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食品中污染物苯并[a]芘解讀（上）
2024-01-10
苯并[a]芘是一種多環(huán)芳香族碳氫化合物（polycyclic aromatic hydrocarbons，簡(jiǎn)稱(chēng)PAHs），在環(huán)境中無(wú)處不在。除大自然活動(dòng)（例如山火）外，其他燃燒活動(dòng)包括家居采暖（例如燒煤和燒柴）、工業(yè)活動(dòng)（例如燒垃圾、冶煉金屬和生產(chǎn)焦炭）、車(chē)輛排放等，其廢氣和香煙的煙霧都含有PAHs，都可能對空氣、水、食物、土壤和沉積物造成污染。
食物中的苯并[a]芘主要有兩個(gè)來(lái)源：其一是農作物吸收了污染空氣中沉降的苯并[a]芘，其二是食物在烘焗、煙熏、燒烤、干燥等加熱過(guò)程中產(chǎn)生和積聚苯并[a]芘。世界衛生組織的國際癌癥研究機構已把苯并[a]芘列為“令人類(lèi)患癌”的物質(zhì)。聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織/世界衛生組織聯(lián)合食品添加劑專(zhuān)家委員會(huì )指出，谷類(lèi)食物、蔬菜、脂肪和油類(lèi)是攝入PAHs的主要膳食來(lái)源。苯并[a]芘作為目前已知的20多種致癌性多環(huán)芳烴中最具有代表性、國際公認的強致癌物質(zhì)之一，引起了廣泛關(guān)注。日常監督抽檢、進(jìn)出口預警等信息中有見(jiàn)發(fā)布苯并[a]芘項目不合格或產(chǎn)品召回信息，也有不少文獻研究報道如何減少和防控食品中的苯并[a]芘或多環(huán)芳烴類(lèi)污染物。
苯并[a]芘的特性
苯并[a]芘，化學(xué)式為C20H12，是一種由5個(gè)苯環(huán)構成的多環(huán)芳烴，常溫下為黃色單斜針狀或菱形片狀結晶，性質(zhì)穩定，具有較強的親脂特性，易聚集在油脂食品中，難溶于水，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等有機溶劑中。日光和熒光都使其發(fā)生光氧化作用，臭氧也可使其氧化。
苯并[a]芘的毒性
最初研究發(fā)現苯并[a]芘可致皮膚癌，深入研究后發(fā)現苯并[a]芘可以誘導肝癌、肺癌、乳腺癌和白血病的發(fā)生，是一種很強的致畸劑、致突變劑和內分泌干擾物，可通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚等途徑被人體吸收，在極低劑量下就可表現出致癌、致畸、突變作用。
苯并[a]芘的來(lái)源
多項研究表明，食品中苯并[a]芘污染來(lái)源包括內源和外源：（1）環(huán)境污染中有機物的燃燒產(chǎn)生大量的苯并[a]芘，經(jīng)大氣污染沾染食物；（2）食品原料可能接觸到含有苯并[a]芘的物料，如瀝青、機械潤滑油、包裝材料用的石蠟、涂料等；（3）食品中的有機物在一定溫度條件下，經(jīng)熱解、環(huán)化和聚合作用可生成苯并[a]芘，如高溫燒烤、熏制食品會(huì )因脂肪和膽固醇的高溫裂解和熱聚產(chǎn)生苯并[a]芘并污染食品；（4）食品生產(chǎn)過(guò)程中使用的其他輔料不合格，如劣質(zhì)植物油抽提溶劑等。
查閱近幾年監督抽檢發(fā)布的苯并[a]芘項目不合格信息，有涉及樣本為食用油，如芝麻油、菜籽油、胡麻籽油、核桃油、油茶籽油等；也涉及肉制品，如熏燒烤肉；偶見(jiàn)糧食加工品，如小麥粉。但若生產(chǎn)加工中控制好關(guān)鍵條件，如溫度、精煉條件等，均可有效控制含量，不會(huì )對人體健康造成影響。
食用油中苯并[a]芘主要來(lái)源分析：
1.環(huán)境污染
環(huán)境中苯并[a]芘的來(lái)源主要有：①環(huán)境自然產(chǎn)生，如由自然界的森林火災、火山爆發(fā)等產(chǎn)生。②工業(yè)生產(chǎn)，煤燃燒產(chǎn)物、石油餾出物、廢棄物燃燒等。③人類(lèi)活動(dòng)，如機動(dòng)車(chē)排放尾氣和煙草燃燒?？諝庵邪罅勘讲a]芘的灰塵和顆粒，其可能通過(guò)大氣沉降灰在植物生長(cháng)過(guò)程中污染植物而轉移到最終產(chǎn)品中。這個(gè)因素在工業(yè)區域和接近高速公路區域比在農村地區更顯著(zhù)。
2.生產(chǎn)工藝
高溫蒸炒料坯溫度影響：高溫蒸炒產(chǎn)生植物油特有風(fēng)味和色澤的同時(shí)，也伴隨著(zhù)有害物質(zhì)的產(chǎn)生。碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機化合物是PAHs形成的重要前體物質(zhì)，這些有機物質(zhì)在不完全燃燒或熱裂解過(guò)程中發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應產(chǎn)生自由基，進(jìn)而形成PAHs。苯并[a]芘就是其中具有代表性的一種。高溫長(cháng)時(shí)間蒸炒在提高出油率的同時(shí)，若溫度控制不當，也促進(jìn)了料坯中碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)等成分的熱解和聚合，產(chǎn)生大量苯并[a]芘，特別是破碎產(chǎn)生的小顆粒碎料沉積在炒爐底部，更容易受熱過(guò)度燒焦炭化產(chǎn)生。
制油及精煉：目前最常用的制油方式是壓榨法和浸出法。據文獻報道，在壓榨過(guò)程中，由于油料進(jìn)入榨機后壓力瞬時(shí)升高，榨料之間、榨料與榨膛之間發(fā)生劇烈摩擦并產(chǎn)生大量熱量，因此，在高溫高壓下油料產(chǎn)生苯并[a]芘。目前我國植物油浸出工藝常用的溶劑為6號溶劑，其主要成分是正己烷。一方面浸出溶劑中可能存在多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)，在浸出過(guò)程溶劑中親脂性的苯并[a]芘會(huì )在油相富集。此外，在食用油精煉過(guò)程中，可使用活性炭去除在直接干燥工序中產(chǎn)生的PAHs。食用油的精煉過(guò)程能把苯并[a]芘含量大大降低，而苯并[a]芘最終的含量則取決于精煉的條件及質(zhì)量控制。
3.其他
機械設備：植物油中苯并[a]芘殘留還可能來(lái)源于炒鍋煙氣、殘渣和傳輸帶機油污染等，壓榨用到榨油機零部件所用的潤滑油等也會(huì )導致油料污染，從而引入苯并[a]芘。
另外，為了提高出油率，可能對油料反復烘烤、蒸炒，先進(jìn)行初步榨油后，再用浸出的方法，提取殘渣中的油脂。如果烘烤溫度控制不好，容易導致燒焦現象，易生成苯并[a]芘殘留在油料殘渣的外殼上，在萃取殘渣中的殘油時(shí)殘留的苯并[a]芘便會(huì )被大量萃取出來(lái)，通過(guò)高溫又與溶劑油發(fā)生化學(xué)反應，最終導致浸出后毛油中苯并[a]芘含量不斷增加。
熏燒烤肉中苯并[a]芘主要來(lái)源分析：熏燒烤時(shí)，滴于火上的食物脂肪焦化產(chǎn)生熱聚合反應，形成苯并[a]芘，附著(zhù)于食物表面，這是烤制食物中苯并[a]芘的主要來(lái)源；燒烤溫度越高，產(chǎn)生的苯并[a]芘越多；除溫度影響外，還與食物類(lèi)型、脂肪含量、燒烤方式、明火接觸等因素有關(guān)。有研究表明，炭火燒烤食品所產(chǎn)生的苯并[a]芘遠高于微波燒烤或電烤。我國香港環(huán)境衛生總署食物安全中心也有研究表明，燒烤和烘焗都會(huì )產(chǎn)生PAHs，其中以炭爐燒烤產(chǎn)生的PAHs量最大。
另外，日常收集國內外預警輿情信息、文獻資料等，也有如熟地黃中藥材、小球藻、蜂膠等樣品中檢出多環(huán)芳烴類(lèi)化合物的預警信息或報道，我國香港環(huán)境衛生總署食物安全中心還警報過(guò)一批瓶裝椰油樣本中檢出有害物污染物苯并[a]芘，可能與環(huán)境污染、加工工藝條件等有關(guān)，需引起關(guān)注。
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