食品中N-亚硝胺类化合物的检测研究进展

◎ 厉晨皓

（平湖市食品药品检测中心，浙江 平湖 314200）

N-亚硝胺类化合物（NAMS）与苯并芘、黄曲霉毒素是世界公认的三大强致癌物质，长期小剂量摄入可诱发癌变[1]。随着烃链的延长，NAMS 的毒性会减弱，因而N-二甲基亚硝胺（NDMA）是众多NAMS 中毒性最强的一种。1978 年国际癌症研究机构（IARC）将NAMS 按致癌的可能性划分成了2A 类和2B 类致癌物。

N-亚硝胺类化合物广泛存在于腌肉、烤肉、咸鱼等肉类加工食品中，由于其对人体危害性较大，食品安全国家标准GB 2762—2012[2]对NDMA 进行了限量划定。近几年来对NAMS 的分析方法研究也已经成为了一个热门方向。本文综述了近年来NAMS 不同检测方法的研究进展，旨在为进一步拓展新方法的应用提供借鉴。

1 N-亚硝胺类化合物的形成

环境中NAMS 的含量较低，人体内的NAMS 主要来源于加工食品中存在的NAM 及日常摄入的亚硝酸盐在人体内合成。在口腔或胃部等酸性条件下，亚硝酸盐先转化为不稳定的HNO2（亚硝酸），随后快速分解得到N2O3（亚硝酐），然后与人体内的胺类物质发生亚硝化作用，生成NAMS。N-亚硝胺类化合物简称N-亚硝胺（NAMS），其一般结构为R2（R1）N-N=O。当R1和R2结构一致时，称其对称性NAMS，如N-二丙基亚硝胺；当R1和R2结构不一致时，称其非对称性NAMS，如N-甲基乙基亚硝胺。常见的NAMS见表1。

表1 N-亚硝胺类化合物结构式表

2 N-亚硝胺类化合物的检测方法

2.1 气相色谱法

气相色谱仪（GC）是检测挥发性化学物质的一种较普及的常规分离仪器，原理是样品经汽化后被载气带入色谱柱中，利用各组分沸点、极性或吸附性能上的差异进行分离。但气相色谱不能直接对样品进行测定，需要通过与检测器的联用来达到定量分析的目的。NAMS 常用的GC 检测器有氢火焰离子化检测器（FID）、氮磷检测器（NPD）、热能分析仪（TEA）和质谱仪（MS）等。

2.1.1 GC-FID

夏日耀等将腌制鱼干经碱液加热处理、二氯甲烷萃取、棷壳活性炭净化及C18固相萃取小柱富集等步骤后，利用GC-FID 同时测定其中9 种NAMS，该方法线性范围为0.05 ～5 μg·mL-1，检出限（LOD）为0.05 ～0.29 μg·mL-1，定 量 限（LOQ）为0.18 ～0.95 μg·mL-1，回收率为76.8%～129.5%，相对标准偏差（RSD）为2.29%～15.5%。市售的50 种腌制鱼 干 中NDEA、NDIP、NPYR、NDBA、NDMA 和NMEA检出率分别为20%、20%、24%、14%、10%和8%，有一种鱼干中的NDMA 超过国标限量规定[3]。

该方法的优点是设备要求较低，操作相对简单，能满足一般实验室对NAMS 的常规分析要求，缺点是FID 检测器的灵敏度较低，且缺乏特异性，样品基质较复杂时难以定性与定量。

2.1.2 GC-NPD

氮磷检测器对于含氮或含磷化合物的灵敏度和选择性极高，是一种专属性质量检测器，其结构与FID相近。由于NAMS 中均含有两个氮原子，NPD 检测器对其有特异响应，因而适用于挥发性NAMS 的痕量分析。杨华[4]和张甜等[5]都使用了固相微萃取（SPME）结合GC-NPD 的方法测定肉制品中NAMS的含量，对解析萃取时间、萃取温度、氯化钠浓度等条件进行了优化。杨华等得出NDEA 的灵敏度最高，检出限为0.67 ng·mL-1，3 种烤肠中NDEA 的含量在3.68 ～9.67 μg·kg-1，回收率为89.7%，而该方法对NDMA 和NPYR 的测定适用性还需继续探索。张甜等测得9 种NAMS 的LOD为0.01 ～10.00 ng·mL-1，回收率为50.19%～93.20%，其中NDMA、NDEA、NDPA 和NDBA 有较低的LOD，符合肉制品中4 种痕量NAMS 的测定要求。

NPD 检测器结构相对简单，成本较低，对含氮化合物的灵敏度高，主要的不足是新铷珠需要老化，使用寿命不长，寻找最佳气流比比FID 略为困难，因此使用的普及程度不高。

2.1.3 GC-TEA

热能分析仪是专门为检测NAMS 而设计制造的，其灵敏度高、选择性好，被我国国家标准GB 5009.26—2016 采用，作为第二法广泛应用于食品中痕量NAMS的分析，对于NDMA 的检出限达到了0.15 μg·kg-1。马兴等[6]以快速水蒸气蒸馏处理样品，结合GC-TEA测定肉制品和水产制品中的13 种NAMS。使用N-亚硝基二异丙胺（NDiPA）为内标物，该方法的稳定性和回收率得到有效提高。结果表明，13 种NAMS 在0 ～1.00 μg·mL-1线性范围内，相关系数R2＞0.995，LOD为0.05 ～0.18 μg·kg-1，LOQ为0.17 ～0.59 μg·kg-1，回收率为80.1%～112.9%，RSD为1.88%～7.16%。在对16 批次实际样品的检测中，发现水产制品类样品中NDMA 检出较多，腌制等加工过程会促进NDMA的形成。

尽管GC-TEA 对于NAMS 有着较低的检出限和良好的特异性，但由于其价格较为昂贵，局限于NAMS 的测定，一般实验室的配备率不高，限制了它的推广。

2.1.4 GC-MS

气相色谱-质谱联用仪是测定NAMS 最为有用的检测设备之一，同时具备了GC 的强分离功能和MS 的测定分子量与结构的功能，被国家标准GB 5009.26—2016 采 用，作 为 检 测NAMS 的 第 一法，LOD为0.3 μg·kg-1。邵明华[7]和高蕙文等[8]都以冷冻液液萃取结合QuEChERS 方法进行前处理，前者建立了GC-MS 法测定腊肠中7 种NAMS 的分析方法，LOD均在1 μg·kg-1附近，回收率达到82.20%～105.15%，RSD为2.56%～3.89%，基质效应在10%以内；后者建立了动物性食品中9 种NAMS的GC-MS/MS 分 析 方 法，LOD为0.1 μg·kg-1，回 收率在89.0%～117%，RSD在0.6%～8.0%。两种方法均有良好的重现性，操作简捷，并且可用于批量样品的处理。

GC-MS 的灵敏度高，定性效果好，基质较复杂情况下受到的影响较小；缺点是对于不易汽化、热稳定性差的NAMS 较难检测，可以考虑采用衍生处理，但通常反应不完全，定量不准确，且操作复杂。

2.2 高效液相色谱法

高效液相色谱仪（HPLC）是常规的色谱分析仪器，可以与多种检测器串联，主要用于分析高沸点不易挥发的、受热不稳定的和分子量大的有机化合物，对于非挥发性的NAMS 可以进行有效的分离，经常使用的检测器有紫外检测器（UV）、荧光检测器（FLD）和质谱仪（MS）等。

2.2.1 HPLC-UV

紫外检测器是依据待测物质特定基团对紫外光的吸收而开发制造的，朗伯-比尔定律是其工作原理。张建斌等将鱼肉类油炸制品用二氯甲烷超声波提取，固相萃取柱净化后利用HPLC-UV 检测，通过优化条件得到样品经40 mL 二氯甲烷在400 W 功率下提取20 min 效果最好，通过回收率试验选取活性炭固相萃取小柱为样品净化，得到9 种NAMS 回收率在65.80%～93.20%，RSD均在1.19%～3.42%，方法简便、快速[9]。

由于NAMS 的性质以及样品中含量低等原因，使用UV 检测器灵敏度往往达不到要求，进行检测的研究较少。

2.2.2 HPLC-FLD

在当今经常使用的几种HPLC 选择性检测器中，荧光检测器具有最高的灵敏度，对于能激发出荧光的化合物的检测优势明显。在测定NAMS 时要经过化学反应或者光学反应，将其分解后再以衍生试剂进行衍生化反应。洪凰等采用柱前衍生化法，以丹磺酰氯作为衍生试剂，改变了NAMS 的结构，最后以HPLC-FLD测定肉制品中3 种NAMS，LOD为0.5 ～2.0 μg·kg-1，回收率为81.0%～116.4%，RSD均小于8.9%[10]。

尽管FLD 检测器的灵敏度高、选择性好，但测定NAMS 时需要衍生，步骤较为繁琐，衍生不完全也会影响回收率和精密度。

2.2.3 HPLC-MS

高效液相色谱-质谱联用法结合了HPLC 对高沸点和热不稳定化合物的分离能力和MS 较强的组分鉴定能力，且分析速度快、前处理简单，是当前食品检验分析的一个热点方向。

张伟伟等采用水蒸气蒸馏法进行提取，用HPLCMS/MS 对食品中NDMA 的含量进行测定，测得NDMA 的 线 性 范 围 为1.0 ～100.0 μg·L-1，LOD为0.5 μg·L-1，回收率为85.4%～101%，RSD均小于11%[11]。吴翠华等通以乙腈提取，结合增强型基质去除固相吸附剂进行净化，HPLC-MS/MS 对腌制肉制品中的NDMA 进行测定，省去了水蒸气蒸馏繁琐耗时的操作，优化条件下的LOD达到0.5 μg·kg-1，回收率达95.6%～102.5%，RSD为4.35%～6.76%，操作简捷、回收率高、重现性好[12]。HPLC-MS 对于复杂基质中NAMS 的检测方面值得更深入进行探究，因其价格昂贵，需要实验室加大投入。

3 结语

N-亚硝胺类化合物种类众多，常见于加工食品中，也可由日常摄入的亚硝酸盐在人体内合成，具有致癌性，应加强控制和预防。本文综述了NAMS 的检测方法，并比较优缺点，GC-NPD、GC-TEA、GC-MS、HPLC-FLD 和HPLC-MS 的灵敏度相对较高，不过由于GC-NPD、GC-TEA 的专用性较强，HPLC-FLD 的衍生操作较为繁琐，HPLC-MS 价格昂贵，目前对于NAMS 的研究以GC-MS 法为主，但仍存在一定局限，因此探索建立快速、准确、灵敏的NAMS 检测方法是很有必要的。应加大实验室经费投入，加强能力建设，促进科学研究，强化检验检测，有效监控食品中的NAMS，从而降低食品安全风险，保障人们的身体健康。