紫外分光光度法快速测定油炸食品中丙烯酰胺的含量.pdf

粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工2013年第38卷第1期粮 食 加 工粮 食 加 工 2002年4月，瑞典国家食品管理局（nfa）和斯 德哥尔摩大学相关研究人员首次发现高温油炸或烧 烤会使富含淀粉的食物产生一种具神经毒性的潜在 致癌物丙烯酰胺。 丙烯酰胺英文名为acry- lamide（aa)，其分子式为ch2=chconh2。aa是一 种有毒的无色无臭的白色晶体，熔点85.5 ，沸点 125 ，易溶于水、醇类、丙酮、三氯甲烷和二甲醚 中，不溶于苯和庚烷1。 由于aa可导致dna的损 伤， 且高剂量的暴露会影响人和动物的神经系统与 生殖系统， 并对啮齿类动物有潜在的致癌性， 因此 1994国际癌症机构（iarc）将aa列为“人类可能致 癌物”2。 这一发现立刻引起有关国家和国际组织 fao/who的极度重视，who对各类食物中丙烯酰 胺的含量进行了测定。检测的食物种类包括谷物、可 可、马铃薯制品，奶类、蔬菜、饮料等主要消费食品。 其中含量较高的有三类食品， 分别是经过高温加工 的土豆制品 （薯条、 薯片）， 它们的平均含量为 0.487mg/kg，最高含量5.312 mg/kg；咖啡类制品的平 均含量是0.519 mg/kg，最高含量7.3 mg/kg；早餐中 的谷物类食品，其平均含量是0.323 mg/kg，最高含 量是7.844 mg/kg；除了这三类食品，其他种类的食 品中丙烯酰胺的含量基本小于0.10 mg/kg3，4。 中国 疾病预防控制中心下属的营养与食品安全研究所提 供的资料表明，在检测的100多份样品中，丙烯酰胺 紫外分光光度法快速测定 油炸食品中丙烯酰胺的含量 * 郝亚楠，费永乐，张文玲，马楠楠，李书国 （河北科技大学食品科学与工程系， 石家庄050018） 摘要： 探讨了用紫外分光光度法测定不同食品样品中丙烯酰胺含量的新方法。 与现在已有的方法（lc,gc， lc-ms，gc-ms,lc-ms-ms）相比，紫外法测定丙烯酰胺含量操作简便，对仪器要求小，适合丙烯酰胺的快速测定， 便于食品企业、科研机构等的推广应用。 试验结果表明：丙烯酰胺的吸光度与其浓度在0.256.0 g/l的范围内呈 良好的线性关系，回归方程为：y=0.0958x + 0.0294，( r = 0.9875)，回收率为90.07%104.8%，rsd为0.5%。 利用该 方法测定了多种高温加工的食品中丙烯酰胺的含量，结果表明这些食品中丙烯酰胺的检出率为100%，但不同食品 中丙烯酰胺的含量水平差异较大，这与其工艺技术不同有关。 关键词： 丙烯酰胺；紫外分光光度法；油炸食品 中图分类号：ts 207.3文献标志码：a文章编号：1007-6395(2013)01-0073-03 *基金项目：2011年河北科技大学大学生科技创新基金项目 收稿日期：20121029 作者简介：郝亚楠（1989-），女，食品科学专业，研究方向为粮油食 品加工技术。 通讯作者：李书国（1969-），工学博士，教授，研究方向：粮油食品科 学与安全技术。 含量分别为： 薯类油炸食品丙烯酰胺aa平均含量 0.78 mg/kg，最高3.22 mg/kg；谷物类油炸食品丙烯 酰胺aa平均含量0.152 mg/kg， 最高是0.660 mg/ kg；焙烤食品丙烯酰胺aa平均含量0.135 mg/kg，最 高的是0.593 mg/kg；速溶咖啡是0.361 mg/kg5。 目 前，食品中丙烯酰胺含量的检测方法主要色谱法，最 常用的有lc、gc、lcms、gcms、lcmsms。 色谱法灵敏度高，且能有效地除去干扰成分、增加方 法的选择性，但是步骤较为繁琐，费时费力。 本文选 择用紫外分光光度计法测定微量丙烯酰胺， 该法不 需要复杂的前处理，操作简便，精确度和准确度也较 高。 1材料与方法 1.1原料与试剂 丙烯酰胺（纯度99.9），甲醇（分析纯），乙醇(分 析纯)，甲酸（分析纯），正己烷（分析纯），0.45 m的 pvdf滤膜。 反相c18萃取小柱（200 mg/3 ml）。 实验用水均为二次蒸馏超纯水。 实验样品：油炸薯片、薯条、膨化食品、油炸方便 面和非油炸方便面、市售麻花、饼干、面包等食品，购 于本地超市，微波方便面为本实验室自制。 1.2仪器与设备 高速台式离心机，型号tgl-10b；紫外可见分 光光度计；精密电子天平：型号fa2204n；超声波清 洗器；1001 000 l移液枪。 73 粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工2013年第38卷第1期 表2精密度实验结果 样品12345平均值 （rsd）/% 吸光度0.503 0.505 0.501 0.507 0.506 0.5044 0.477 含量 （mgkg-1) 0.498 0.500 0.496 0.502 0.501 0.4994 0.5 表1样品加标回收结果 样品加标前丙烯加入丙烯酰加标后丙烯回收率 酰胺浓度胺标准品量酰胺浓度 /（gl-1）/（gl-1）/（gl-1）/% 14.88048.1291.44 23.19747.54104.8 36.45949.4290.07 1.3试验方法 1.3.1溶剂的选择 分别用水、甲醇、0.1%甲酸溶液；水+甲醇（v/v= 1）溶液溶解丙烯酰胺，配置一系列浓度的丙烯酰胺 溶液，测定其吸光度。因为丙烯酰胺不稳定，易分解， 所以选择合适的溶剂以保持在一段时间内丙烯酰胺 溶液的相对稳定及其重要。不仅如此，空白实验时吸 光度要尽可能地低， 以保障良好的线性关系。 经比 较，实验最终确定选用甲醇溶剂。 以水和0.1%甲酸 溶液为溶剂，吸光度不稳定，以水+甲醇为溶剂，空 白实验的吸光度较高，所以，最终确定选用甲醇为溶 剂。 1.3.2丙烯酰胺标准溶液的配制 称取干燥处理后的丙烯酰胺标准品0.100 g，用 甲醇溶解并稀释至100 ml得到浓度为1.00 mg/ml 的丙烯酰胺的标准液，密封后放入冰箱（04 ）保 存。在测定时，分别取适量丙烯酰胺标准液用甲醇稀 释配制成浓度为0.25、0.50、1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 g/ ml系列的标准溶液， 然后用于测定并记录其数据。 由于丙烯酰胺水溶液不是很稳定， 一般实验中现测 现配。 1.3.3样品中丙烯酰胺的提取 称取2.0 g均质的样品于50 ml离心管中，加 入10 ml甲醇，8 000 r/min离心15 min， 收集第1 次的上清液， 然后在沉淀中再加入10 ml甲醇，如 上操作，连续收集3次上清液。用带针头的注射器避 开油层吸取上清液中间清液5 ml， 过0.45 m的 pvdf滤膜，再取2 ml滤液通过预先活化的c18固 相萃取小柱（先让2 ml的甲醇通过，再让2 ml的 去离子水通过）6，弃去最初的0.5 ml滤液，收集剩 余的流出液用于分析测定。 2结果与讨论 2.1波长的选定 丙烯酰胺溶液在不同的波长下，吸光度不同。紫 外分光光度法选择测定波长的原则应该是： 在该波 长处，所测样品吸光度大，空白值吸光度小。 利用紫 外分光光度计对丙烯酰胺标准溶液进行紫外光谱扫 描，光谱图如图1所示，丙烯酰胺在210 nm处有最 大的吸收波峰，因此检测波长选择210 nm。 2.2丙烯酰胺标准曲线 配制一系列浓度的丙烯酰胺标准品溶液， 室温 下对这一些列浓度的标准液在210 nm处测定其吸 光值， 然后绘制标准曲线。 结果表明在为0.25 6.0g/l的浓度范围内,丙烯酰胺的吸光度与其浓度 图1丙烯酰胺的紫外扫描光谱图 之间具有良好的线性关系， 其回归数学模型如图2 所示，得出回归方程为:y=0.0958x + 0.0294，相关系 数为0.9875，最低检测限lod为0.1 g/l，回收率 为90.07%104.8%，rsd为0.5%。 图2丙烯酰胺标准曲线 2.3回收率试验 回收率试验见表1。 2.4精密度试验 精密度试验见表2。 2.5与hplc方法对比 选择同种品牌的方便面为样品， 经过相同的处 理后， 分别用紫外分光光度法和hplc法测定其中 丙烯酰胺的含量，结果表明，用紫外分光光度法测得 的丙烯酰胺含量为0.705 mg/kg，用hplc法测得的 结果为0.711 mg/kg， 测定结果在误差范围之内，说 明此法是可行的。 2.6不同食品样品中丙烯酰胺的浓度 74 粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工2013年第38卷第1期粮 食 加 工粮 食 加 工 表3各种食品样品中丙烯酰胺的吸光度 样品分类名称来源吸光度含量/（mgkg-1） 膨化类食品 市售虾条0.1780.165 焙烤类食品 市售饼干0.2130.203 市售薯片10.5320.521 油炸马铃薯 市售薯片20.3690.354 市售薯片30.2890.277 市售薯条1本地超市0.6650.654 市售薯条20.5760.565 市售油条0.4300.419 油炸面制品 市售方便面0.2130.202 自制方便面0.1920.180 自制非 油炸面食微波方便面0.1050.093 不同食品样品中丙烯酰胺的浓度见表3。 在被测定的11种样品中， 无论油炸非油炸、焙 烤或膨化食品，均含有一定量的丙烯酰胺，其含量在 0.0930.654 mg/kg。 不同种食品中丙烯酰胺的含量 存在较大差异， 即使是同种食品其含量也有较大波 动。 在被检测的食品中，油炸薯条中丙烯酰胺最高， 可达0.654 mg/kg，其次是薯片，最高0.521 mg/kg，然 后是油条， 而膨化类、 焙烤类及非油炸食品中丙烯 酰胺含量相对较少。 此类食品主要是加工温度低于 180 ，而且加热的介质是空气而不是油，由于油脂 在高温加热过程中释放的甘油三酸酯和丙三醇也是 形成丙烯酰胺的前体化合物丙烯醛的来源之一，所 以此类食品中aa的含量要比油炸食品中aa的含 量少。 虾条中aa含量比饼干中的少是由于虾条的 加工温度要比饼干低，时间短，而且虾条的原料主要 是玉米粉，而饼干是小麦粉，小麦粉中还原糖和氨基 酸的含量要大于玉米粉， 所以虾条中aa含量要少 于饼干。虽然虾条表面也有油脂，但是这些油是在虾 条焙烤结束后通过雾状喷头喷洒到物料表面的，而 且油温只有70 ，所以这些油在加工工程中并无产 生丙烯酰胺。 油炸土豆制品中aa含量最多，是因为 油炸温度高，时间长，而且土豆中天门冬酰胺和还原 糖含量也很高， 薯条中aa比薯片多是因为薯条受 热时间比薯片长，而且薯条是即食品，因此在油炸过 程中不需加入一些添加剂， 而不同薯片中aa含量 不同是由于原料的种类及前处理、切片的厚度、加工 温度、时间、添加剂的种类和浓度等因素存在差异而 造成的。此外检测过程中还发现，自制油炸方便面要 比市售油炸方便面中aa含量低， 原因可能是我们 在加工过程中严格控制了油炸温度、 时间及面料的 水分含量， 而且还添加了柠檬酸、 氨基酸等可抑制 aa生成的添加剂。自制微波方便面中aa含量之所 以少， 微波加热时间短而且不使用高温油脂做加热 介质会减少aa的生成。 3结论 本实验的新颖之处在于选择用紫外分光光度法 测量不同食品样品中丙烯酰胺含量。 通过与hplc 法相对照得出该方法是可行的，试验结果表明：丙烯 酰胺的吸光度与其浓度在0.256.0 g/l的范围内 呈 良 好 的 线 性 关 系 ， 回 归 方 程 为 ：y=0.0958x + 0.0294，( r = 0.9875)， 回收率为90.07%104.8%， rsd为0.5%。lod为0.1 g/l，该方法的优点在于 操作简便，提取后可直接测定，不需其他复杂处理， 所需时间较短。 此外，该法对设备要求小，价格低廉 易操作，可用于快速检测。通过检测不同种类食品中 aa的含量发现，不同的加工方式、原料的选择及前 处理、 添加剂的使用等因素都会导致aa含量有较 大差异。因此在实际加工过程中，应严格控制加工温 度、时间、物料中水分含量等工序，也可加入适量的 添加剂抑制aa的生成。另外，不同的检测方法对检 测结果也会有影响， 因此有必要制定一种既快速又 准确的统一检测方法。 参考文献： 1吴克刚，许淑娥，刘泽奇，等.丙烯酰胺的形成机理危害及 预防措施j.现代食品科技，23(3):57-59. 2武丽荣，蒋新正，鲍元奇油炸食品中丙烯酰胺的形成及减 少措施口j中国油脂，2005，30(7)：18-21 3 rosen j，heilenas k eanalysis of acrylamide in cooked foods by 1iquid chromatography tandem mass spectrometry janalyst，2002，127(7)：880