研究呋喃生成机制助力热加工食品安全检测

于贵全

呋喃是一种环状醚化合物，具有无色、芳香、难溶于水等特性，在2017年被IARC机构列为2B类致癌物。由于部分热加工食品中常被检测出呋喃，为保障热加工食品的安全性，需通过研究呋喃检测方法判断影响呋喃生成的相关因素，建立呋喃生成机制，便于更好地为呋喃含量调控与食品安全提供保障。

一、实验方法

1.仪器与试剂。（1）实验仪器。选取G1888A顶空进样器、7890A/7000B气相色谱质谱联用仪、HP-PLOT Q毛细管色谱柱、Milli-Q Gradient超低有机物型超纯水器，配合20mL顶空瓶与6种规格的注射器作为实验用具。（2）实验试剂。选取氯化钠溶液作为样品基质，分别配制出浓度为0.25μg/mL、2.5μg/mL的呋喃标准液与浓度为2.5μg/mL的D4-呋喃标准液，量取5mL超纯水、1g氯化钠分别加入到8个顶空瓶内；将浓度为0.25μg/mL的呋喃標准液分别量取20μL和200μL加入到2个顶空瓶中，再将另外一种浓度的呋喃标准液分别量取50μL、100μL、300μL、420μL、500μL加入其余6个顶空瓶中；最后再选取40μL的D4-呋喃标准液与1g氯化钠添加在所有顶空瓶中，生成8种呋喃含量不同的标准系列溶液。

2.实验方法。选取咖啡、面包、罐头、大豆酱油、果汁等热加工食品进行呋喃含量的测定，在样品分析前将其放置在5℃冰箱里冷藏5h，称量3g固体样品添加在装有5mL纯水的顶空瓶内，量取10g液体样品直接加入顶空瓶内，将瓶口密封处理后，与配置好的呋喃标准系列溶液共同进行上机测定。

二、结果与分析

1.pH值。当食品的pH值逐渐升高时，呋喃的生成量会出现一定变化。例如在含有糖类的面包等实验组中，当pH值逐渐升高时，糖类逐渐裂解、糖醇类物质出现烯醇化反应，导致顶空瓶内的呋喃含量增大；但在含有葡萄糖、蔗糖的食品检测中可以发现，前者在pH值为中性时呋喃的生成量更高，后者则在pH值为酸性时呋喃的生成量更高。由此可以判断，pH值对于呋喃生成效果具有一定影响。

2.缓冲溶液。在pH值保持一致的条件下，在含有糖类的食品中加入柠檬酸缓冲溶液后，呋喃的生成量将显著增加，且生成量与缓冲溶液的增加量成正比。因此可以判断，缓冲溶液是影响呋喃生成机制的重要因素。

3.加热条件。加热温度将对食品中的氨基酸、脂肪酸产生氧化降解作用，比如在90℃与120℃的温度条件下，分别将苹果醋加热10min，前者仅生成少量呋喃，后者的呋喃含量则提高到3ng/mL。同时，加热时间也将影响到呋喃的生成效果，在加热时长超出规定时长20min时，呋喃生成量显著提高，并且食品中的营养成分也大量流失。

4.热加工方式。选取源产地相同的前体物质分别以200℃高温烘焙加工、以120℃高压蒸煮加工，通过观察试验对比结果可以发现，采用高温烘焙方式产生的呋喃含量为40.2μmol/mol-2051μmol/mol，采用高压蒸煮方式产生的呋喃含量为0.66μmol/mol-326μmol/mol，这说明相同前体物质在不同热加工方式下产生的呋喃量存在显著差异。由此可以判断，热加工方式对于呋喃含量具有一定影响。