（农产品加工及贮藏工程专业论文）“北京烤鸭”烤制过程中抑制多环芳烃产生的试验研究.pdf

摘要 “北京烤鸭”作为我国传统名食，以其丰富的营养，独特的风味受到人们的青睐。传统烤鸭在 自然环境下晾坯，晾坯质量不稳定且易腐败变质，而烤制过程借助明火产生高温，容易产生多环芳 烃的污染 针对以上不足，将气体射流冲击技术应用于烤鸭烤制，具有传热系数高、烤制速度快、温度低 的优点，并设计了可控温度和风速的晾坯房，在保留传统烤鸭品质的同时，提高了自动化程度和安 全性。本文对北京烤鸭的上述改进设备进行了优化参数和抑制有害物质产生机理的研究 本试验优化了气体射流冲击“北京烤鸭”鸭坯晾制和烤制工艺参数，结果表明，晾坯采用1 5 下晾制6 h ，烤鸭采用1 8 0 - 1 9 0 烤制5 0 m i n 时，烤鸭品质最佳。 探索了烤鸭样品多环芳烃前处理技术、检测技术，测定了最佳烤制条件下的烤鸭样品中多环芳 烃含量，得出以下结论：适合烤鸭的样品前处理方法是索氏提取法，它具有杂质干扰较少，测出的 多环芳烃种类最多，回收率高的优点，除奈和苊烯易挥发，回收率比较低外( 分别为2 9 0 2 和3 6 2 0 ) ，其他多环芳烃回收率在5 4 6 - 1 3 9 8 之间。检测采用高效液相色谱串联紫外检测器，在碳十八 柱上分离多环芳烃，4 5 m i n 内达到了良好的分离度，线性关系良好，相关系数0 9 8 3 1 - 0 9 9 9 1 。得出 了温度与多环芳烃产生的关系，温度对多环芳烃产生影响明显，1 鸭皮只测出两种有潜在致癌毒 性的物质，而1 9 0 c 鸭皮测出了六种有潜在致癌毒性的物质，且含量均高于1 8 0 c 的，鸭肉中未测出 潜在致癌性物质。两个温度条件下，多环芳烃含量均不超过国家标准。结果表明：1 5 下晾坯6 h ， 1 8 0 - 1 9 0 c 烤制5 0 m i n 时，烤鸭品质最佳。 关键词：气体射流冲击，“北京烤鸭”，多环芳烃。前处理，高效液相色谱 a b s t r a c t “p e k i n g - d u c k i sat r a d i t i o n a lf o o dw i t hh i g hn u t r i t i o n a lv a l u e si nc h i l l a ：i te n j o y sah i g hr e p u t a t i o n f o ri t sp c 栅r o a s tt e c h n i q u ea n do u t s t a n d i n gq u a l i t y 皿et r a d i t i o n a lm e t h o dd r y sd u c ki nan a t u r a l e n v i r o n m e n li tm a yc o r m p tb e f o r et h ep r o c e d u r ef i n i s h e df o rt h eh i e , ht e m p e r a t u r e i ti sh a r dt og l 】l a - a n t e et h eq u a l i t y t h et r a d i t i o n a lm e t h o da d o p t sf i r et oh e a ti no r d e rt og e tt h es p e d a lt a s t e , a tt h es a m e t i m et h ed u d 【i sp o h n t e db yb h s b 勰o ft h ea b o v es h o r t c o m i n g s , a i r - i m p i n g e m e n tt e c h n i q u ew a su s e di nt h ep r o c e s so f t e - k i n g - d u c k r o a s t i n gf o ri t sh i g h e rc o n v e c t i o nc o e f f i c i e n to fh e a tw a n s m i t , h i g h e rs p e e da n dl o w e rt e n ，一 p e r t u r eo fr o a s t i n g t h ed r y i n ge q u i p m e n tw h i c ht e m p e r a t u r ea n da h 蜘r a t e 啪b ec o n t r o l l e dw a s a l s ou s e di nt h ep r o c e s so fp r e p a r a t i o n t r a d i t i o n a l p e k i n g - d u c k q u a l i t yw a sp r e s e r v e d ；a n dt h el e v e l o fa u t o m a t i o na n df o o ds e c u r i t yw f r er a i s e db ya p p l i c a t i o no fs a i de q u i p m e n t s i nt h i sp a p e r , o p 血f l i z a - t i o np a r a m e t e r sa n dt h ei n h m i t i o no fh a r m f u ls u b s t a n c e sm e c h a n i s mi np r o c e s su s i n gt h es a i de q u i p - m e n t sw e r es t u d i e d d r y i n ga n dr o a s t i n gp a r a m e t e r sw c i e0 p 血d z e di nt h i sp a p e r t h er e s u l ts h o w e dt h 鸸d r y i n ga t1 5 f o r6 h ，m a s t i n ga t1 踟1 9 0 ，t h eq u a l i t yo f p e k i n g - d u c k w a so p t i m u m a m e t h o dw a se s t a b l i s h e df o rt h ep r e t r e a t m c o ta n dd e t e c t i o nt e c h n i q u eo f p o l y c y c f i ca r o m a t i cb y - d r o c a r b o n si n p e k i n g - d u c k t h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n sw e r ed r a w n ：s o x h l e te x t r a c t i o nw a st h eb e s t m e t h o di nr e d u c i n gr e f e r e n c e s ，i n c r e a s i n gt h ed e t e c t i o ne f f i c i e n c ya n de n h a n c i n gr e c o v e r y o v e r a l lr e - c o v e r yo f p a h s e x c e p t n a t h t h a l e n ea n d a c e n a t h t h o n er a n g e d f r o m 5 4 6 t 0 1 3 9 8 w h i l e n a t h t h a l e n e a n d a c e n a t h t h e n e ，f o r t h e k v o l a t i l i t y , r a n g e d f r o m2 9 0 2 t 0 3 6 2 0 r e s p e c t i v e l y p o l y c y c l i c a r o m a t i c h y d r o c a r b o n sw e r ed e t e c t e db yr c w 口e d p h a h i g h - p e r f o r m a n c eh q u i dc h r o m a t o g r a p h yw i t hu v d u s i n gc 1 8c o l u m n s e p a r a t e di n4 5 m i n t h e r ew e g o o dl i n e a rc o r r e l a t i o n sa b o u tp a h s t h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s w e r e 0 9 8 3 1 - 4 ) 9 9 9 1 1 1 ，e c o n t e n t o f p a i l s i n l 8 0 e p i d e r m i s i s l o w o r t h 粗1 9 0 t h e r e 瓣2 p o t e n t i a lc a r c i n o g e n si n1 8 0 ce p i d e r m i s , 6p o t e n t i a lc a r c i n o g e ni n1 9 0 e p i d e r m i sa n dd op o - t e n t i a l c a r c i n o g e n d e t e c t e d i n m e a l t h e y m b o t h i n t h e r a n g e o f l e g a l l i m i t o f c h i n a k e y w o r d s ：a i r - i m p i n g e m e n t ， p e l t i n g - d u c k ，p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，p r e t r e a t m e n t t e c h n o l o g y , b i 曲- p e 哟珊撇l i q u i dc h r o m a t o g r a p h h 图表目录 图1 - t 课题研究技术路线6 表2 - 1 我国部分城市大气飘尘中b ( a ) p 污染水平。9 图2 - 1p a i l s 分子中的k 区和l 区。9 图2 - 2 电子分布与苯类似的p a i l s 一1 1 图2 - 3 成直线捧列的p a i l s 1 1 图2 - 4 角状排列的p a h s u 图2 - 5 复杂p a i l s 图3 - 1 骧坯房结构简图1 9 图3 - 2 烤鸭机实物图。2 0 图3 0 烤鸭机原理图。2 1 圈3 4 烤制过程控制装置。2 2 表4 _ 11 6 种p a i l s 浓度2 5 图4 _ 1 柱层析试验装置2 6 匿4 _ 2 试验操作流程儿“2 6 图4 - 3 固相萃取原理刃 表4 2 流动相比例和保留时间的试验结果一。3 0 图4 _ 4p a i l s 混合标样的分离色谱图，3 1 图4 j 索氏提取样品图一3 1 图 6 葡聚糖柱层析样品图3 2 图4 - 7 氧化铝固相萃取样品图3 2 雷年甚超声萃取样品国一一3 3 图5 - 1 荧光光谱仪结构图。3 5 表5 - 1p a i l s 的激发波长和发射波长3 6 表5 - 2 各步骤的荧光强度3 6 表5 - 3 不同硅胶p a i l s 的荧光强度3 7 表6 - 1p a i l s 的标准曲线3 8 表6 - 2 烤制试验3 8 圈6 - 11 8 0 1 2 鸭皮样品色谱图一3 9 图6 - 21 9 0 1 2 鸭皮样品色谱图4 0 表6 - 3p a h s 含量一一4 0 图鸭肉样品色谱图4 1 图每4 加标样品色谱图。4 1 表6 4 样品的加标回收率。4 2 v l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：蔓莉杰、时间：知吖年加，j ，日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：差莉杰、 导师签名：乡圳s - 时闻：、一年6 | 旯| 上b 时间：列谚年f 月，j ，日 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 问题的提出及意义 第一章绪论l 1 1 1 北京烤鸭的历史由来和现状 “北京烤鸭”历史悠久，早在南北朝的食珍录中已记有“炙鸭”。元朝天历年问的御医 忽思慧所著饮膳正要中有“烧鸭子”的记载，烧鸭子就是“叉烧鸭”，是最早的一种烤鸭。 真正的“北京烤鸭”始于明朝，明宫御厨取用南京肥厚多肉的湖鸭制作菜肴，为了增加鸭菜的风 味，采用炭火烘烤，使鸭子吃起来酥香爽口，肥而不腻，受到人们称赞，即被皇宫取名为“烤鸭” 早年，在北京经营烤鸭店有便宜坊、全聚德、六合坊、祯源馆等，其中以便宜坊、全聚德两家名 气最大，至今兴盛不衰。便宜坊开业于( 清) 咸丰五年，至今已有1 3 0 多年的历史，以经营焖炉 烤鸭而驰名。全聚德创立于同治三年，至今已有1 2 0 多年的历史，以经营挂炉烤鸭而著称北京 烤鸭美名享誉中外。外国朋友称它为。世界第一美味”凡来北京旅游的国内外宾客，都以一尝 北京烤鸭为快事。甚至在北京流传这样一句话：。不到长城非好汉，不吃烤鸭真遗憾”可见烤鸭 这一传统美食，有着其悠久的历史，从古到今都有着旺盛的生命力，很是值得我们去研究和发扬 光大。 1 1 2 北京烤鸭的特点 “北京烤鸭”皮色鲜艳，油润发亮，颜色金黄，皮脆肉嫩，肉质鲜美，外焦里嫩，香气扑鼻 “j 。烤鸭营养丰富，据我国科研部门分析，每l o o g 北京烤鸭中含蛋白质1 9 2 9 、脂肪4 1 9 、水分 3 6 2 9 、维生素b 1 、b 2 和钙、磷、铁、铜、锰、锌等微量元素，及1 8 种氨基酸，其中有人体必需 的8 种氨基酸。鸭肉的脂肪中胆固醇含量低，并含有大量不饱和脂肪酸，其熔点较低，大约在3 3 , 4 0 之间，消化吸收率为9 6 以上“北京烤鸭”中亚油酸的含量为脂肪总量的1 2 ，是大脑必需 脂肪酸，对人类大脑颇为有益i l j 中医认为，鸭肉味甘、咸，性微寒，具有滋阴养胃、清肺补血、 利水消肿的功效，经常食用对身体是大有裨益的。 1 1 3 问题的提出 随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对饮食的需求不再仅仅停留在对风味和色 泽的追求，更多的转向对营养和安全的追求。传统烤鸭生产采用挂炉和焖炉两种方式烤制，前者 一般以枣、桃、杏等质地坚硬的果木为燃料直接用明火烤制，而后者为关上炉门用暗火烤【2 l 。为 1 基金项目：国家自然基金项目( 3 0 5 7 1 3 1 2 ) 了得到烤鸭独特的风味，传统烤鸭的烤制温度一般都高于2 ，而要烤出口感最佳的“酥不腻” 烤鸭，最佳温度则要高达2 7 0 c 左右 “北京烤鸭”这特色食品的传统工艺烤制时阊长，温度高，鸭子在烤制过程中，皮下脂肪 熔化溢出会不可避免的滴落到火上或炙热的炉膛内，发生热氧化反应，热分解反应及热聚合反应， 产生含有多环芳烃( p o l y c y c l ca r o m a t i ch y d n x ：a r b o n s ，p a h s ) 的火焰，从而沾附在食品表面，污 染食品的问题已经引起人们的重视，业已证明，烟熏、高温和长时间烹制的肉制品中含有一些强 致癌，致突变的物质，如p a i l s 类物质，特别是对于烤制食品，p a i l s 一旦产生其性质稳定，粘 附于食物表面，食用后会危害人体健康。试验表明p a i l s 可使实验动物致癌，世界肿瘤研究基金 会和美国肿瘤研究所的研究小组得出如下结论：高温烹制的肉食可能会提高胃癌和食道癌的危险 性【3 j 。 传统烤鸭多以木柴、木炭明火炙烤，在烹调方法影响的研究中，发现火焰与食品直接接触、 高温长时问烹调肉是p a i l s 形成的主要原因。p a i l s 形成的化学机制尚不清楚。如肉肠是我国目 前消费量最大的肉食品，烟熏是其加工过程中的一个环节，可能会造成污染腊味肉品在我国有 着悠久历史，熏烟是这类肉品中p a i - i s 的重要污染源。实验证明，样品味愈强烈，p a h s 污染量 愈高 在一项研究中发现p a i l s 浓度与脂肪含量成正比川。在烹调过的肥牛肉中检出高浓度苯并【a 】 芘r b ( a ) p 】( 1 3 0 u g k g ) 在加拿大，畜肉、鸡及鱼肉中检出苯并【k 1 荧蒽r e ( k ) f ，其浓度 达到3 0 # g k g ，bc a ) p 达1 珈g k g 烤鸭作为一种脂肪含量高的样品( 脂肪含量为4 1 9 x o o g ) ， 也可能存在这种问题。 过去bc a ) p 是食品中最普遍检测的p a l - i s ，并以此作为p a h s 的指标。最早期p a h s 的测定， 特别是b ( a ) p ，始于1 9 5 4 年。根据较近期发表的资料，食品中b ( a ) p 只占p a h s 很少的一 部分，其他p a h s 含量也很高，且有一定的毒性，因此，仅以b ( a ) p 的含量代表p a h s 的毒性 已不合时宜。 传统烤制工艺带来的p a h s 污染这一问题对。北京烤鸭”这一特色食品的发展，尤其对“北 京烤鸭”走出国门，走向世界产生障碍 采用气体射流冲击技术进行“北京烤鸭”的烘烤与制作，由于气流的冲击速度较高，气流与 鸭坯间可产生较高的传热系数 5 - “l ，从而可以使鸭坯在相同的时间内，以较低的温度获得与高温 烤制时相等的热量。采用该技术研制的气体射流冲击烤鸭机其加热气流温度可控制在安全临界温 度( 2 0 0 ) 以下，没有明火，另外设计了鸭油捧出装置，可以避免滴落的油脂和可溶性营养物 质再发生熟解或热聚反应产生p a i l s ，附着在食品表面，从而可能达到减少p a h s 产生的目的 本文采用自行研制的烤鸭机进行烤制试验，在保持传统烤鸭特色的同时，探讨其降低烤鸭中p a h s 污染的可能性采用合适的样品预处理方法和p a h s 检测方法，对烤鸭中p a i l s 进行定性、定量， 评定该方法烤制的烤鸭的安全性，为进一步实现“北京烤鸭”的机械化、无污染烤制提供理论及 试验依据 2 中用农业人学硕士学位论文第一章绪论 1 2p a l l s 研究进展 1 2 1p a l - i s 的产生 p a h s 是最早发现且数量最多的致癌物，是一类在大气环境中分布最广泛、危害最大的有机污 染物之一。e a l i s 对生物及人类的毒害主要是参与机体的代谢作用，具有“致癌、致畸和致基因突 变”的“三致”特征。p a i l s 最初的形态大多数为随大气飘浮的气态，部分冷却后形成颗粒物或吸 附在颗粒物上，随着颗粒物的飘动分散在环境各处，通过沉降和降水冲洗作用而污染地面水和土 壤，植物在生长过程中会从中吸收、转移并富集e a m ，植物腐烂后，p a h s 又回到土壤中。同时 p a i l s 也可以通过食物链在动物体内累积，严重危害人类健康l “它主要有以下产生途径： ( 1 ) 工业加工过程 工业生产过程中所产生p a h s 的量占其总量的绝大部分，这其中绝大部分作为有目的的应用而 加以收集，极少量则随所捧废水、废气及废渣进入环境，尽管相对量很少，但进入环境后所占有 的浓度却相当大。焦化煤气、有机化工、石油工业、炼钢炼铁等三废所排放的废弃物中即有相当 量的p a h s ，如无三废处理措施，捧入大气、水及土壤环境中即可对人和其它动物产生持续危害 ( 2 ) 欠氧燃烧 燃煤燃烧的情况在生产与生活活动中最为普遍，且生产中使用的煤量最大，是工业企业获取 能源的主要途径。燃煤除产生= 氧化碳、氮氧化物、部分硫氧化物外，在供氧不足时，例如鼓风、 引风量不足时均会产生大量p a i l s 。据测定，1 标准碳可产 阜4 0 - 6 8 m gp a l l s 。欠氧燃烧在生活 饮食的活动中表现得十分突出，生活饮食灶不管是使用煤炭、燃油和燃气，由于无动力鼓风、引 风设备或这类设备不完善，故燃料得不到与氧气充分混合而形成欠氧燃烧产生大量的有害气体 ( 3 ) 吸烟 吸烟能产生大量致癌物质是人所共知的事实由吸烟所产生的有害气体虽然比其它燃料燃烧 产生的有害物质要少得多，但是其危害最大、最直接，这是因为所产生的有害气体必须经过人的 呼吸器官加工后再捧出，可谓是“物尽其用0 ( 4 ) 垃圾堆集与填埋 近十几年来，垃圾所带来的环境污染问题以及由此产生的社会问题日趋严重引起了人们的普 遍关注。许多地方是把垃圾送入填埋场作深埋处理，但是，垃圾在被填埋后会产生大量垃圾渗滤 液，被水浸泡后，可溶性有机物被溶出而产生的高深度有机废水，呈黑色、粘稠状、味臭，其中 含有成分复杂的有机物，其中包括大量的p a h s ，同时还含有大量的细菌、病原菌和一些有毒有害 物质。 ( 5 ) 食品加工 在食品加工过程中，有许多加工方法，例如油煎、油炸、烟熏、烧烤等，都会产 f _ p a h s 。因 为脂肪高温状态下可裂解产生bc a ) p 及其它衍生物，冰岛居民喜欢吃烟熏食品，他们的胃癌标 化死亡率达1 2 5 5 1 0 万。1 1 3 l 3 中陶农业人学硕士学位论文 第一章绪论 1 2 2p a h s 的检测 国内外大量文献所探讨的p a i l s 检测技术主要集中在大气、水体、土壤和烟气等样品的检测， 方法也基本成熟，但与烤鸭相比，这些基质比较简单，将它们的方法直接应用到烤鸭样品处理上 是不可行的。 国外，对熏肉、香肠及植物油中p a h s 检测也较多，2 0 0 2 年，r f i d i g e rw 醯i h a a r l l 4 1 用快速固 相萃取一高效液相色谱测定了脂肪和食用油中p a i l s ，结果表明4 环的p a h s 加标回收率为6 07 5 ，5 环、6 环的p a i l s 加标回收率为8 5 - 9 5 ，而2 环、3 环的p a i l s 回收率比较低；2 0 0 3 年， a b a r r a n c o 等【”1 用固相萃取净化一高效液相色谱检测了食用油中p a h s ，加标回收率为5 0 - 1 0 3 ， 最低检测限为l n g g ：2 0 0 4 年，w o l f g a n gj i r a l l 6 】用气相色谱，质谱法( g a sc h r o m a t o g r a p h y m a s s s p e c t m m e l t y ，g c m s ) 检测了熏肉和熏烟中1 0 种p a h s ，标准偏差为3 1 2 ，具有较好的准确 性。国内对食品中p a l l s 的检测报道较少，肉制品则更少且主要集中在毒性较大的b ( a ) p 的检 测。2 0 0 3 年，李永新等【1 7 l 研究了c - c m s 测定熏肉中的p a h s ，样品先用有机溶剂浸提，再用超 声波提取，对样品浓缩液用氧化铝柱进行净化，测定其含量，结果2 5 种p a i l s 回收率为镐s - 1 0 6 3 ，相对标准偏差为3 7 5 - 7 9 5 ，具有良好的灵敏度和准确度。2 0 0 5 年，孙艳掣1 ”研究了食品 中p a i l s 含量的检测方法，样品皂化后，采用异辛烷萃取，氟罗里硅土( f l o r i s i l ) 小柱净化，最 后采用l c - p a h s 专用液相色谱柱检测，结果样品加标回收率为8 0 3 - 1 1 1 9 ，变异系数为 0 9 5 一l7 - 6 9 。这些基质的复杂性和脂肪含量等，与烤鸭都有显著的差异，因此，它们的处理方 法也不能够直接应用到烤鸭上。 对烤鸭检测的报道很少，1 9 8 2 年，林应兆【1 9 l 诞道了北京烤鸭中b ( a ) p 的含量。b ( a ) p 是p a i l s 中最重要的一种致癌物，早期的测定主要限于b ( a ) p 。b ( a ) p 可用来指示样品中p a l - i s 的存在，却不能度量其致癌活性。已有报道证明，b ( a ) p 含量只占p a h s 总量的1 - 2 0 ，其它 p a h s 含量也很高，且具有一定的毒性，有的毒性甚至超过b ( a ) p 2 0 l 。因此，仅用b ( a ) p 含 量已不能评价p a i l s 的危害性 1 3 研究方案 1 3 1 研究内容 本文针对自然条件下晾坯，鸭坯易变质、质量不均一以及传统烤鸭烤制工艺存在的对物料本 身和环境污染等问题，提出气体射流冲击新技术，将它应用到晾坯房和烤鸭机中，在本课题组研 究的基础上，即先将鸭坯解冻两小时，然后烫皮、涂饴糖，在自然条件下用风扇晾坯曲后，采 用1 8 0 - , , 1 9 0 c 烤制能够保持传统烤鸭的特色和风味，在此基础上，进行烤制试验，验证并改进晾 坯和烤制工艺。 以自制气体射流冲击烤鸭机最佳烤制工艺条件下的烤鸭品质为出发点，分析其在烤制过程中 有害物质p a i t s 的产生。设定不同的工艺，分析有害物产生的原因和减少产生的方法，为确切评 4 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 价新烤制工艺对烤鸭安全性的改善，需要建立一种可以准确分析出烤鸭样品中p a h s 的分析方法， 具体拟定的研究内容如下： 1 再现最佳烤制工艺，相同条件下得到质量一致的烤鸭。可为安全性评价提供质量稳定的样 品。 z 对不同烤制温度下的烤鸭样品进行p a h s 含量分析 ( 1 ) 样品前处理研究通过分析不同样品的特点和前处理方法，并对它们进行比较，找到 适合烤鸭的预处理方法，为p a h s 的检测打下基础。 ( 2 ) 检测方法结合实验室情况，采用高效液相色谱，选择合适的分离柱、检测器及流动 相组成，使1 6 种p a i l s 在尽可能短的时间内达到良好的分离效果。 ( 3 ) 鸭皮、鸭肉中p a i i s 含量测定鸭皮、鸭肉p a h s 含量，与国标进行比较，评价烤鸭的 安全性。 ( 4 ) 损失率的研究测定损失率是评价方法可靠性的手段，可以促进方法的改进。 ( 5 ) 温度与p a h s 产生的关系找出温度与p a h s 产生量的关系，看较低温度是否能显著降 低p a i l s 的产生 1 3 2 研究方法 采用实验室自制晾坯房在密闭环境下晾坯，避免空气中灰尘、细菌等沾附到鸭坯表面，采用 制冷系统控制温度，除湿机控制湿度，达到一致的晾坯环境，无论外界环境如何变化，都能达到 一致的晾坯质量。 采用实验室自制气体射流冲击烤鸭机在较低的温度下烤制鸭子，保持传统风味和特色的基础 上，减少污染物的产生。 采用索氏提取、超声提取，葡聚糖柱层析、氧化铝固相萃取等四种预处理方法对烤鸭样品进 行预处理。 超声提取法步骤简单，样品经过有机溶剂过夜萃取、无水硫酸钠分配，最后经过氧化铝固相 小柱除杂，浓缩即可上机进行检测 葡聚糖柱层析操作比较复杂，样品先经皂化，液液分配，甲醇水，水、硫酸除杂，再经过两 步柱层析除杂，浓缩，然后上机检测。 索氏提取法操作与葡聚糖柱层析比较，操作稍简单，只经过一步柱层析，浓缩后上机检测 氧化铝固相萃取也只经过一步柱层析，然后样品过氧化铝固相萃取小柱，浓缩后上机检测 检测采用高效液相色谱( h i g h - p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ，h i i c ) 串联紫外检测器， 探索不同的流动相组成对出峰时问和分离效果的影响，在尽可能短的时间内，得到最好的分离效 果 采用荧光分光光度计，跟踪测定选用的预处理方法各步骤的损失情况，来评定影响回收率的 关键步骤和因素 在选定的预处理和检测方法下，测定不同烤制条件烤制的烤鸭中p a i l s 的含量，得出p a h s 产生量与烤制温度的关系。 5 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 1 3 。3 技术路线 依据课题研究与试验内容，确定课题研究的技术路线见图1 - 1 1 3 4 本研究的特色与创新之处 田 叫课题研究技术路线 烤鸭作为一种特殊的生物基质，存在细胞结构，且脂肪，蛋白质含量高，这给烤鸭中p a l l s 的提取带来了很大的困难，找到适合烤鸭的预处理方法，对进一步评价气体射流冲击“北京烤鸭” 的安全性具有重要意义。该方法不仅适用于烤鸭，对其它食品的p a h s 检测也具有指导意义 对烤鸭预处理过程进行全面跟踪检测，寻找关键的步骤和影响因素，对于改进方法，提高方 法的可靠性和可重复性，指导以后的研究具有重要的意义 6 中国农业大学硕士学位论文 第二章p a h s 及其检测技术研究 2 1p a h s 概述 第二章p a h s 及其检测技术研究 p a h s 是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是一种广泛存在于环境中的有机污染物， 也是最早被发现和研究的化学致癌物。由于其具有毒性、生物蓄积性和半挥发性等特点，并能在 环境中持久存在，而被列入典型持久性有机污染物，已越来越受到人们的关注。 2 1 1p a l l s 的来源和分布 ( 1 ) p a i l s 的来源 p a i l s 及其衍生物大多是石油、煤等化石燃料以及木材、天然气、汽油、重油、有机高分子 化合物、纸张、作物秸秆、烟草等含碳氢化合物的物质经不完全燃烧或在还原性气体中经热分解 而生成的。有机物在高温缺氧条件下，热裂解产生碳氢自由基或碎片，这些是p a h s 形成的基本 微粒，它们是极为活泼的微粒，在高温下又立即热合成热力学稳定的非取代的p a h s 。如苯并【a 】 芘r sc a ) p i 是一切含碳燃料和有机物熟解过程中的产物，其合成的最适宜温度在6 ( x ) - - 9 0 0 c 一般来说，煤燃烧时bc a ) p 的生成量最高，石油次之，天然气最少【2 ”p a h s 的主要来源包括 自然来源和人为来源 自然来源 p a i l s 的自然来源主要是燃烧( 森林大火和火山喷发) 和生物合成( 沉积物成岩过程、生物 转化过程和焦油矿坑内气体) 。生物合成主要是由微生物和高等植物合成，它们可以促进植物的 生长，还可能充当内源植物激素。 人为来源 p a h s 的主要来源是人为来源人为来源的数量随着工业生产的发展大大增加，占环境中 p a h s 总量的绝大多数。它包括化学工业污染源、交通运输污染源、生活污染源和其它人为来源。 在焦化煤气、有机化工、石油工业、炼钢炼铁等工业所捧放的废弃物中有相当多的p a h s ，其中 焦化厂是捧放p a i l s 最严重的一类工厂。监测数据表明，作为p a h s 污染指数的b ( a ) p 在焦化 煤气工业所捧放的废水中含量可高达2 5 4 4 6 0 l g l ，大大高于0 0 3 # g l 的国家排放标准。 直接的交通捧放和同时伴随的轮胎磨损、路面磨损产生的沥青颗粒以及道路扬尘和如今随着 海洋资源的开发出现的溢油事件也成为p a h s 人为来源的一大部分。检测表明，每1 0 0 辆客运车 每年能捧放2 - 1 0 t 的b ( a ) p 。值得注意的是，在飞机、汽车启动时由于燃料的不完全燃烧b ( a ) p 的捧放量也要比正常运转时的产生量大s h a b a d 2 2 ) 于1 9 8 0 年报道称喷气式飞机在飞行中每分 钟排放2 - - 4 r a g 的b ( a ) p ，而在起飞时b ( a ) p 的排放量高达每分钟4 0 0 ( x ) m g 。在煤炉捧放的 废气中，致癌性p a l - i s 浓度可达1 0 0 0 # g m 3 家庭炉灶每年所产生的b ( a ) p 含量可达5 9 9 j g m 3 ， 超过国家卫生标准近百倍在垃圾深填埋处理过程中，会产生大量垃圾渗透液，经水浸泡后，产 7 中田农业九学硕士学位论文第二章p a h s 及其检测技术研究 生含有大量p a h s 的高深度有机废水；焚烧垃圾也会产生p a h s ，每小时处理9 0 t 的垃圾焚烧炉每 天捧放的致癌性的p a h s 总量达2 0 x g 吸烟所引起的居室环境的污染，也已引起国内外人们的关 注。 食品中p a i l s 主要来源于加工和储存过程 一、加工过程 食品加工过程尤其是肉制品经烟熏、烧烤、油炸等高温处理，是产生p a l - i s 的主要途径。影 响p a i l s 残留量的因素有加工方法、时间、加工程度和温度等，一般来说，温度越高，加工时问 越长，p a h s 的污染就越严重。 烟熏食品具有含水量低，不利于微生物生长繁殖，肉制品不易腐败变质，有特殊香味等优点， 是传统的肉制品加工方法之一，如熏鱼、熏香肠、熏火腿等。熏烟中含有大量的p a i l s ，由于p a h s 具有较强的吸附性，肉制品在烟熏过程中与p a h s 直接接触而受到污染。据报道，熏鱼中p a h s 的含量为9 3 8 8 6 z g k g ，熏肉中达到2 6 - 2 9 8 u g k g 烟熏对肉制品的污染程度与发烟量，发烟条 件和烟熏时的温度，时问等因素有关。发烟温度控制在3 0 0 c 以下时，产生的p a i l s 较少，烟熏 的温度越高，时问越长产生的p a h s 越多 烧烤时产品与燃烧产物直接接触，除烟尘中的b ( a ) p 外，由于烧烤时温度较高，有机物质 受热分解，亦经环化、聚合而形成b ( a ) p ，使产品中的b ( a ) p 含量增加据报道，炭火烧烤 后的牛捧经测定含有b ( a ) p 为即g 瓜g 肉制品烧烤常用木柴、炭、煤和电热等。t 6 t h 2 3 p 等研 究表明燃料产生的烟气越多，产品中b ( a ) p 的残留就越多，电烤的产品中b ( a ) p 残留最少 n o n n y t “l 等研究表明，经术柴、炭和电烤制的香肠中b ( a ) p 的含量分别为：5 4 2 、o 3 和o 私创k g 。 肉中的脂肪含量也是影响b ( a ) p 残留的重要因素，脂肪在高温热解时可生成b ( a ) p 。d o r e m i r e l 2 5 研究炭火烧烤牛肉中的脂肪含量由1 5 趣t 加到4 0 时，产品中b ( a ) p 的残留量由1 6 0 牡g k g 增 加到1 2 1 0 夥g k g 烧烤对肉制品的污染程度还与烧烤温度、时间以及肉块与火源的距离等有关。 k a z e r o u n i 嗍等研究表明，经过高温处理的样品b ( a ) p 的含量为2 缸e k g ，而低温处理的样品只 含有0 1 3 1 t g k g 的b ( a ) p 。如果烧烤时问过长，产品被烤焦或炭化时，则b ( a ) p 含量显著增 加用明火烧烤时，在相同的烤制时间内肉样距离火源越近，其b ( a ) p 的残留量越大 二，贮存期间 经过烟熏、烧烤的食品，大部分的b ( a ) p 最初主要附着于产品的表层，随着贮存时间延长， b ( a ) p 可向产品内部渗透，从而产生更严重的污染贮存过程中b ( a ) p 的变化与环境条件有 关，s n 妇栅究表明，熏鱼在贮存过程中b ( a ) p 的含量和分布的变化与产品本身的特性和环 境因素有关。 ( 2 ) p a l l s 的分布 p a h s 广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。目前已知的p a h s 约有2 0 0 多种。大气中p a h s 以气、固两种形式存在，其中分子量小的2 - 3 环p a h s 主要以气态 形式存在，4 环p a h s 在气态、颗粒态中的分配基本相同，5 7 环的大分子量p a h s 则绝大部分以 颗粒态形式存在。我国主要城市大气中的b ( a ) p 的含量较高。部分城市b ( a ) p 污染水平如表 2 - 1 所示删。 s 中国农业大学硕士学位论文 第二章p a i l s 及其检测技术研究 表2 - 1 我国部分城市大气飘尘中bc a ) p 污染水平 丝垦里! ! ! ! 鱼量! 丝型! ! ! 堕! 清洁对照区0 2 4 北京市区470 工业区 清洁对照区 居民区 抚顺工业区 清洁对照区 居民区 福州工业区 清洁对照区 太原商业区 工业区 上海市区 天津市区 1 1 4 5 1 8 1 1 2 0 1 0 6 3 0 3 2 o 4 0 o 8 9 o 7 6 1 3 1 1 2 4 0 1 0 6 7 o 2 9 一巧8 o 7 2 9 3 2 1 2p a h s 的致癌机理 ( 1 ) 化学致癌作用 化学致癌是指化学物质引起正常细胞发生转化并发展成肿瘤的过程。化学致癌物可分为直接 致癌物和间接致癌物，p a i l s 属于后者。有学者认为，具有致癌性的p a i l s 都含有菲环的结构， 可视为菲的衍生物，它们显著地特点在于菲的9 ，1 0 双键( 也称中菲键) ，此键具有高电子密度， 似乎有关p a h s 的致癌性均与此键有关。若致癌性p a i l s 代谢产物的环氧化合物，正好包括此键， 则易于与细胞内的核糖核酸( d n a ) 、脱氧核塘核酸( r n a ) 等物质结合而起致癌作用，将此键 称为k 区。如果结构适当改变，使k 区消失，其致癌作用也可随之消失。p a t 有时还具有一个 l 区，它含有两个具有最高自由价的碳原子，即葸环中位( 也称中蒽位) 的两个碳原予，此时即 使该p a h 的k 区足以致癌，但活性高的l 区有时也可使其失去致癌性。因此，根据k 区和l 区 理论，p a i l 必须具有一个活性高的k 区和一个活性低的l 区才具有致癌作用，如图2 - 1 所示 6 7 l 区 田2 - 1p * l s 分子中的k 区和l 区 有1 6 种p a i l s 被作为优先监测的物质，它们的致癌性如表2 - 2 所示 9 2 3渤 一嘏 中国农业大学硕士学位论文 第二章p a i l s 及其检测技术研究 襄2 - 21 6 种p - i s 的致癌性 注iu 袭示不具取籍性 ( 2 ) 光致毒效应 p a i l s 的真正危险在于它们暴露于太阳光中紫外光辐射时的光致毒效应。科学家将p a i l s 的 光致毒效应定义为紫外光的照射对p a h s 毒性所具有的显著影响。有实验表明，同时暴露于p a h s 和紫外照射下会加速具有损伤细胞组成能力的自由基形成，破坏细胞膜，损伤d n a 从而引起人 体细胞遗传信息发生突变。p a i l s 很容易吸收太阳光中可见( 4 0 0 - 7 6 0 n m ) 和紫外( 2 9 0 - 4 0 0 n m ) 区的光，对紫外辐射引起的光化学反应尤为敏感。 2 1 3p a h s 的理化性质 ( 1 ) 物理性质 五环以上的p a h s 大都是无色或淡黄色的结晶，个别具有深色，熔点及沸点较高，所以蒸气 压低。p a i l s 大多不溶于水，而辛醇冰分配系数比较高，易溶于苯类芳香性溶剂中p a i l s 大多 具有大的共轭体系，因此其溶液具有一定荧光 ( 2 ) 化学性质 p a i - i s 的基本单元是苯环，但化学性质与苯并不完全相似。分为以下几类； 具有稠合多苯结构的化合物 如三亚苯、二苯并( 西) 芘、四苯并( a 加