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食品中污染物苯并[a]芘解读(上)


苯并[a]芘是一种多环芳香族碳氢化合物(polycyclic aromatic hydrocarbons,简称PAHs),在环境中无处不在。除大自然活动(例如山火)外,其他燃烧活动包括家居采暖(例如烧煤和烧柴)、工业活动(例如烧垃圾、冶炼金属和生产焦炭)、车辆排放等,其废气和香烟的烟雾都含有PAHs,都可能对空气、水、食物、土壤和沉积物造成污染。

食物中的苯并[a]芘主要有两个来源:其一是农作物吸收了污染空气中沉降的苯并[a]芘,其二是食物在烘焗、烟熏、烧烤、干燥等加热过程中产生和积聚苯并[a]芘。世界卫生组织的国际癌症研究机构已把苯并[a]芘列为“令人类患癌”的物质。联合国粮食及农业组织/世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会指出,谷类食物、蔬菜、脂肪和油类是摄入PAHs的主要膳食来源。苯并[a]芘作为目前已知的20多种致癌性多环芳烃中最具有代表性、国际公认的强致癌物质之一,引起了广泛关注。日常监督抽检、进出口预警等信息中有见发布苯并[a]芘项目不合格或产品召回信息,也有不少文献研究报道如何减少和防控食品中的苯并[a]芘或多环芳烃类污染物。

苯并[a]芘的特性

苯并[a]芘,化学式为C20H12,是一种由5个苯环构成的多环芳烃,常温下为黄色单斜针状或菱形片状结晶,性质稳定,具有较强的亲脂特性,易聚集在油脂食品中,难溶于水,易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等有机溶剂中。日光和荧光都使其发生光氧化作用,臭氧也可使其氧化。

苯并[a]芘的毒性

最初研究发现苯并[a]芘可致皮肤癌,深入研究后发现苯并[a]芘可以诱导肝癌、肺癌、乳腺癌和白血病的发生,是一种很强的致畸剂、致突变剂和内分泌干扰物,可通过呼吸道、消化道、皮肤等途径被人体吸收,在极低剂量下就可表现出致癌、致畸、突变作用。

苯并[a]芘的来源

多项研究表明,食品中苯并[a]芘污染来源包括内源和外源:(1)环境污染中有机物的燃烧产生大量的苯并[a]芘,经大气污染沾染食物;(2)食品原料可能接触到含有苯并[a]芘的物料,如沥青、机械润滑油、包装材料用的石蜡、涂料等;(3)食品中的有机物在一定温度条件下,经热解、环化和聚合作用可生成苯并[a]芘,如高温烧烤、熏制食品会因脂肪和胆固醇的高温裂解和热聚产生苯并[a]芘并污染食品;(4)食品生产过程中使用的其他辅料不合格,如劣质植物油抽提溶剂等。

查阅近几年监督抽检发布的苯并[a]芘项目不合格信息,有涉及样本为食用油,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,如熏烧烤肉;偶见粮食加工品,如小麦粉。但若生产加工中控制好关键条件,如温度、精炼条件等,均可有效控制含量,不会对人体健康造成影响。

食用油中苯并[a]芘主要来源分析:

1.环境污染

环境中苯并[a]芘的来源主要有:①环境自然产生,如由自然界的森林火灾、火山爆发等产生。②工业生产,煤燃烧产物、石油馏出物、废弃物燃烧等。③人类活动,如机动车排放尾气和烟草燃烧。空气中包含大量苯并[a]芘的灰尘和颗粒,其可能通过大气沉降灰在植物生长过程中污染植物而转移到最终产品中。这个因素在工业区域和接近高速公路区域比在农村地区更显著。

2.生产工艺

高温蒸炒料坯温度影响:高温蒸炒产生植物油特有风味和色泽的同时,也伴随着有害物质的产生。碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机化合物是PAHs形成的重要前体物质,这些有机物质在不完全燃烧或热裂解过程中发生一系列的物理化学反应产生自由基,进而形成PAHs。苯并[a]芘就是其中具有代表性的一种。高温长时间蒸炒在提高出油率的同时,若温度控制不当,也促进了料坯中碳水化合物、蛋白质、脂类等成分的热解和聚合,产生大量苯并[a]芘,特别是破碎产生的小颗粒碎料沉积在炒炉底部,更容易受热过度烧焦炭化产生。

制油及精炼:目前最常用的制油方式是压榨法和浸出法。据文献报道,在压榨过程中,由于油料进入榨机后压力瞬时升高,榨料之间、榨料与榨膛之间发生剧烈摩擦并产生大量热量,因此,在高温高压下油料产生苯并[a]芘。目前我国植物油浸出工艺常用的溶剂为6号溶剂,其主要成分是正己烷。一方面浸出溶剂中可能存在多环芳烃类物质,在浸出过程溶剂中亲脂性的苯并[a]芘会在油相富集。此外,在食用油精炼过程中,可使用活性炭去除在直接干燥工序中产生的PAHs。食用油的精炼过程能把苯并[a]芘含量大大降低,而苯并[a]芘最终的含量则取决于精炼的条件及质量控制。

3.其他

机械设备:植物油中苯并[a]芘残留还可能来源于炒锅烟气、残渣和传输带机油污染等,压榨用到榨油机零部件所用的润滑油等也会导致油料污染,从而引入苯并[a]芘。

另外,为了提高出油率,可能对油料反复烘烤、蒸炒,先进行初步榨油后,再用浸出的方法,提取残渣中的油脂。如果烘烤温度控制不好,容易导致烧焦现象,易生成苯并[a]芘残留在油料残渣的外壳上,在萃取残渣中的残油时残留的苯并[a]芘便会被大量萃取出来,通过高温又与溶剂油发生化学反应,最终导致浸出后毛油中苯并[a]芘含量不断增加。

熏烧烤肉中苯并[a]芘主要来源分析:熏烧烤时,滴于火上的食物脂肪焦化产生热聚合反应,形成苯并[a]芘,附着于食物表面,这是烤制食物中苯并[a]芘的主要来源;烧烤温度越高,产生的苯并[a]芘越多;除温度影响外,还与食物类型、脂肪含量、烧烤方式、明火接触等因素有关。有研究表明,炭火烧烤食品所产生的苯并[a]芘远高于微波烧烤或电烤。我国香港环境卫生总署食物安全中心也有研究表明,烧烤和烘焗都会产生PAHs,其中以炭炉烧烤产生的PAHs量最大。

另外,日常收集国内外预警舆情信息、文献资料等,也有如熟地黄中药材、小球藻、蜂胶等样品中检出多环芳烃类化合物的预警信息或报道,我国香港环境卫生总署食物安全中心还警报过一批瓶装椰油样本中检出有害物污染物苯并[a]芘,可能与环境污染、加工工艺条件等有关,需引起关注。


余晓琴(四川省食品药品检验检测院)

转载自《中国市场监管报》(2019年12月05日 A8版)