烧烤肉中多环芳烃的检测方法及控制措施

沈习习 汤晓艳 战俊良 葛倩倩

摘 要：烧烤肉制品中多环芳烃（PAHs）产生的影响因素主要有加热温度和时间、烤制方式、原料肉脂肪含量、外源添加物等。本文通过对国内外烧烤肉制品中多环芳烃限量规定、检测方法、产生因素及控制措施的研究进展进行综述，为烧烤肉制品中PAHs的安全控制和进一步研究提供科学依据。

关键词：多环芳烃（PAHs）;烧烤肉;检测;控制

多环芳烃（PAHs）是由2个或2个以上苯环以线状、角状或簇状排列的一类有机化合物[1-2]，具有亲脂、不可生物降解、环境持久性等特点，广泛存在于环境、食品和生物体中。由于PAHs类化合物具有致癌、致突变的危害，2009年斯德哥尔摩公约将PAHs类化合物列为持久性有机污染物（POPs）之一进行监测。食品高温热加工，尤其是明火加工，是食品中PAHs的产生来源。在肉烧烤过程由于有机物不完全燃烧或者脂肪高温降解就会产生PAHs化合物[3-6]。迄今为止，已发现有200多种PAHs，食品中常见的有20种左右，其中16种具有致畸、致癌和致突变作用的PAHs被美国环保署（EPA）列为最严重的有机污染物[7]。

1 烧烤肉中多环芳烃的限量规定

在PAHs类化合物中，3，4-苯并芘【简称苯并[α]芘或B（α）P】致癌性强、分布范围广，占全部致癌性PAHs的1%～20%[8]，其性质稳定，与其他PAHs有一定的相关性，常被作为食品中PAHs监测的指征化合物[9-10]。我国食品安全标准GB 2762—2005《食品中污染物限量》中以苯并[α]芘为指征对PAHs进行了限量规定，目前我国最新食品污染物限量标准为GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》，标准中熏烧烤肉及肉制品中的苯并[α]芘限量规定为5.0μg/kg[11]。虽然苯并[α]芘在PAHs类化合物中毒性最大，但欧盟食品安全局（EFSA）认为[12]，单一苯并[α]芘限量值不足以作为食品中PAHs安全限量的唯一指征，并于2008年根据PAHs种类分布和有关毒性数据提出了PAH4的概念[13]，即以4种PAHs含量总和作为食品中PAHs安全限量指标之一，4种PAHs分别为苯并[α]芘（BαP）、苯并[α]蒽（BαA）、苯并[b]荧蒽（BbF）和艹屈（Chry）。同时，欧盟（EU）第835/2011号条例对食品中PAHs的安全限量值的规定也进行了调整，将熏烧烤肉中苯并[α]芘的最大残留量从5.0μg/kg 降至2.0μg/kg，将PAH4的最大残留量从30.0μg/kg降至12.0μg/kg，上述限量规定从2014年9月1日起执行。可见，欧盟对肉类制品中PAHs的限量要求愈加严格，而我国对肉制品中PAHs限量规定还保持着过去的单一苯并芘限量规定。

2 肉制品中多环芳烃的检测方法

肉类产品基质复杂，净化效果好、操作简单的前处理方法和灵敏度更高的检测技术手段是肉制品中PAHs检测方法研究的关键。肉制品中PAHs提取常用方法有有机溶剂萃取、索氏提取、加速溶剂萃取（ASE）和固相微萃取（SPME）等，净化常用方法有固相萃取小柱或凝胶渗透色谱（GPC）等。QuEChERS方法也是目前肉制品中PAHs提取净化的发展趋势。在检测手段方面目前主要采用高效液相色谱法和气相色谱—质谱（GC-MS）联用法。

2.1 标准检测方法

现行检测肉及肉制品中PAHs含量的国家标准和行业标准有GB 5009.27—2016《食品安全国家标准 食品中苯并[α]芘的测定》、GB 5009.265—2016《食品安全国家标准 食品中多环芳烃的测定》和SN/T 4000—2014《出口食品中多环芳烃类污染物检测方法 气相色谱—质谱法》。GB 5009.27—2016规定了食品中苯并[α]芘的测定方法，适用于熏烧烤肉及肉制品的测定，测定指标只针对苯并[α]芘[14]。该方法前处理采用有机溶剂萃取和固相小柱净化，首先用有机溶剂正己烷进行提取，然后过中性氧化铝或分子印迹小柱净化，最后用高效液相色谱荧光检测法进行检测。此标准方法的检出限为0.2μg/kg、定量限为0.5μg/kg，基本满足食品安全国家限量标准对肉及肉制品中苯并[α]芘含量监测的需求。GB 5009.265—2016标准规定了两种食品中PAHs类化合物检测方法[15]。方法一是针对15种PAHs类化合物检测的高效液相色谱法，涉及到美国EPA610规定的除苊烯（无荧光性）之外的15种PAHs类化合物的检测，首先用有机溶剂提取，然后用丙基乙二胺（PSA）和C18固相萃取填料凈化或用弗罗里硅土固相萃取柱净化，最后用高效液相色谱分离，使用荧光检测器，通过各种PAHs在不同激发波长和发射波长处的荧光强度进行检测，外标法定量。方法二是针对美国EPA610规定的16种PAHs类化合物检测的GC-MS联用法，也是采用有机溶剂提取，PSA和C18固相萃取填料净化或用弗罗里硅土固相萃取柱净化，最后上GC-MS联用仪检测，外标法定量。两种方法对PAHs类化合物的检出限范围分别为0.33～3.3μg/kg、0.6～6.7μg/kg，定量限范围分别为1.0～10μg/kg、1.8～20μg/kg。SN/T 4000—2014标准也是针对美国EPA610规定16种PAHs类化合物在进口食品中的污染含量进行检测[16]。方法前处理采用有机溶剂乙腈提取，用GPC净化，然后用气质联用仪进行检测，内标法定量。荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[α]芘等7种PAHs的方法定量限为5.0μg/kg，其余9种PAHs的定量限为10μg/kg。

2.2 文献报道的检测方法

文献报道的肉制品中PAHs检测常用的提取方法有索氏提取、ASE和SPME等，净化方法常用固相萃取小柱或GPC，QuEChERS前处理方法在肉中PAHs提取净化也有报道;检测方法主要还是采用高效液相色谱法和GC-MS法。索氏提取是最早、最经典的样品中PAHs的提取方法，具有提取效果好、回收率高的优点。廖倩等[17]在检测烤鸭鸭皮中3种PAHs（苯并[α]芘、二苯并[a，h]蒽、7，12-二甲基苯并蒽）时采用索氏抽提法，过Florisil固相萃取小柱净化，然后用高效液相色谱法分析，方法加标回收率为73.85%～80.31%，3种PAHs的定量限为0.56～3.19μg/kg 。Lin等[18]也采用索氏抽提法对北京烤鸭鸭皮、鸭肉中的PAHs进行提取，过GPC净化。但索氏提取操作繁琐、费时费力，消耗溶剂量大，随着现代绿色、快速检测技术的发展，索氏抽提将被其他提取方法所取代。随后溶剂提取发展成为烤肉中PAHs的主要提取方法之一。李永新等[19]采用溶剂提取、固相小柱净化和GC-MS分析方法，对熏肉中的25种PAHs进行测定。GB 5009.27—2016、GB 5009.265—2016和SN/T 4000—2014等三项标准也都是采用溶剂提取、固相柱净化、高效液相色谱或气质联用法进行检测。在溶剂提取的基础上，ASE法得到了发展，该法具有安全、快速、重复性好、萃取效率高的优点。周蕾等[20]采用ASE结合GPC净化的前处理方法对烟熏腊肉中16种PAHs进行检测，方法检出限在0.172～0.233μg/kg之间，加标回收率为60.3%～93.2%。SPME目前在PAHs检测上也得到应用，该技术集采样、萃取、浓缩和进样于一体，是一种绿色前处理技术。康迪[21]采用新型活性炭纤维（ACF）作为SPME的萃取纤维，与GC-MS联用，建立了猪肉脂肪和市售烤猪肉中16种PAHs的快速检测方法，方法检测限在0.1 ～50μg/kg之间，加标回收率为83.78%～113.14%。QuEChERS方法近年来也被广泛用于PAHs检测的快速前处理，由于其快速、简便，在批量样品处理和检测具有很大优势。Kao等[22]利用有机溶剂乙腈对烤制禽肉中16种PAHs进行提取，用PSA和C18并结合安捷伦QuEChERS小柱对提取液进行净化，GC-MS检测分析，建立的方法定量限为0.02～1μg/kg，方法回收率为71.2%～104%。Surma M等[23]也建立了火腿中12种PAHs的快速前处理方法，乙酸乙酯提取，PSA和C18净化，最后用GC-MS检测分析，建立方法的定量限为0.3～3μg/kg，方法回收率为72.4%～110.8%。

3 肉制品加工过程中PAHs产生的因素及控制

食品中PAHs的产生主要来自热加工过程，烧烤肉制品中PAHs产生的影响因素主要有加热温度和时间、烤制方式、原料肉脂肪含量、外源添加物等。如何采取有效控制措施来减少或预防PAHs的产生成为烧烤肉中PAHs控制技术研究的热点。

3.1 温度和时间

烧烤肉制品加热温度一般控制在200℃左右，温度过高或加工时间过长都会增加烧烤肉制品中PAHs的产生。廖倩等[24]在烤鸭制作时设置3种不同烤制温度（170、190、210℃）对烤鸭鸭皮中3种PAHs的含量进行检测，结果显示，3种PAHs均有检出，且检出量随温度的升高而明显增加。姜三群[25]在测定羊肉串样品中苯并[α]芘含量时发现，烤制1、4、9min的羊肉串样品，不管是瘦肉还是肥肉中苯并[α]芘含量都有显著性差异，且随着烤制时间的延长有明显增加趋势，在烤制到9min时，肉样过熟，表面部分烤焦，测得肥肉和瘦肉中苯并[α]芘含量均超过国家限量标准（5μg/kg）。可见，在肉制品的烧烤过程中，合理控制其加工温度和时间能够有效降低PAHs类有害物的生成。

3.2 烤制方式

不同的烧烤方式对烧烤肉中PAHs的产生有着显著影响。Terzi等[26]研究发现，木炭烧烤和气体烧烤2种烧烤方式下，烤肉串中苯并[α]芘的含量有显著差异，其中木炭烧烤方式下会产生更多含量的苯并[α]芘。Chung S Y等[27]也证实了这一结论，用木炭烧烤、木炭烘烤和气体烘烤3种烤制方式对猪肉和牛肉进行烤制加工，对其中7种PAHs含量进行检测，结果显示，PAHs的生成量由多到少的先后顺序为木炭烧烤、木炭烘烤、气体烘烤。在原有烤制方式基础上，作相应加热方式改进也可以有效减少PAHs的生成。Lee J G等[28]研究了烧烤程序对烤肉中4种PAHs生成的影响，发现同样批次的木炭，稳定连续的燃烧烤制方式有助于减少PAHs的生成。

3.3 原料肉脂肪含量

肉在烧烤过程中熔化的脂肪滴落到火焰上燃烧产生PAHs，同时燃烧产生大量烟雾，烟雾携带着PAHs包裹在食物表面，从而污染食物。原料肉中脂肪含量高低直接影响烧烤时PAHs的生成。Kao等[29]研究了不同脂肪含量的肉類在炭烤过程中16种PAHs的生成情况，结果表明，鸡腿（脂肪含量9.06%）和虾（脂肪含量0.2%）中16种PAHs总含量分别为118.3、42.6μg/kg，而羔羊肉（脂肪含量11.96%）中16种PAHs总含量高达547.5μg/kg，其中苯并[α]芘含量为5.8μg/kg。同类研究在牛肉中也有报道[30]，实验选取精瘦牛肉绞碎成馅，分别与20%、40%、60%绞碎脂肪混合，做成同样大小的肉饼进行烤制，结果表明，随着脂肪含量的上升，苯并[α]芘含量显著增加，当脂肪为40%时，苯并[α]芘含量为4.03μg/kg，当脂肪含量增至60%时，苯并[α]芘含量增至6.51μg/kg。Lee J G等[28]研究发现，用特定方式去除烧烤过程产生的油滴和烟雾后，烤制猪肉和牛肉中检测到的4种PAHs总量与对照组相比分别降低了48%～89%和41%～74%。因此，在保持烧烤肉制品良好风味的前提下，尽量减少原料中脂肪含量和烟雾产生是PAHs污染控制技术的重要课题。

3.4 加工辅料使用与添加

有研究发现，在相同的烤制方式下，烤制过程中食用油的选择和使用，也是影响烤肉中PAHs生成的重要因素之一。不同植物油中PAHs的本底含量不同[31-32] 。Farhadian等[33]发现，经过食用油处理的烤肉与空白组相比，检测出的PAHs含量显著增加。Wanwisa[34]研究了植物油种类对烤鸡肉中16种PAHs的生成影响，结果表明，棕榈油和葵花籽油处理的烤肉中16种PAHs总量与空白组相比具有显著性差异，分别从空白组的190.1μg/kg增加到457.6μg/kg和376.6μg/kg。通过添加外源物质来抑制烤肉中PAHs生成也是研究的热点之一。齐颖[35]研究了竹叶提取物和大蒜提取物添加对油炸肉丸中PAHs生成的抑制效果，结果表明，在相同腌制条件下，两种提取物都不同程度地抑制PAHs生成，竹叶提取物可完全抑制苊的生成，大蒜提取物可完全抑制苊与芴的生成，且两种提取物抑制PAHs的效果随着添加量的增加而增强。Janoszka等[36]通过在肉制品中直接添加洋葱或大蒜来研究其对PAHs生成的影响，结果显示，当洋葱和大蒜的添加量分别为0.3%、0.15%时，熟肉制品中6种PAHs的总量分别降低了60%、54%。此外，Farhadian等[33]则发现，酸性腌制料（含1.2%柠檬汁）能使烤牛肉中3种PAHs的生成量降低70%。

4 结论

通过优化和改进烧烤肉原辅料质量、烤制工艺，研发烧烤肉制品绿色生产技术及工艺设备，来控制烧烤肉中PAHs类有害物产生，降低其含量，对保障人民身体健康和消费安全，促进传统产品消费升级具有重要意义。

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（责任编辑 唐建敏）