一、引言
苯并(a)芘(Benzo(a)pyrene,BaP)是一種多環芳香族碳氫化合物(PAHs),在環境中無處不在。2010年,國際癌癥研究機構(IARC)將其確定為1類致癌物。食物中的苯并(a)芘主要有兩個來源:其一是農作物吸收了被污染空氣中沉降的苯并(a)芘;其二是食物在烘焗、煙熏、燒烤、干燥等加熱過程中產生和積聚。聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織聯合食品添加劑專家委員會指出,谷類食物、蔬菜、脂肪和油類是攝入PAHs的主要膳食來源。苯并(a)芘作為目前已知的20多種致癌性多環芳烴中最具代表性、國際公認的強致癌物質之一,其檢測方法的標準化對于食品安全監管具有重要意義。
在此背景下,國家食品藥品監督管理總局與原國家衛生和計劃生育委員會于2016年12月23日聯合發布了GB 5009.27-2016《食品安全國家標準 食品中苯并(a)芘的測定》,于2017年6月23日正式實施。該標準的發布標志著我國食品中苯并(a)芘的檢測方法實現了從分散到統一、從推薦到強制的重大跨越。
二、標準概況
2.1 標準性質與定位
GB 5009.27-2016最顯著的變化之一,是由推薦性國家標準(GB/T)變為強制性國家標準(GB)。這一轉變意味著該標準成為食品中苯并(a)芘檢測的法定方法,所有相關檢驗活動必須嚴格遵循。同時,該標準也是對之前分散于不同標準中的苯并(a)芘測定方法的一次整合與升級,形成了統一的方法體系。
2.2 替代標準
本標準代替了以下四個舊標準:
· GB/T 5009.27-2003《食品中苯并(a)芘的測定》
· GB/T 22509-2008《動植物油脂苯并(a)芘的測定 反相高效液相色譜法》
· SC/T 3041-2008《水產品中苯并(a)芘的測定 高效液相色譜法》
· NY/T 1666-2008《肉制品中苯并(a)芘的測定 高效液相色譜法》
與舊標準相比,主要變化包括:標準名稱修改為“食品安全國家標準 食品中苯并(a)芘的測定";修改了方法的適用范圍;修改了樣品前處理方法;刪除了熒光分光光度法與目測比色法。
2.3 適用范圍
標準適用于以下四類食品基質中苯并(a)芘的測定:
1. 谷物及其制品:稻谷、糙米、大米、小麥、小麥粉、玉米、玉米面、玉米渣、玉米片
2. 肉及肉制品:熏、燒、烤肉類
3. 水產動物及其制品:熏、烤水產品
4. 油脂及其制品
值得注意的是,相比舊標準,新標準刪除了蔬菜、飲料和糕點類。這一調整是基于GB 2762《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中對苯并(a)芘限量規定所覆蓋的食品品種。
2.4 檢測性能指標
該方法的檢測限為0.2 μg/kg,定量限為0.5 μg/kg。這一靈敏度水平能夠充分滿足GB 2762中各類食品苯并(a)芘限量指標的檢測要求。
三、方法原理
GB 5009.27-2016采用的核心技術路線為:有機溶劑提取—固相萃取凈化—反相液相色譜分離—熒光檢測器檢測—外標法定量。
3.1 提取原理
試樣經正己烷等有機溶劑提取,通過旋渦和超聲處理使苯并(a)芘從食品基質中充分溶出。相比舊標準中過程耗時、操作繁瑣、溶劑毒性大的提取步驟,新標準將單個樣品處理時間縮短至約20分鐘。
3.2 凈化原理
凈化環節是方法的核心,標準提供了兩種凈化方案:
方案一:中性氧化鋁柱凈化。中性氧化鋁為強極性吸附劑,表面呈中性,容易保留雜環類(含氮、磷、硫基)芳香烴和有機胺等富電子化合物,從而實現目標物與干擾物的分離。
方案二:苯并(a)芘分子印跡小柱凈化。分子印跡柱對苯并(a)芘具有專一性的吸附保留能力,能有效去除油脂等基質的干擾。研究表明,采用分子印跡柱測定植物油中苯并(a)芘,比采用中性氧化鋁柱能大大縮短凈化時間、節約試劑,且重現性、線性關系、精密度和準確度均能獲得滿意結果。分子印跡柱尤其適合油性樣品,具有更佳的油脂去除效果和更穩定的回收率。
3.3 檢測原理
凈化后的樣品濃縮至干,用乙腈溶解后,經反相高效液相色譜分離,熒光檢測器檢測。根據色譜峰的保留時間進行定性,采用外標法定量。
四、試劑與材料
4.1 試劑要求
標準規定,所用試劑均為分析純,水為GB/T 6682規定的一級水。關鍵試劑包括:
· 甲苯(色譜純)
· 乙腈(色譜純)
· 正己烷(色譜純)
· 二氯甲烷(色譜純)
特別提醒:乙腈必須使用色譜純試劑,并且需做全程試劑空白試驗。實際工作中發現,正己烷、二氯甲烷可能會帶來較高的本底干擾,因此要做好對供應試劑的評估,隨行實驗中一定要注意監控空白,必要時可做分步空白的監控。開封很久的二氯甲烷或過期二氯甲烷也會帶來異常的本底值。
4.2 標準品與標準溶液
苯并(a)芘標準品(CAS號:50-32-8)純度應≥99.0%,或使用經國家認證的標準物質。
標準溶液配制流程如下:
· 標準儲備液(100 μg/mL) :準確稱取苯并(a)芘1 mg(精確到0.01 mg)于10 mL容量瓶中,用甲苯溶解定容,避光保存在0℃~5℃冰箱中,保存期1年
· 標準中間液(1.0 μg/mL) :吸取0.10 mL儲備液,用乙腈定容到10 mL,避光保存在0℃~5℃冰箱中,保存期1個月
· 標準工作液:將中間液用乙腈稀釋得到0.5、1.0、5.0、10.0、20.0 ng/mL的校準曲線溶液,臨用現配
4.3 凈化材料
中性氧化鋁柱:填料粒徑75 μm~150 μm,22 g,60 mL。值得注意的是,空氣中水分對中性氧化鋁柱性能影響很大,打開柱子包裝后應立即使用或密封保存。
五、樣品前處理操作要點
5.1 樣品制備
樣品制備是樣品預處理中至關重要的步驟,對后續樣品提取和凈化起到基礎性作用。操作要點包括:
· 必須取可食用部分,去除雜質
· 固體樣品要打碎均勻或絞碎均勻
· 保存在樣品瓶中,注意樣品編號、檢測狀態和保存溫度
· 熏、燒、烤肉類及熏、烤水產品:肉去骨、魚去刺、貝去殼,把可食部分絞碎均勻
· 特別要注意保證樣品的均勻性,尤其食用油樣品可能會在低溫下冷結,檢測前可借助超聲混勻充分
5.2 提取與凈化
前處理過程中會用到水、甲苯、正己烷、二氯甲烷和乙腈。從多次試驗中發現,甲苯等試劑的純度直接影響空白值。
實驗器具的選擇也至關重要。一些實驗發現,使用聚丙烯材質的離心管進行溶劑提取時,試劑空白有較高的響應值,會對結果的準確性和判定帶來影響。分析表明,該本底干擾物可能來自聚丙烯加工時加入的抗氧化劑丁納維P(2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑)——該物質具有剛性共平面的大共軛結構,能吸收與其本身特征頻率相同的光線而發射熒光,在熒光檢測器上產生響應;而且丁納維P和苯并(a)芘極性相當,在反相色譜分析中兩者保留時間也無較大差異,極易對苯并(a)芘分析產生干擾。采用玻璃器具代替聚丙烯離心管后,試劑本底非常干凈,干擾現象未再出現。
5.3 安全防護
警告:苯并(a)芘是一種已知的致癌物質,測定時應特別注意安全防護。具體要求包括:
· 測定應在通風柜中進行并戴手套,盡量減少暴露
· 如已污染了皮膚,應采用10%次氯酸鈉水溶液浸泡和洗刷
· 在紫外光下觀察皮膚上有無藍紫色斑點,一直洗到藍色斑點消失為止
六、儀器分析條件
6.1 色譜條件
標準推薦的色譜條件一般為:
· 色譜柱:C18反相柱(4.6×250 mm,5 μm)
· 流動相:乙腈-水體系,可采用梯度洗脫
· 流速:1.0 mL/min
· 柱溫:35℃
· 進樣量:20 μL
6.2 熒光檢測器條件
熒光檢測器的激發波長和發射波長是保證檢測靈敏度的關鍵參數。通常采用的波長為:
· 激發波長:384 nm
· 發射波長:406 nm
也有方法采用激發波長297 nm、發射波長405 nm的條件。實驗室可根據儀器配置和實際分離效果進行優化。
6.3 定性與定量
根據色譜峰的保留時間進行定性,采用外標法定量。需建立苯并(a)芘的標準曲線,確保在0.5~20.0 ng/mL范圍內線性關系良好。
七、質量控制與質量保證
7.1 空白試驗
前處理過程中用到的玻璃儀器一定要用記號筆做好標記,離心管無污染且刻度清晰,一次性吸管要完全干燥。不同試樣的前處理需要同時做試樣空白試驗。
離心管、固相萃取小柱、滴定管等也可能帶來本底或干擾,如發現確實存在,需要多用試劑清洗以減少空白污染。
7.2 回收率與精密度
標準方法經過嚴格的驗證,回收率、精密度和準確度均能滿足食品安全檢測的要求。實驗室應定期開展加標回收試驗,確保檢測結果的可靠性。
八、標準的意義與應用
8.1 與GB 2762的配套關系
GB 5009.27-2016與GB 2762《食品安全國家標準 食品中污染物限量》形成了配套關系。GB 2762-2022中規定:
· 食用油、油脂及其制品中苯并(a)芘最大限量值為10 μg/kg
· 谷物及其制品(稻谷、糙米、大米、小麥、小麥粉、玉米、玉米面(渣、片))限量為5.0 μg/kg
造成食用植物油中苯并(a)芘超標的原因,可能是生產過程中對原料反復烘烤、焙烤或蒸炒時高溫導致苯并(a)芘含量上升,也可能是加工過程中接觸潤滑油等。
8.2 實際應用
該標準已廣泛應用于食品安全監督抽檢工作中。例如,在食用油、肉制品、糧食加工品等類別的監督抽檢中,苯并(a)芘是常規檢驗項目之一。標準的實施為食品安全監管部門提供了統一、可靠的檢測技術支撐,有助于及時發現和控制食品中苯并(a)芘的污染風險。
九、常見問題與注意事項
綜合文獻報道和實驗室實踐經驗,以下問題值得特別關注:
1. 試劑本底問題:正己烷、二氯甲烷可能帶來較高的本底,需做好試劑評估和空白監控
2. 器具干擾問題:聚丙烯離心管可能引入熒光干擾物,建議使用玻璃器具
3. 標準溶液穩定性:標準工作液臨用現配,注意避光保存
4. 色譜柱維護:油脂類樣品凈化不徹底時可能污染色譜柱,需注意保護柱的使用
5. 方法選擇:分子印跡柱在凈化效率、溶劑用量和操作簡便性方面優于傳統氧化鋁柱,建議優先考慮
十、結語
GB 5009.27-2016《食品安全國家標準 食品中苯并(a)芘的測定》的發布實施,是我國食品安全標準體系建設的重要里程碑。該標準將原本分散于四個不同標準中的檢測方法整合為統一的強制性國家標準,明確了適用范圍,優化了前處理流程,刪除了落后方法,極大地提升了檢測工作的規范性和可操作性。
對于檢測實驗室而言,深入理解標準的方法原理、嚴格把控前處理各環節的質量、注意試劑和器具可能帶來的干擾,是確保檢測結果準確可靠的關鍵。隨著食品安全監管要求的不斷提高,該標準必將在保障人民群眾“舌尖上的安全"方面發揮更加重要的作用。
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