食品进行苯并(a)芘的含量检测具有极其重要的现实意义[6-7]。我国国家标准GB/T 5009.27-2003规定肉制品中苯并(a)芘限值为5 μg/kg[8]。
烤羊肉是新疆维吾尔族一种传统小吃,因其风味独特而深受全疆各族群众的喜爱。传统的新疆烤羊肉以明火方式进行烧烤与烟熏,极易造成肉品与烟雾直接接触,且肉类在焦烤和炭化过程中易产生五环芳香烃类化合物[9],导致烤羊肉中苯并(a)芘含量相较烤制前明显增加[10],苯并(a)芘同样也存在于其它类型的烤肉中,因此对烤肉中苯并(a)芘含量的检测应引起社会的高度重视。目前苯并(a)芘的测定方法主要有高效液相色谱法、薄层色谱法、气相色谱-质谱联用法和间接竞争酶联免疫吸附法等,其中高效液相色谱法因其分离效果好、检测灵敏度高、应用范围广等特点而被广泛应用于食品中苯并(a)芘的检测[11]。高效液相色谱法测定肉制品中苯并(a)芘的研究已有报道[12],但存在样品前处理复杂、测定时间长、回收率低等不足。笔者筛选出最佳色谱条件,利用高效液相色谱法进行苯并(a)芘含量测定,旨在建立一种分离效果好、检测快捷的烤羊肉中苯并(a)芘含量的测定方法,为评估人群经烤肉摄入苯并(a)芘的风险提供参考。
1.1 主要仪器与试剂
高效液相色谱仪:Agilent 1260型,配二级管阵列检测器,美国安捷伦科技有限公司;
超声波破碎仪:Biosafer 1200DT型,赛飞(中国)有限公司;
旋转蒸发仪:Hei-VAP型,德国Heidolph公司;
旋涡混合仪:Vortex4 basic型,德国艾卡公司;
氮吹仪:HSC-24A型,南京科捷分析仪器有限公司;
分析天平:MS型,瑞士梅特勒-托利多公司;
苯并(a)芘标准品:20 mg/L,编号为CDGG-010020-01,国家标准物质研究中心;
烤羊肉样品:采自乌鲁木齐市各辖区内的烤肉摊点、快餐店、民族餐厅等;
甲醇:色谱纯;
实验所用其它试剂均为分析纯;
实验用水为超纯水。
1.2 色谱条件
色谱柱:CNW®Athena C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm,PN 8.462572.0001,上海安谱公司);流动相:甲醇-水(90∶10);流量:1.0 mL/min;检测器:荧光检测器,激发波长为365 nm,发射波长为410 nm;柱温:35℃;进样体积:10 μL。
1.3 实验方法
1.3.1 样品预处理
称取样品5 g(精确至1 mg),置于离心管中,加入40 mL环己烷,于漩涡混合仪中涡旋1 min;超声提取10 min,以4 500 r/min离心5 min,弃去上层液,下层转移至定量浓缩样品管中。重复上述步骤两次,合并提取液,用旋转蒸发仪浓缩至15 mL。使用二甲基亚砜萃取浓缩液,萃取后的浓缩液在旋转蒸发仪中蒸发至10 mL;向10 mL浓缩液中加入15 mL超纯水,经C18固相萃取柱后,以正己烷洗脱,旋转蒸发至1 mL,溶液过滤膜,待检测。
1.3.2 标准工作曲线的绘制
称取苯并(a)芘0.01 g于100 mL容量瓶中,用甲醇定容,作为标准品储备液(100 μg/mL)。使用甲醇配制成质量浓度分别为0.001,0.002,0.005,0.01,0.05,0.1,0.2 μg/mL的系列标准使用液。采用1.2色谱条件进行分析,以苯并(a)芘标准使用液的质量浓度为横坐标,色谱峰面积为纵坐标,绘制标准工作曲线。
2.1 色谱条件的优化
2.1.1 色谱柱
比较两种不同色谱柱CNW®Athena C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)和RP Amide C16柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm)对苯并(a)芘的分离效果。优化条件下两种色谱柱分离苯并(a)芘的色谱图见图1。由图1可知,与RP Amide C16柱相比,CNW®Athena C18柱具有更好的色谱峰形,分离效果更佳,因此选用CNW®Athena C18作为分离色谱柱。
图1 不同色谱柱对苯并(a)芘分离效果比较
2.1.2 流动相与流量
参照文献[13-15],以甲醇-水作为流动相,色谱图基线平稳,干扰峰相对较少。对3种流动相配比(90∶10,85∶15,80∶20)进行比较,结果发现在甲醇与水的体积比为90∶10时,样品中苯并(a)芘与干扰物能实现基线分离。在0.1~2.0 mL/min范围内调整流量,结果显示在1.0 mL/min流量条件下,苯并(a)芘色谱峰形较好。
2.2 色谱图
综合2.1.1~2.1.2的试验结果,确定高效液相色谱法测定烤肉中苯并(a)芘的最佳色谱条件(见1.2),在此条件下苯并(a)芘标准品、空白样品及加标样品的色谱图分别见图2(a),图2(b),图2(c)。
图2 苯并(a)芘标准品、空白样品及加标样品的色谱图
2.3 线性方程和检出限
分别对质量浓度为0.001,0.002,0.005,0.01,0.05,0.1,0.2 μg/mL的苯并(a)芘标准使用液进行测定,以色谱峰面积Y为纵坐标,溶液的质量浓度X(μg /mL)为横坐标,进行线性回归,得苯并(a)芘标准品的线性方程Y=152 077X+105,相关系数r2=0.999 5,线性范围为0~0.2 μg/mL。
将已知浓度的样品测试信号与空白样品信号进行对比,以3倍信噪比(S/N=3)计算苯并(a)芘的检出限为0.07 μg/kg。
2.4 精密度与加标回收试验
以新鲜羊肉样品为空白基质物,分别按10,50,100,200 ng苯并(a)芘标准品添加水平进行加标试验,每个添加水平平行测定5次,测定结果见表1。由表1可知,本方法苯并(a)芘测定结果的相对标准偏差为1.21%~1.40%,平均加标回收率为91.3%~92.6%。表明本法精密度和准确度均较高。
表1 精密度与加标回收试验结果
2.5 方法应用
利用所建立的检测方法对57份烤羊肉样品进行苯并(a)芘含量的检测,检测结果见表2。由表2可知,不同烤肉销售点的样品中苯并(a)芘含量存在差异,分散于各集市的烤肉摊点烤制的羊肉含苯并(a)芘平均含量高于快餐厅和民族餐厅;对不同热源烤制的样品检测显示:木炭烤制羊肉的苯并(a)芘含量低于煤炭烤制;在相同烤制方式下,烤羊肉脂肪组织苯并(a)芘含量高于瘦肉,且部分烤肉脂肪组织的苯并(a)芘含量高于国家规定的限定值(5 μg/kg)。因此评估人群经烤羊肉摄入苯并(a)芘的风险时,应注意烤制方式、烤制时间和肉品类型等相关因素。
表2 采集样品中苯并(a)芘的含量 μg/kg
所建立的高效液相色谱检测法用于测定烤肉中的苯并(a)芘,表现出较高的精密度和准确度,通过优化前处理条件和检测条件,消除了烤羊肉样品中复杂基质对苯并(a)芘检测的干扰,加快了检测速度。该法样品预处理简单,分析时间短,精确度和准确度高,适用于烤制类食品中苯并(a)芘的定性定量测定。
[1] 信维平.苯并(a)芘的致癌性及快速检测研究[J].研究与试验,2014,188(2): 16-17.
[2] 王丹,曹维强,王静.食品安全隐患-苯并(a)芘的研究进展[J].食品研究与开发,2006,56(1): 32-35.
[3] 诸文静,常副厚,于东升,等.苯并(a)芘的致癌机理及抗烟毒中草药的研究进展[J].北方药学,2015,15(1): 215-218.
[4] 王海娇,王娜,王寅夫,等.高效液相色谱法分析地下水和应用水中苯并(a)芘[J].岩矿测试,2010,29(5): 625-627.
[5] 刘伶俐,伍远安,洪波,等.烟熏鱼中苯并(a)芘残留物的测定[J].湖南农业科学,2015,32(3): 325-327.
[6] 胡奇杰,沈黎炜,戚民,等.高效液相色谱法测定肉制品中的苯并(a)芘[J].食品研究与开发,2010,31(6): 146-149.
[7] 郑睿行,夏爱萍,祝华明,等.凝胶渗透色谱-液相色谱法测定熏烤肉制品中的苯并(a)芘[J].食品研究与开发,2013,36(12):76-78.
[8] GB/T 5009.27-2003 食品中苯并(a)芘的测定[S].
[9] 黄靖芬,李来好,陈胜军,等.烟熏食品中苯并(a)芘的产生机理及防止方法[J].现代食品科技,2007(7): 25-27.
[10] 杨军.高效液相色谱检测烤肉类食物中苯并(a)芘[J].应用科技,2011(2): 66-67.
[11] 朱颖,刘沛,秦迪岚,等.超声萃取-高效液相色谱法测定土壤中苯并(a)芘研究[J].环境科学与管理,2016,41(4): 43-46.
[12] 宫哲,王德慧,赵德智,等.苯并(a)芘的分离与检测研究进展[J].化学通报,2015,78(9): 786-791.
[13] 贺光秀,贾瑞宝,邓长江.高效液相色谱法测定生活饮用水中的苯并(a)芘[J].化学分析计量,2014,23(3): 50-52.
[14] 程春梅,董刘敏,彭进.超高效液相色谱法检测食用油中的苯并(a)芘[J].中国油脂,2011,36(2): 77-78.
[15] 冯辉,谢君红,马丽萍.固相萃取-高效液相色谱荧光法测定食用油中苯并(a)芘[J].中国粮油学报,2015,30(7): 108-110.
[16] 薛昆鹏,陈宗良,余冲,等.改进固相萃取-高效液相色谱法测定食用油中苯并(a)芘[J].中国食品卫生杂志,2015,27(2):140-144.
Determination of Benzo(a)pyrene Content in Barbecue by High Performance Liquid Chromatography
Gulisitan·Abudula1,2, Zhao Zigang2, Liu Shenghong2, An Jing2, Batuer·Abulikemu1
(1. College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830052, China;2. Institute of Quality Standard and Testing Technology for Agro-products, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830052, China)
HPLC method for determining the content of benzo(a)pyrene in barbecue was set up with CNW®Athena C18column (250 mm×4.6 mm, 5 μm), methanol-water (90∶10) as the mobile phase, the flow rate of 1.0 mL/min, the column temperature of 35℃, the injection volume of 10 μL, the excitation wavelength of 365 nm, the emission wavelength of 410 nm, and the standard curve method for quantitative analysis by peak area. The concentration of benzo(a)-pyrene in barbecue showed a good linearity with the chromatography peak area in the range of 0-0.2 μg/mL with the correlation of 0.999 5, and the limit of quantity of the method was 0.07 μg/kg. The recoveries of benzo(a)pyrene were 91.3%-92.6%,and the relative standard deviation of the determination results was 1.21%-1.40%(n=5). This method has advantages of simple process of sample treatment, short analysis time, and high sensity,and it is suitable for the qualitative determination of benzo(a)pyrene in barbecue.
barbecue; benzo(a)pyrene; high performance liquid chromatography
O657.7
A
1008-6145(2016)05-0042-04
10.3969/j.issn.1008-6145.2016.05.011
*西域特色熏制菜肴加工关键技术研究及产业化应用项目(2014BAD04B11-02)
联系人:巴吐儿·阿不力克木;E-mail: king-2032169@163.com
2016-06-06