9種果汁對油炸薯條中丙烯酰胺的抑制作用

何方奕，刁全平，孫巧寅，回瑞華

(鞍山師范學(xué)院化學(xué)系，遼寧 鞍山 114005)

9種果汁對油炸薯條中丙烯酰胺的抑制作用

何方奕，刁全平，孫巧寅，回瑞華

(鞍山師范學(xué)院化學(xué)系，遼寧 鞍山 114005)

采用不同種類、不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的果汁對油炸薯條進(jìn)行前處理，探索抑制油炸薯條中致癌物丙烯酰胺的方法。用新鮮水果汁泡制薯條后進(jìn)行高溫油炸，采用固相萃取法對樣品液進(jìn)行純化。通過高效液相色譜法進(jìn)行定性定量分析，色譜柱采用C18柱(15cm×4.6mm，5μm)，流動相為甲醇-水(體積比5:95)，檢測波長197.1nm。樣品含量在0.02～0.1mg/L(r=0.9998)范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，回收率為90.2%～94.7%，精密度實驗相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.8%～2.0%。

丙烯酰胺；油炸薯條；果汁；抑制

丙烯酰胺(acrylamide)是具有水溶性的白色片狀晶體。2002年4月瑞典國家食品管理局(NFA)和斯德哥爾摩大學(xué)首次發(fā)現(xiàn)富含淀粉的薯條、餅干、面包等食物在經(jīng)受高溫油炸或燒烤時會生成丙烯酰胺[1]。動物實驗發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)可誘發(fā)癌變。國際癌癥機構(gòu)(IARC)將丙烯酰胺列為“人類可能致癌物”[2]。此外，丙烯酰胺對人體還具有神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性等[3-5]。我國衛(wèi)生部于2005年4月也為高溫加工的食品含有準(zhǔn)致癌物丙烯酰胺發(fā)出警示公告，食品中丙烯酰胺的檢驗?zāi)壳耙蚜袨槲覈笆濉眹抑卮罂萍紝ｍ棥笆称钒踩P(guān)鍵技術(shù)”課題。因此采取措施減少食品中丙烯酰胺含量，確保食品的安全性是一個迫切需要解決的問題。Pedreschi等[6]研究了使用檸檬酸浸泡處理對炸薯條丙烯酰胺含量的影響。Low等[7]研究了原料中添加檸檬酸和甘氨酸對馬鈴薯蛋糕中丙烯酰胺的影響。歐仕益等[8]研究了幾種添加劑對食品中丙烯酰胺的抑制作用。本實驗采用新鮮果汁泡制薯條后進(jìn)行油炸的方法，降低油炸薯條丙烯酰胺含量，并采用高效液相色譜法對其含量進(jìn)行分析，探索果汁對油炸食品中丙烯酰胺的抑制作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮水果、土豆、豆油 市購；丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品(純度＞99.8%) 美國Sigma公司；甲醇(色譜純)。

1.2 儀器與設(shè)備

1525型高效液相色譜儀(2996 型二極管陣列檢測器)美國Waters公司；HPLC色譜柱(15cm×4.6mm，5μm)中科院大連化學(xué)物理研究所；ENVI-18固相萃取柱 美國Supeleo公司；801-2B離心機(4000r/min) 上海安亭科學(xué)儀器廠；XW-80A渦流振蕩器 上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取50mg丙烯酰胺對照品，用甲醇溶解后定容至50mL容量瓶中，得1mg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液。取標(biāo)準(zhǔn)溶液適量稀釋成質(zhì)量濃度為0.1mg/L的對照品貯備液，精確量取對照品貯備液2、4、6、8、10μL定容于10mL棕色容量瓶中，得一系列不同質(zhì)量濃度對照品溶液。

色譜條件[9-10]：色譜柱為C18HPLC柱(15cm× 4.6mm，5μm)，柱溫30℃，流動相為甲醇和重蒸水，甲醇:水=5:95(V/V)，進(jìn)樣量10μL，流速0.15mL/min，檢測波長197.1nm。

1.3.2 樣品制備

選用充分成熟，無病蟲害的9種新鮮水果(草莓、木瓜、獼猴桃、西紅柿、菠蘿、蘋果、橙子、山楂、檸檬)分別用清水洗凈，去果蒂、果柄及果核，晾干，用榨汁機進(jìn)行榨汁，再用飲用水將各種果汁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%、16%、32%的果汁。將土豆去皮切成條形(約4mm×4mm×30mm)，分別用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的果汁浸泡1h后在170℃油溫下進(jìn)行油炸8min，瀝去油分冷卻后將其研磨成粉末狀。

稱取5.00g粉碎均質(zhì)的上述樣品于50mL帶塞錐形瓶中，加30mL重蒸水進(jìn)行渦流震蕩，20min后放入4℃冰箱進(jìn)行14h冷藏，在3000r/min離心20min，棄去油層取適量清液，－20℃冰箱內(nèi)冷凍20min后將其在常溫下解凍，取1.5mL溶液在4℃，13000r/min進(jìn)行高速離心。將離心后的溶液進(jìn)行固相萃取進(jìn)一步純化[11]，棄去前0.5mL溶液，將剩余的1.0mL溶液作為待測溶液。

1.3.3 精密度及回收率實驗

精確量取上述0.1mg/L的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)進(jìn)樣6次。測得丙烯酰胺峰面積并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

稱取經(jīng)粉碎均質(zhì)后炸薯條4份，分別按照0、200、400μg和600μg的加標(biāo)水平加入丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品，進(jìn)行液相色譜分析，作回收率實驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性關(guān)系

圖1 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的液相色譜Fig.1 HPLC chromatogram of acrylamide standard

取不同質(zhì)量濃度的對照品溶液10μL分別進(jìn)樣，于波長197.1nm處測定色譜峰面積，以峰面積為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過液相色譜分析，標(biāo)準(zhǔn)溶液中丙烯酰胺的保留時間為8.988min，見圖1。標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y = 198040x－18.838，r=0.9998。

標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度在0.02～0.1mg/L范圍內(nèi)，丙烯酰胺含量與色譜峰面積線性關(guān)系良好，見圖2。

圖2 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Acrylamide standard curve

2.2 精密度和回收率實驗結(jié)果

6次重復(fù)實驗測得丙烯酰胺峰面積并求出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.8%～2.0%。

表1 樣品中丙烯酰胺加樣回收率Table 1 Recoveries for acrylamide spiked at three levels

由表1數(shù)據(jù)可見，平均回收率為92.4%，在回收率允許范圍內(nèi)，表明該方法可靠。

2.3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的各種果汁對油炸薯條中丙烯酰胺的抑制效果

圖3 樣品中丙烯酰胺的液相色譜圖Fig.3 HPLC chromatogram of the extract from fried potato strips

圖1 、3分別為測試標(biāo)準(zhǔn)品及未經(jīng)果汁浸泡薯條樣品液相色譜圖，對比8%、16%、32% 3種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的各種果汁對丙烯酰胺的抑制效果，僅以用蘋果汁浸泡后樣品色譜圖為例，可見隨著果汁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，對丙烯酰胺的抑制作用增強(圖4)。

圖4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘋果汁浸泡后樣品中的丙烯酰胺液相色譜圖Fig.4 HPLC chromatograms of the extracts from fried potato strips with pre-frying soaking treatment with apple juices of different concentrations

將9種果汁各配3種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)，浸泡薯條油炸后按上述方法測定丙烯酰胺含量，每種樣品重復(fù)測定3次取平均值，其結(jié)果見表2。

表2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)果汁浸泡薯條后丙烯酰胺的含量Table 2 Acrylamide contents of fried potato strips with pre-frying soaking treatment with juices of nine different fruit plant species of different concentrations

同種果汁，隨著果汁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，對丙烯酰胺的抑制作用明顯增強，以常規(guī)油炸薯條為參照，測得其中丙烯酰胺含量為2.4204mg/kg。以效果最佳的獼猴桃[12]汁為例作比較，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%、16%、32%的獼猴桃汁浸泡薯條油炸后丙烯酰胺含量分別降低了47.84%、80.77%、98.59%。

這主要因為水果中的檸檬酸、VC等成分含量較高，其對油炸薯條丙烯酰胺的產(chǎn)生有抑制作用[8,13]，但具體的作用機理還不是很清楚，有多種假設(shè)[14-15]。結(jié)合已報道的文獻(xiàn)[16-17]分析果汁抑制丙烯酰胺生成的主要原因是原料pH值降低了，在低pH值條件下生成丙烯酰胺的速度減慢，另外一個可能的原因是果汁中的檸檬酸抑制了美拉德反應(yīng)，從而使丙烯酰胺含量減少。

3 結(jié) 論

本研究提供了一個抑制油炸薯條中丙烯酰胺生成的新方法，即利用新鮮水果汁泡制薯條1h后進(jìn)行高溫油炸，能顯著降低油炸薯條中丙烯酰胺的含量。為比較不同果汁不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)時抑制效果，采用固相萃取法對樣品液進(jìn)行純化，通過高效液相色譜法進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明：隨著果汁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，其抑制丙烯酰胺作用增強。初步篩選出抑制效果較好的果汁為獼猴桃汁、山楂汁、草莓汁、木瓜汁等。該方法樣品處理操作簡單，經(jīng)檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，即保持了油炸薯條原有風(fēng)味，又能減少丙烯酰胺對人們健康的威害，可視為一種科學(xué)、安全的食品加工方法。

[1]BETTE H. Acrylamide founed in cooked foods: high level detection by Swedish researchers leads to flurry of government and industry testing [J]. Chemical and Engineering News, 2002, 80(19): 33.

[2]IARC. IARC monographs on the evaluation of careinogen risk to humans: some industrial chemicals[M]. Lyon: International Agency for Research on Cancer, 1994: 389-433.

[3]陳婉蓉, 傅中滇, 端禮榮, 等. 丙烯酰胺對大鼠胚胎神經(jīng)細(xì)胞分化的影響[J]. 中國公共衛(wèi)生學(xué)報, 1995, 14(4): 248-250.

[4]WTO. Guidelines for drinking water quality[J]. 2ed. Geneva, 1993: 73.

[5]LE QUESNE P M, SPENCER P S, SCHAUMBURG H H. Arcylamide [M]//Experimental and Clinical Neurotoxicology. Baltimore: Williams and Wilkins, 1998: 309-325.

[6]PEDRESCHI F, KAACK K, GRANBY K. Reduction of acrylamide formation in potato sclices during frying[J]. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 2004, 37(6): 679-685.

[7]LOW M Y, KOUTSIDIS G, PARKER J K, et al. Effect of citric acid and glycine addition on acrylamide and flavor in a potato model system[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(16): 5976-5980.

[8]歐仕益, 張玉萍, 黃才歡, 等. 幾種添加劑對油炸薯片中丙烯酰胺產(chǎn)生的抑制作用[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(5): 137-140.

[9]蔡智鳴, 王振, 史馨, 等. 油炸及燒烤食品中丙烯酰胺的HPLC測定[J]. 同濟大學(xué)學(xué)報: 醫(yī)學(xué)版, 2006, 27(5): 10-12.

[10]宋莉暉, 楊成對. 食品中丙烯酰胺含量的分析方法研究[J]. 食品科學(xué), 2005, 26(6): 203-205.

[11]李吉平, 劉文森, 高宏偉, 等. 固相萃取聯(lián)用法測定食品中丙烯酰胺含量的研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(2): 250-254.

[12]江蘇新醫(yī)學(xué)院. 中藥大辭典: 下冊[M]. 上海: 上海人民出版社, 1977: 2210.

[13]林奇齡, 歐仕益, 黃才歡, 等. 幾種添加劑對熱加工食品中丙烯酰胺產(chǎn)生的影響[J]. 食品科技, 2005(3): 53-55.

[14]MOTTRAM D S, WEDZICHA B L, DODSON A T. Acrylamide is formed in the maillard reaction[J]. Nature, 2002, 419(6906): 448-449.

[15]STADLER R H, BLANK I, VARGA N, et al. Acrylamide from maillard reaction[J]. Nature, 2002, 419(6906): 449-450.

[16]GAMA-BAUMGARTNER F, GROB K, BIEDERMANN M. Citric acid to reduce acrylamide formation in French fries and roasted potatoes? [J]. Mitteilungen aus Lebensmitteluntersuchung und Hygiene, 2004, 95 (1): 110-117.

[17]林流丹, 黃才歡, 歐仕益. 食品中丙烯酰胺形成機理的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品科技, 2006, 22(1): 167-170.

Inhibitory Effect of Juice of Nine Different Fruit Plant Species on Acrylamide Formation in Fried Potato Strips

HE Fang-yi，DIAO Quan-ping，SUN Qiao-yin，HUI Rui-hua
(Department of Chemistry, Anshan Normal University, Anshan 114005, China)

In an effort to find a novel way for inhibiting acrylamide formation during frying, juices of nine different fruit plant species of different concentrations were used to soak potato strips before frying. For the quantitative and qualitative analysis of acrylamide in fried potato strips, a HPLC system equipped with a C18column (15 cm × 4.6 mm, 5μm) using a methanol/water mixture (5:95, V/V) as the mobile phase and with a diode array detector set at 197.1 nm wavelength was used. Before injection onto the HPLC system, the extract from fried potato strips was cleaned up by solid-phase extraction. The developed standard curve of acrylamide displayed a good linear relationship over the concentration range from 0.02 to 0.1 mg/L (r = 0.9998). The recoveries for acrylamide spiked at three levels were between 90.2% and 94.7%. In 6 replicate precision experiments, a relative standard deviation range from 0.8% to 2.0% was obtained.

acrylamide；fried potato strips；fruit juices；inhibition

TS215

A

1002-6630(2010)18-0175-03

2010-06-14

遼寧省鞍山市科委資助課題(08SF27)

何方奕(1960—)，女，教授，本科，主要從事天然產(chǎn)物提取分析研究。E-mail：h_fy@163.com