小麥粉中多環芳烴的污染特征及評價

王峰++張征+++趙春曉++劉佳寧+++孟列群++蔡晶

摘要：優化了小麥粉中多環芳烴（PAHs）的提取方法，利用高效液相色譜法對30份小麥粉樣本進行18種PAHs含量測定，以苯并[a]芘毒性為當量因子，分析小麥粉中PAHs污染特征。結果表明，采用正己烷直接提取小麥粉中PAHs，方法簡單，提取效果較好。小麥粉中4種PAHs總量范圍為0.93～8.64 μg/kg；18種PAHs的總量范圍為6.29～80 μg/kg；苯并[a]芘的含量范圍為0～1.08 μg/kg。本研究中30份樣本均能達到我國國家標準對小麥粉中苯并[a]芘限量要求，均能達到德國安全技術認證（GS認證）對18種PAHs限量要求，但有1份小麥粉超出歐盟[Regulation（EC） No. 835/2011]對苯并[a]芘限量要求，10份小麥粉超出4種PAHs限量要求，對人體存在一定健康風險。污染特征分析表明，雖然小麥粉中PAHs主要由2～3環PAHs構成，但小麥粉的毒性主要是由5～6環PAHs貢獻。

關鍵詞：小麥粉；多環芳烴（PAHs）；污染特征；評價

中圖分類號： TS207.5文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）02-0323-04

收稿日期：2015-11-15

基金項目：江蘇省質監局項目（編號：KJ133810）；江蘇省常熟市科技局社會發展項目（編號：CS201306）。

作者簡介：王峰（1976—），女，山東淄博人，博士，高級工程師，主要從事食品安全與分析檢測工作。E-mail：wdymch05@hotmail.com。多環芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一類由2個及以上苯環組成的持久性有機污染物（POPs），具有致畸、致癌和致突變性[1-3]，美國、歐盟、德國和我國對多環芳烴都有嚴格要求，但對PAHs種類和和含量要求不相同。歐盟Regulation（EC） NO. 835/2011對谷物及制品限定4種PAHs （∑4PAHs）≤1.0 μg/kg和苯并[a]芘≤1.0 μg/kg[4]；美國將16種PAHs列為優先控制名單[5]；德國GS認證規定與食物接觸的材料、直接放入口中的材料中18種PAHs （∑18PAHs） ≤0.2 mg/kg [6]；我國限定谷物及制品苯并[a]芘≤5.0 μg/kg[ 7]。苯并[a]芘是第一個被發現具有致癌作用的PAHs，但采用PAHs總量和苯并[a]芘2項指標，可保證未檢出苯并[a]芘的食品，PAHs總量仍在受控范圍內，減少由PAHs帶來的健康風險，因而越來越多的地區采用雙指標評價模式[4]。谷物自然環境生長，瀝青路面晾曬，不可避免受到汽車排放的尾氣、路面磨損產生的瀝青顆粒以及道路揚塵中PAHs的影響[8-9]，作為主要食品的小麥粉受PAHs的影響程度，目前國內鮮有相關報道。因此，本研究以小麥粉為研究對象，在前期研究[10]的基礎上，優化小麥粉中PAHs的提取方法，分析小麥粉中PAHs的污染狀況和配分模式，以 ∑4PAHs、∑18PAHs和苯并[a]芘含量為評價指標，對小麥粉進行PAHs的風險分析。

1材料與方法

1.1材料與試劑

30個小麥粉樣品，均購自超市，產地均為江蘇。

18種PAHs混合標準物質：萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[j]熒蒽、苯并[e]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]芘和茚并[1，2，3-c，d]芘，濃度均為1 μg/mL，購于美國O2SI公司；乙腈、環己烷：色譜純，美國Tedia公司；超純水。

1.2儀器與設備

1260液相色譜儀（HPLC）-二極管陣列檢測器（DAD）-熒光檢測器（FLD）：美國Agilent Technologies有限公司；超純水儀：美國Millipore公司；旋轉蒸發儀：瑞士BUCHI公司。

1.3方法

1.3.1色譜條件[10]色譜柱：Agilent Eclipse PAH C18柱（46 mm×50 mm，1.8 μm）；柱溫：18 ℃；流動相：水和乙腈；梯度洗脫程序；進樣量為10 μL；流速：1.0 mL/min；檢測器：DAD和FLD串聯，DAD的檢測波長為230 nm；FLD采用多發射波長模式，將檢測波長設為2個通道。熒光檢測程序見表1。

1.3.2樣品前處理方法稱取混合均勻的面粉約5 g，置于50 mL離心管中，加入30 mL正己烷，渦旋1 min。超聲提取10 min，以5 000 r/min離心5 min，收集上清液，重復上述提取步驟，合并2次提取液。

直接提取：將2次提取液旋轉蒸發近干，加入1 mL乙腈，過0.22 μm的有機相濾膜后，待測。

固相萃取法：將2次提取液，用苯并芘（BaP）專用固相萃取小柱凈化。依次分別用5 mL二氯甲烷和正己烷活化小柱，將提取液上樣到小柱上，用10 mL正己烷淋洗，用5 mL二氯甲烷洗脫，并收集濾液，于40 ℃氮氣吹至近干，加入1 mL乙腈，過0.22 μm的有機相濾膜后，待測。

1.3.3毒性當量的計算以苯并[a]芘的毒性當量因子（toxic equivalency factor，TEF）為1，其他PAHs對人體的危害性與苯并[a]芘進行比較，根據其對人體危害的強弱確定其毒性當量因子，然后將各PAHs的濃度與其毒性等效因子相乘，計算其毒性當量[11-12]。

1.4數據處理

數據處理和統計分析采用Origin 8和SPSS 17.0軟件。

2結果與分析

2.1樣品前處理方法的優化

采用基質加標方法，在2份空白小麥粉中加入相同含量的18種PAHs標準溶液，分別采用BaP專用柱進行固相萃取凈化和直接提取2種方法進行提取凈化，所得提取液按照上述色譜條件進行測定。采用正己烷直接提取后得圖1-a，采用BaP專用柱進行固相萃取后得圖1-b。由圖1可看出，過固相萃取小柱后，PAHs的損失高于直接提取的方法。這可能是小麥粉樣品中蛋白質和脂肪含量比較少，基質中所含的物質在熒光下干擾較小，采用正己烷直接提取的效果明顯好于BaP專用柱，故可以采用直接提取的方法。

2.2小麥粉中各種PAHs的檢出情況

按照上述色譜條件和前處理方法，對30份小麥粉進行測定，小麥粉中18種PAHs的檢出情況如圖2所示。由圖2可以看出，小麥粉中Naph、Ant、Fla、Pyr、BaA、CHR、BeP、BbF、BkF和BaP的檢出率最高，均達到100%，其次為Ace、Flu、DhA和BgP，檢出率均達到93.33%，Acy的檢出率最低，30份小麥粉中均未檢出。這說明PAHs雖然普遍存在于小麥粉中，但不同種類PAHs對小麥粉的污染程度并不相同。

2.3小麥粉中PAHs的總體污染情況

30份小麥粉中PAHs含量檢測結果見表2。由表2可看出，小麥粉中∑4PAHs的濃度范圍為0.93～8.64 μg/kg，平均含量為4.17 μg/kg；∑18PAHs的濃度范圍為6.29～80 μg/kg，平均含量為28.64 μg/kg；而苯并[a]芘的濃度范圍為0～1.08 μg/kg，平均含量為0.29 μg/kg。參照我國GB 2762—2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》中規定小麥粉中苯并[a]芘限量指標為5 μg/kg，此次檢測的30批次小麥粉均能滿足該標準要求。參照德國GS認證的ZEK01.4-08（第一類）要求，∑18PAHs≤0.2 mg/kg，苯并[a]芘≤0.2 mg/kg，此次檢測的30批次小麥粉均能達到該標準要求。而參照歐盟Regulation（EC） NO 835/2011對谷物制品中的要求，∑4PAHs≤1.0 μg/kg，苯并[a]芘≤1.0 μg/kg，此次檢測30批次小麥粉中，有1批次不能滿足該標準中苯并[a]芘的含量要求，有10批次小麥粉不能滿足該標準中4種PAHs總量的要求，說明小麥粉中的PAHs存在一定的健康風險。

2.3小麥粉中PAHs的分布特征

小麥粉中不同環數的PAHs的分布情況[13]見圖3。按照含量計算（圖3-a），2～3環PAHs是小麥粉中PAHs的主要形態，其次為4環，最后為5～6環。通常在環境中，低環（2～3環，LMW）PAHs來源于石油類污染和木柴、煤等在低至中溫度范圍內的燃燒；高環（4～6環，HMW）PAHs主要來源于化石燃料的高溫燃燒[14]。本次研究30份小麥粉中，80%以上的樣品中LMW含量占比超過50%；全部樣品中HMW含量占比均在35%以下，即小麥粉中檢出PAHs以小分子PAHs為主，這說明木柴及煤的低溫燃燒可能是影響本次小麥粉中多環芳烴的主要因子。這個結果與中草藥中PAHs的組成[14]有一定的類似性。但因為植物體的吸收、富集、傳輸和代謝轉化可能會影響PAHs的組成，因此，小麥粉中的PAHs來源尚需進一步研究。

按照毒性當量濃度所占比例（圖3-b）計算，5～6環PAHs是小麥粉中PAHs毒性較高的主要來源，毒性占比在50%以上的樣品有80%，2～3環PAHs的含量占比均在10%以下，即小麥粉樣品的毒性主要是由5～6環PAHs所作的貢獻。導致該現象的原因是大分子PAHs毒性遠高于小分子PAHs。

3結論

不經凈化采用正己烷直接提取能滿足小麥粉中PAHs的提取要求。

PAHs雖然普遍存在于小麥粉中，但不同種類PAHs對小麥粉的污染程度并不相同。部分小麥粉樣品中∑4PAHs和苯并[a]芘含量達不到歐盟Regulation（EC） NO.835/2011的限量要求，對人體存在一定健康風險。小分子2～3環的PAHs是小麥粉PAHs的主要構成部分，但小麥粉的毒性主要由5～6環PAHs貢獻。

目前江蘇省內的小麥粉基本能滿足我國對PAHs的限量標準，但距離歐盟標準還有一定差距。我國應該盡快與國際上通用的標準接軌，設定更加合理的苯并[a]芘限量，同時引入PAHs總量來綜合評價谷物制品中PAHs的限量，以更好地維護人們的身體健康。

參考文獻：

[1]Martorell I，Nieto A，Nadal M，et al. Human exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） using data from a duplicate diet study in Catalonia，Spain[J]. Food and Chemical Toxicology，2012，50（11）： 4103-4108.

[2]Li G L，Lang Y H，Gao M S，et al. Carcinogenic and mutagenic potencies for different PAHs sources in coastal sediments of Shandong Peninsula[J]. Marine Pollution Bulletin，2014，84（1/2）： 418-423.

[3]江敏，Tuan L H，梅衛平，等. 舟山近海水體和沉積物中多環芳烴分布特征[J]. 環境科學，2014，35（7）：2672-2679.

[4] European Commission. Commission Regulation（EU） No. 835/2011 of 19 August 2011[S]. 2011.

[5]方志青，林野，王婭. 貴州省黔南地區表層土壤中多環芳烴分布特征[J]. 四川師范大學學報：自然科學版，2014，37（3）：380-384.

[6] Zentralstelle der Lander fur Sicherheitstechnik （ALS）. ZEK01.4-08 Testing and evaluation of polycyclic aromatic hydrocarbons（PAH） in the GS-Mark Certification [S]. Central Experience Exchange Office，ZEK： Germany，2011.

[7] GB 2762—2012 食品中污染物限量[S]. 北京：中國標準出版社，2012.

[8]Tuyen L H，Tue N M，Suzuki G，et al. Aryl hydrocarbon receptor mediated activities in road dust from a metropolitan area，Hanoi-Vietnam： contribution of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） and human risk assessment[J]. Science of the Total Environment，2014，491/492（9）： 246-254.

[9]Huang L，Chernyak S M，Batterman S A. PAHs （polycyclic aromatic hydrocarbons），nitro-PAHs，and hopane and sterane biomarkers in sediments of southern Lake Michigan，USA [J]. Science of The Total Environment，2014 ，487（7）：173-186.

[10]王峰，張志杰，林慧，等.高效液相色譜-二極管陣列檢測器-熒光檢測器法測定植物油中的18種多環芳烴[J]. 食品科學，2014，35（6）：142-145.

[11]宮春波，王朝霞，董峰光，等.食用植物油中多環芳烴的污染情況及健康風險評價[J]. 中國油脂，2013，38（5）：75-79.

[12]Kamal A，Malik R N，Martellini T，et al. Cancer risk evaluation of brick kiln workers exposed to dust bound PAHs in Punjab Province （Pakistan）[J]. Science of the Total Environment，2014，493： 562-570.

[13]崔宗巖，葛娜，曹彥忠，等. 市售植物源中藥材的多環芳烴污染現狀與評價[J]. 環境化學，2014，33（5）：844-849.

[14]梅衛平，阮慧慧，吳昊，等. 滴水湖水系沉積物中多環芳烴的分布及風險評價[J]. 中國環境科學，2013，33（11）：2069-2074.嚴婭，李煥榮，李婷，等. 沙棘葉茶微波殺青工藝[J]. 江蘇農業科學，2016，44（2）：327-330.