食品中多环芳烃检测方法的相关研究

王冰聪 周欣蕊 吕卓 邰瑞莹 李天雨

摘 要：多环芳烃是最为常见的污染物之一，是一种能够致突变、致癌的化合物，世卫组织将苯并芘列为同一类对人类有害且致癌的物质。所以，相关单位对食品中潜在的多环芳烃的含量监测需要十分精准。本文主要分析了超临界流体萃取、微波辅助萃取、超声波萃取以及索氏萃取等多种提取方法，并系统地介绍了气相色谱-质谱、气相色谱、高效液相色谱等多种检测方法。

关键词：多环芳烃;检测方法;研究分析

Related Research on Detection Methods of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Food

WANG Bingcong1， ZHOU Xinrui1， LV Zhuo1， TAI Ruiying2， LI Tianyu1*

（1.Jilin Province Product Quality Supervision and Inspection Institute， Changchun 130000， China; 2.Jiaohe Grain and Oil Monitoring Station， Jiaohe 132500， China）

Abstract： Polycyclic aromatic hydrocarbons are one of the most common pollutants and are compounds that can cause mutations and cause cancer. The WHO lists benzopyrene as the same class of substances that are harmful and carcinogenic to humans. Therefore， the relevant units need to monitor the content of potential PAH hydrocarbons in food. In this paper， ultrasonic and cable extraction， and various detection methods including gas chromatography-mass spectrometry， gas chromatography， high performance liquid chromatography and so on.

Keywords： polycyclic aromatic hydrocarbons; detection method; research and analysis

多環芳烃（Polycyclic Aromatic Hxydrocarbons，PAHs）是一种广泛存在于环境、食品加工等区域的污染物之一，也是人类所发现的最早的具有导致畸形、引起癌变、导致突变效应的、具备长期恶性作用的有机污染物之一。在众多多环芳烃中，最常见且最容易引发癌变的便是具备4～6个苯环的化合物。就一般情况而言，有机物的不完全燃烧与热解会生成多环芳烃;天然火灾、化石燃料、火山喷发等也会产生一定浓度的多环芳烃;人为因素主要有矿物燃烧、纸张燃烧、木材燃烧等过程的不完全燃烧。食品中残留的多环芳烃是在食品加工过程中产生的污染及环境的污染造成的。本文的研究能够有效强化在食品中提取多环芳烃的措施与手段，且对其后续的综合性发展具备一定的指导性意义，对于该种污染物的含量检测具备现实性意义[1]。

1 食品中多环芳烃的提取方式分析

食品的构成物质主要包括有机酸、水、脂肪类化合物及芳香烃等。PAHs属于非极性的物质，能够使用醇类、石油醚、丙酮以及氯仿等有机物对其进行提取工作。就现阶段的技术而言，最受大众青睐的方式包括微波辅助萃取法、索氏提取法、超临界流体萃取法及超声波提取法。

（1）超声波提取法。超声波提取法的主要原理是超声波在实际作用的进程中，通过作用力产生的强烈振动等促使提取物能够快速地被萃取溶液吸收，在实际作用中会对结构较为活跃的化合物产生不同程度的破坏作用。因此，在实际选择的过程中，应视化合物具体的稳定性来选择是否使用超声波提取法[2]。多环芳烃的结构较为稳定，故而在提取中可以选择超声波提取法，且其操作中具备速度快、简单方便、回收率高等优势。

（2）微波辅助萃取法。该种技术的主要作用原理是在对样品实时微波加热的过程中，将所需化合物从样品基体中分离出来。该种方式在对不同组分的萃取物质进行加热时可以选择，其优势也主要体现在这一方面，能够在较快的速度中进行加热选择。该种方式常应用于对土壤环境中所含有的污染物的分析与提取。

（3）超临界流体萃取法。该种萃取方式的作用原理主要是利用超临界流体实现分离样品中实际存在的目标化合物，该种萃取方式的优势在于具有较快的提取速度，且整体操作形式简单、方便，具有极高的回收率[3]。超临界流体萃取法能够同时满足物质的萃取需要，也可与其他多种现代化的分析仪器进行联机使用，可联机的仪器包含气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪和高效液相色谱仪等。

（4）索氏提取法。该种方式是较为传统的提取方式之一，适用于样品整体数量较多的提取工作，使用的试剂种类也较多，需要对其进行更深入的纯化。其主要的优势在于提取工作的整体效率极高。但是缺点也相对显著，即需要在较长时间段内进行连续不断的提取，且操作内容较为烦琐，需要使用大量的溶剂，还要对温度进行严格的把控，其中所应用的有机溶剂存在毒性。虽然索氏提取法的提取效率高，但是因为耗时过长，导致在日常提取多环芳烃时并不是首选，而是作为其他提取方式最终效果的参考与评价[4]。

2 检测食品中PAHs的含量

在进行PAHs检测工作时，需要应用部分专业化仪器对纯化或提取后的试样进行系统分析。就现阶段的发展而言，食品中多环芳烃的检测方式主要有气相色谱质谱法（Gas Chromatography Mass Spectrometry，GC-MS）、气相色谱法（Gas Chromatography，GC）、

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，

HPLC）等。通过调查研究国内食品中所含多环芳烃的具体含量，部分专家与研究学者通过GC-MS法与HPLC法所测定PAH4的检出限和定量限如表1所示[5]。

由表1可知，在测定烤肉的PAH4含量时，可以看出两种检测方式最终的效果相似，但就总体来说GC-MS的测量效果更佳。在测定植物油的具体工作中，与GC-MS相比，HPLC在测量中的灵敏度更高[6]。

3 食品中多环芳烃的检测方式

3.1 气相色谱法与气相色谱质谱法

近几年来，气相色谱质谱法在实际应用过程中所使用的技术逐步完善，已经逐步发展成为检测食品中PAHs的主要方式。质谱法在实际应用过程中，主要的优势是可以对同时含有多种不同有机化合物进行定量与定性分析。特别是在分析多环芳烴时，在部分较为发达的国家中，GC-MS已经逐步发展成为较为常规化的分析方式与手段，并成为食品中定量、定性分析中最为出色的技术和手段。

食品中检测多环芳烃的方式方法还有很多，如气相-三重四极杆质谱、酶联免疫分析法、荧光光谱法。其中，荧光光谱法的检测原理主要是某种物质受到可见光、紫外光等照射激发后发射出比激光波更长的荧光。在实际应用时，多用于对土壤中所含有的多环芳烃进行检测，且具备可靠、快速等多种优点，同时也有一定的缺点，即检测限较高。

3.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法作为最为常规的检测PAHs的方式，部分研究学者认为，可以应用该种方法并辅助以超声波将水果、蔬菜中的10余种多环芳烃提取出来。50 min内，10余种EU-PAHs达成基线分离目标，该种方法的精密度能够达到4.2%～12.0%，且方法回收率也在83.6%～97.2%。高效液相色谱法对果蔬、肉类的检测取得了较为优良的结果，能够满足定量分析的要求，是当下最受大众认可的检测手段之一。

4 检测多环芳烃的难点

现阶段检测食品中存在的多环芳烃含量具有一定难度。随着科技的发展，人们日常能接触到的食品种类越来越多，水果、肉类、油脂以及谷物中含有的物质属性存在明显差异，因此不能采用同一种检测方式。由于多环芳烃种类繁多，尚未有某一种方式能够直接检测全部的多环芳烃，因为存在较为复杂化的基质，在提取多环芳烃时存在明显的困难，最终检测结果的误差性较大。为获得更佳的检测效果，检测人员应结合不同的检测方式选择更合适的提取方式。在实际进行检测的过程中，由于具备重现性高、精准度高等优势，国家标准中选择的是HPLC与GC-MS两种较为适宜的多环芳烃检测方式。但这两种方法也存在一定的不足，检测器会限制检测的灵敏度，处理样品的方式也较复杂，基层人员进行快速、便捷的检测实验存在明显的阻力。在实验室检测中酶联免疫分析与荧光光度法也具有一定的地位，荧光光度法在检测灵敏度高的同时也会受到较多的因素干扰，而酶联免疫分析的溶剂纯度不足也会带来明显的偏差。鉴于此，在进行多环芳烃的检测工作中，相关工作人员应结合具体的需求与实际的检测条件，选择更合适的方式才能保障检测的稳定性与精准性。

5 结语

综上所述，世界各国对多环芳烃这种有机物的污染性越来越重视，而且越来越多的人也更加注重食品中所含有的PAHs含量。本文主要对PAHs在食品中具体的检测手段与方式进行了概述。结合PAHs较为稳定的特征，在分析多种提取方式后认为最可行的方式是超声波提取法，其具备回收率高、操作简单等优势，且所具备的劣势也可以忽略不计。在进行多环芳烃测定时，虽然目前可以采用多种方式，但是在实际应用的过程中，会出现各种不同的劣势与不足，需要结合不同的测定目标与目的，选择合适的检测手段。在国内外相关研究人员的共同努力下，该项检测技术必然会不断发展，保障食品质量安全。

参考文献

[1]孟祥帅，吴萌萌，陈鸿汉，等.某焦化场地非均质包气带中多环芳烃（PAHs）来源及垂向分布特征[J].环境科学，2020，41（1）：377-384.

[2]薛倩倩，魏扬，田瑛泽，等.2019—2020年天津市津南区多环芳烃和有机磷阻燃剂气固分配特征及健康风险评价[J].环境科学研究，2022，35（1）：30-39.

[3]刘晓强，李美俊，唐友军，等.有机质中三联苯成熟度参数及其化学机理：基于地球化学数据和量子化学计算[J].地球化学，2020，49（2）：218-226.

[4]冯丽.离心平行蒸发-气相色谱/质谱法同时测定土壤中多环芳烃和硝基苯类化合物[J].色谱，2020，38（5）：617-619.

[5]孟祥帅，吴萌萌，陈鸿汉，等.某焦化场地非均质包气带中多环芳烃（PAHs）来源及垂向分布特征[J].环境科学，2020，41（1）：377-378.

[6]汪慧娟，旷泽行，周贤，等.海南省昌化江河口海域生物体中多环芳烃污染特征、来源解析及健康风险评价[J].环境科学，2020，41（6）：2942-2950.