运用高效液相色谱法检测食品中丙烯酰胺

2018-02-14◎陆烨

现代食品 2018年9期

◎ 陆烨

（上海市酒类产品质量检验中心有限公司，上海 200081）

丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质，无气味，熔点82～86 ℃，沸点125 ℃，在丙酮、乙醇、乙醚及水中有较好的溶解性。有关资料显示，日常食用的面包、油炸食品中都含有一定剂量的丙烯酰胺，因此，要高度重视丙烯酰胺的检测，积极应用现代化检测手段，有效检测不同食品中丙烯酰胺含量，为我国食品安全提供有效保障。

1 丙烯酰胺的形成机理与危害

1.1 丙烯酰胺的形成机理

丙烯酰胺的形成机理涉及多种说法，其学说理论指出，在高温环境下，利用还原糖和天冬酰胺反应获得丙烯酰胺。后期其他相关学者发表论文对丙烯酰胺形成机制进行论述，解释了利用美拉德反应可以获得该物质。同时，该形成机制还涉及其他途径，其中主要包括N-糖苷途径和天冬酰胺途径。

1.2 丙烯酰胺的危害分析

①丙烯酰胺具有神经毒性，如果暴露量在0.2～10 mg/kg时，对神经可造成一定程度损伤，而日常摄入量在0.3～0.8 μg/kg，同时，丙烯酰胺可诱导自由基释放，导致细胞出现氧化应激，因此存在一定致癌性，引发基因损伤或突变。②相关实验数据显示，在高剂量丙烯酰胺环境下有可能激发潜在肿瘤基因，导致部分癌症风险升高。③丙烯酰胺表现出一定生殖毒性，根据实验数据表明，丙烯酰胺会对小鼠附睾精细胞膜产生一定危害，导致精子活性下降。

2 食品中丙烯酰胺含量的影响因素

2.1 原料

食物中丙烯酰胺含量会受到原料中天冬酰胺和还原性糖的影响。科学家们深入分析了60多种土豆，由此获取到丙烯酰胺含量会受到糖含量影响。同时，有关学者指出，常见谷类和淀粉类食品中丙烯酰胺含量会受到天冬酰胺影响，并且该影响要大于糖含量的影响，如果含有天冬酰胺成分较低，则食品中天冬酰胺含量越高，其含有丙烯酰胺含量会随着上升，当前者含量增加到一定含量，食品中丙烯酰胺含量会随着降低。储藏环境和种植条件会对还原糖和天冬酰胺含量产生一定影响，比如在种植马铃薯时应用含氮高的化肥，则成熟后马铃薯含有天冬酰胺含量会比较高，如果储藏环境温度较低，则食品当中还原糖含量会随着升高，尤其是一些食品通过高温加工后所含有丙烯酰胺含量会大大提升。

2.2 加热

①丙烯酰胺生成会受到加热温度影响。食品在加热过程中，当温度处在120～160 ℃时，丙烯酰胺生成量会随着加热温度上升而增加，如果处在180～200 ℃，则丙烯酰胺含量会随着加热时间增加出现一个先上升后下降趋势。比如，在低温环境下贮藏马铃薯，该食品内部分淀粉会以还原糖的形式存在，如果通过煎炸方式来处理马铃薯，则马铃薯颜色会加深，会生成大量丙烯酰胺，所以，马铃薯片如果用在油炸等途径，则前期贮藏时尽量放在超过8 ℃环境中，或者在温度比较高的环境中存放，避免马铃薯产生大量还原糖，防止油炸马铃薯时会有大量丙烯酰胺产生。②丙烯酰胺生成会受到加热时间影响，如将蛋氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺以及葡萄糖加热5～60 min，温度控制在180 ℃，通过实验能够发现，天冬酰胺和葡萄糖在加热5 min时，其丙烯酰胺含量最高，后期加热会逐渐降低。在加热到10 min时，葡萄糖和谷氨酰胺反应生成丙烯酰胺含量处于最高，后期加热含量不会产生变化。在与蛋氨酸共同加热时，当加热时间达到30 min时，其丙烯酰胺含量会随着加热时间延长逐渐增加，后期逐渐稳定在某一水平。

3 高效液相色谱法检测对食品中丙烯酰胺检测

3.1 食物样品处理

提取食品中的丙烯酰胺时，因为丙烯酰胺属于极性化合物，所以在提取过程中要发挥有机溶剂作用，其中比较常用的有机溶剂有二氯甲烷-乙醇、乙酸乙酯、乙腈、甲醇-水以及水等，在提取丙烯酰胺时，提取方式主要包括固相微萃取、加速溶剂萃取以及液-液萃取。①在应用液-液萃取方式时，其主要溶剂为水，主要是因为水可以溶解大量的丙烯酰胺，通过水混合一定比例溶剂，可以有效萃取食品中大部分的丙烯酰胺。在实际的萃取过程中，要想保障萃取质量和萃取效率，要对温度和加热时间进行精确控制，将时间设置在30 min，萃取过程的加热温度要控制在60～80 ℃。②加速溶剂萃取技术应用，如果食品样品是固体或半固体，则在实施萃取之前要有效发挥加速溶剂萃取技术的作用，该技术主要是对压力和温度实施控制，其中压力提升10～20 MPa，温度要提升20～200 ℃，发挥其萃取效率高、选择性好、基体影响好、快速以及使用溶剂含量少等优势。

3.2 食品样品纯化处理

大部分食品中含有丙烯酰胺杂质较多，同时含量非常低，所以，要想获取精确性检测数据和检测结果，需要通过有效的富集和纯化方式来处理样品中的丙烯酰胺，其中纯化技术主要有化学纯化法和固相萃取法，同时可以将两种方法结合，从而保障纯化质量与纯化效率。相关学者在应用固相萃取-高效液相色谱法时，检测出食品中丙烯酰胺含量在27～198 μg/kg。应用化学纯化法主要目的是清除样品中可能存在的干扰物质，并依照干扰物基本特征来对沉淀剂实施选择，其中Carrez是常用的一种沉淀剂。

3.3 高效液相色谱法在丙烯酰胺检测中的应用

高效液相色谱法在实际应用时，其应用机理基本相同，但要依照不同检测目标采用不同的处理技术。以气相色谱理论为基础，检测过程中涉及多种专业化技术，其中包括高灵敏度、高压泵以及高效固定相检测器，是一种常见的检测技术方法，涉及检测器主要有二极管陈列检测器、电化学检测器、荧光检测器以及紫外检测器。首先从食品样品中萃取出丙烯酰胺，然后实施纯化处理，利用C18固相萃取技术，分离过程使用Aglient XDB反向C18来实施，在实施测定时利用二极管陈列检测器，从而获取最终检测数据与检测结果，其中检出量最低为10 ng/g，检出限值为10 μg/kg，回收率为80%～115%。同时可以利用正相-高效液相色谱法实施检测，首先将食品样品进行粉碎处理，得到均匀小颗粒后，在70 ℃热水中提取，然后经过震荡和离心环节，最终充分过滤，再将正己烷脱脂加入其中，通过液相色谱法进一步测定后得出检测限为10 μg/kg，回收率为95%～103%。通过结果能过看出，该方法和其他检测方法结果非常接近，因此能够对食品中丙烯酰胺实施有效检测。