加工工艺对茶油中多环芳烃组成及含量的影响

祝华明 戴贤君 郑睿行

（1.衢州市质量技术监督检测中心，浙江 衢州 324000；2.中国计量学院生命科学学院，浙江 杭州 310018）

茶油是以山茶科植物油茶或小叶油茶的成熟种子为原料生产得到的脂肪油，是中国特有木本油料，具有特殊的营养价值和保健功能［1］。茶油脂肪酸组成与橄榄油相似，富含人体必须的不饱和脂肪酸、维生素E等天然抗氧化成分，不含引起人体致癌的黄曲霉素，属于天然绿色食品［2］。茶油具有多种功能，可防止动脉硬化，抑制和预防冠心病、高血压等心脑血管疾病，已成为当今食用油中的精品［2］。

目前，茶油的加工工艺有多种方法，包括高温压榨法、低温压榨法、溶剂浸出法、超临界CO2萃取法、水酶法、水代法等。其中高温压榨和溶剂浸出法属传统生产工艺，低温压榨、超临界CO2萃取和水酶法为新兴的现代生产工艺［3］。与传统工艺相比，这些新兴工艺具有操作温度低，提取纯度高，磷脂含量、酸值及过氧化值低等优点［3，4］。水代法目前尚难应用在生产实践中，主要原因是该工艺形成的乳化层须经后续破乳技术处理，且水分及挥发物不能达到国家标准要求［5］。

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）主要是有机物在高温下不完全燃烧而产生的系统化合物，广泛存在于环境、食品中及生物体内，其中萘、苊、苯并（α）芘等15种PAHs有致癌、致畸和致突变作用而被视为最严重的污染物［6］。油茶籽在加工过程中会不同程度地产生各种PAHs已成为业界共识，其中生产工艺引起茶油中苯并（α）芘污染的研究较多［1］，仅钟海雁等［7］提到了茶油中的萘，而其它14种PAHs的污染程度的系统研究尚未见报道。欧盟规定食用油脂中苯并（α）芘的最大限量为2.0μg/kg，苯并（α）芘/苯并（α）蒽/苯并（b）荧蒽/总和最大限量为10.0μg/kg［8］；德国油脂协会规定食用油脂中苯并（α）芘的最大限量为0.5μg/kg，其他PAHs最大限量为25.0μg/kg［9］；中国食用油脂国家标准仅对PAHs中的苯并（α）芘作了限量规定，限量值为10.0μg/kg［10］。为了探索茶油安全生产加工技术，本研究拟对低温压榨、高温压榨、浸出、超临界CO2萃取和水酶法5种工艺生产的毛油进行PAHs检测研究，并通过高温模拟处理分析影响PAHs超标的原因，旨在为完善茶油安全标准提供制定依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

低温压榨工艺生产的茶油：浙江A公司的3批次毛油，衢州B公司的3批次毛油；

高温压榨工艺生产的茶油：衢州B公司的3批次毛油，浙江C公司的3批次毛油；

以六号溶剂油浸出工艺生产的茶油：浙江C公司的3批次毛油；

超临界CO2萃取工艺生产的茶油：浙江大学食品科学与营养学系研制的3批次毛油；

水酶法工艺生产的茶油：湘潭D公司的3批次毛油；

15种PAHs混标和单标：上海安普生物科技有限公司；

环己烷、乙酸乙酯：农残级，上海安普生物科技有限公司；

乙腈：色谱纯，上海安普生物科技有限公司；

PAH 色谱柱（Eclipse PAH，4.6mm×250mm，5μm）：美国安捷伦科技有限公司。

1.2 仪器与设备

高效液相色谱仪：Agilent 1200（FLD）型，美国安捷伦科技有限公司；

GPC－全自动定量浓缩仪：3000型，德国LCTech公司；

氮吹仪：N－EVAP型，美国Organomation公司。

1.3 茶油中PAHs检测

1.3.1 样品制备 准确称取茶油样1.000g，置于10mL容量瓶中，用环己烷/乙酸乙酯（1︰1，V︰V）溶解并定容至10mL，剧烈摇匀，过0.45μm有机滤膜后转移至16mL进样瓶中，待进入GPC仪中净化浓缩。

1.3.2 GPC净化浓缩 GPC自动吸取5mL样品，使用GPC自动净化浓缩功能将样品净化并定量浓缩至2mL，取1.5mL浓缩液氮气吹干后，用乙腈定容至0.75mL，供HPLC—FLD检测。PAHs净化参数：样品定量环5.0mL，油浴温度40℃，循环冷却水温4℃，流动相流速5.0mL/min，前运行时间1 600s，主运行时间2 200s，后运行时间120s，样品收集体积1.5mL，真空参数：阶段Ⅰ18kPa，阶段Ⅱ21kPa。

1.3.3 检测方法 采用凝胶渗透色谱净化—高效液相色谱法［11］检测油茶籽油中15种多环芳烃。

1.4 高温模拟处理

准确称取经检测无PAHs的茶油（＜0.1μg/kg）15份（每份200.0g）分成5组，每组3份分别在60，100，150，200，300℃下处理50min，检测各处理油样中PAHs含量。

2 结果与讨论

2.1 加工工艺对茶油中PAHs的组成与含量影响

由表1可知：低温压榨、超临界CO2萃取和水酶法工艺生产的茶油中15种PAHs都未检出，或小于0.1μg/kg，低于中国、欧盟及德国油脂协会规定的限量标准［8－10］，说明这3种工艺产生多环烃的可能性很低。高温压榨法和浸出法工艺生产茶油中则分别检出了7种和5种PAHs，均含轻质多环芳烃和重质多环芳烃［12］，但都以轻质为主。其中高温压榨法生产的茶油中PAHs主要有苯并（k）荧蒽、苯并（α）芘、苯并（α）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（g，h，i）苝、苊和芘，含量依次为苯并（k）荧蒽＞苯并（α）芘＞苯并（α）蒽＞苯并（b）荧蒽＞ 苯 并 （g，h，i）苝 ＞ 苊 ＞ 芘，7 种 PAHs总 含 量 达75.16μg/kg；浸出法生产的茶油中PAHs中主要有苯并（α）蒽、苯并（α）芘、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽和苊，含量依次为苯并（α）蒽＞苯并（α）芘＞苯并（b）荧蒽＞苯并（k）荧蒽＞苊，5种PAHs总含量达51.75μg/kg。无论是数量或者是含量，高温压榨法均超出浸出法工艺生产的茶油，但二者的PAHs量均超出了中国、欧盟及德国油脂协会规定的限量标准［8－10］。

2.2 加热处理对茶油中PAHs变化的影响

由表2可知：60℃时被检出PAHs较少，含量均低于0.1μg/kg。随着加热温度的逐步升高，PAHs检出种类逐渐增多且含量上升，温度效应非常明显，其中100℃时以苯并（k）荧蒽产生的速度最快，100～200℃时苯并（α）芘的增加最为显著，200℃时苯并（α）芘的含量已超过GB 2716—2005限量标准（10μg/kg）。以上结果说明在茶油加工过程中，高温可能是导致茶油中PAHs含量增加的重要原因。Barranco等［13］报道，油料用热解燃气干燥，可使其食用油中PAHs含量达到2 000μg/kg，其主要原因在于油脂中的脂肪酸等成分在加热条件下部分发生热裂解现象，产生出各种碳氢自由基和碎片，并在高温条件下进一步合成不同的多烷芳烃成分。

表1 不同工艺茶油样品中PAHs的组成与含量Table 1 Effect of processing technology on the composition and concentration of PAHs in camellia seed oilμg/kg

表1 不同工艺茶油样品中PAHs的组成与含量Table 1 Effect of processing technology on the composition and concentration of PAHs in camellia seed oilμg/kg

ND表示未检出。

样品 萘 苊 芴 菲 蒽 荧蒽 芘 苯并（α）蒽0.10 ND ND ND ND ND ND高温压榨法 ND 3.22±0.73 ND ＜0.10 ND ND 2.24±0.35 14.37±1.47浸出法 ND 3.17±0.45 ND ND ND ND ND 17.42±0.96超临界CO2萃取法低温压榨法 ND ＜ND ＜0.10 ND ND ND ND ND ND水酶法 ＜0.10 ND ND ND ＜0.10 ND ND ＜0.10样品images/BZ_246_599_950_630_981.png苯并（b）荧蒽苯并（k）荧蒽苯并（α）芘二苯并（α，h）蒽苯并（g，h，i）苝茚并（1，2，3－c，d）芘0.10 ND ND ND高温压榨法 ND 6.65±1.04 22.12±1.16 20.94±1.52 ND 5.62±0.74 ND浸出法 ND 10.05±1.24 8.70±1.13 12.41±1.38 ND ND ND超临界CO2萃取法低温压榨法 ND ＜0.10 ND ＜ND ＜0.10 ND ＜0.10 ND ND ND 0.10 ND ND ND水酶法 ND ND ND ＜

表2 加热处理对油茶籽油中PAHs组成和浓度的影响Table 2 Effect of heat treatment on the PAHs ingredients and concentrations of camellia seed oil μg/kg

表2 加热处理对油茶籽油中PAHs组成和浓度的影响Table 2 Effect of heat treatment on the PAHs ingredients and concentrations of camellia seed oil μg/kg

加热处理时间均为50min。

处理温度/℃ 苊 芘 苯并（α）蒽 苯并（b）荧蒽 苯并（k）荧蒽 苯并（α）芘 苯并（g，h，i）苝4 19.75±0.28 22.71±0.47 5.93±0.26 0.1 ND 100 1.25±0.12 0.58±0.09 2.86±0.21 1.65±0.16 3.45±0.14 1.37±0.31 0.67±0.11 150 1.89±0.17 0.83±0.07 4.70±0.28 3.36±0.28 7.26±0.23 5.24±0.22 2.45±0.18 200 2.66±0.23 1.75±0.13 10.62±0.15 5.88±0.21 11.47±0.36 18.85±0.34 4.27±0.35 300 3.95±0.19 2.37±0.17 16.89±0.32 6.94±0.2 60 ND ND ＜0.1 ND ＜0.1 ＜

3 结论

试验结果表明，低温压榨、超临界CO2萃取和水酶法工艺生产的茶油PAHs各成分均未超过中国、欧盟及德国的限量标准［8－10］，可能是由于3种加工工艺的原料均不需要经过高温处理［14，15］。高温压榨法和浸出法生产的茶油中均有不同成分的PAHs，其含量超过中国、欧盟及德国的限量标准［8－10］，主要是这两种工艺的共同特点均需经高温处理。高温压榨法需经过两道高温工序，即烘炒和榨床过程，局部温度可达200℃，这可能导致PAHs的产生；浸出法汽提过程中的温度也接近150℃，且所用的饼粕原料通常为经过高温压榨的茶饼，存在PAHs的可能性较大，因PAHs是脂溶性的，提取后的茶油自然存在PAHs。进一步的模拟处理验证了高温导致PAHs的产生，其产生的机制可能是茶籽在炒制及榨床的高温热解过程中甲基烷基化及油脂的剧烈热合聚合反应促使PAHs的生成。鉴于高温压榨法和浸出法工艺在实际生产中的广泛采用，建议对这两种工艺生产的毛油采用合适的精制方法以去除PAHs，确保茶油的质量安全。

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