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        商品馬鈴薯加工產(chǎn)品中丙烯酰胺含量的測定

        2018-11-12 03:00:14曾凡逵程錦春唐思宇
        中國馬鈴薯 2018年5期
        關(guān)鍵詞:天冬酰胺炸薯?xiàng)l法式

        曾凡逵,程錦春,唐思宇,劉 偉,劉 剛*

        (1.中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學(xué)研究發(fā)展中心,甘肅 蘭州 730000;2.西北民族大學(xué)化工學(xué)院,甘肅 蘭州 730030)

        目前食品中丙烯酰胺的檢測方法主要采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)與液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜(LC-MS/MS)[1]。 美 國 國 家 環(huán) 境 保 護(hù) 局(U.S.Environmental Protection Agency,EPA)方法8032A提供了氣相色譜法分析丙烯酰胺的含量,EPA方法8316提供了丙烯酰胺、丙烯腈和丙烯醛的高效液相色譜檢測分析法。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.204-2014提供了食品中丙烯酰胺的測定方法,適用于熱加工(煎、炙烤、烘焙等)食品中丙烯酰胺的測定,采用的方法為穩(wěn)定性同位素稀釋的液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法和穩(wěn)定性同位素稀釋的氣相色譜-質(zhì)譜法。SN/T 2096-2008提供了食品中丙烯酰胺的檢測方法同位素內(nèi)標(biāo)法。

        2005年,林奇齡等[2]報(bào)道了活性炭固相萃取柱-高效液相色譜聯(lián)用法分析食品中丙烯酰胺的含量,還用高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分析了維生素C、阿魏酸、特丁基對(duì)苯二酚(Tertiary butylhydroquinone,TBHQ)、NaHSO3和CaCl2對(duì)熱加工食品中丙烯酰胺產(chǎn)生的影響[3]。歐仕益等[4]報(bào)道了阿魏酸、兒茶素、CaCl2、NaHSO3、維生素C、L-半胱氨酸等幾種添加劑對(duì)油炸薯片中丙烯酰胺產(chǎn)生的抑制作用,采用的檢測方法同樣為HPLC法。本研究參照文獻(xiàn)報(bào)道的活性炭固相萃取-高效液相色譜法[2],對(duì)3種商品薯片和一種法式炸薯?xiàng)l的丙烯酰胺含量進(jìn)行測定,可以檢驗(yàn)高效液相色譜法分析馬鈴薯加工產(chǎn)品中丙烯酰胺含量的精準(zhǔn)性,對(duì)初步了解國內(nèi)市場銷售的馬鈴薯加工產(chǎn)品的丙烯酰胺含量也有一定的意義。

        1 材料與方法

        1.1 材料與儀器

        3種商品薯片樂*墨西哥雞汁番茄味薯片(A)、可*克香辣味薯片(B)和上*佳田園薯片(C)購于蘭州市城關(guān)區(qū)某超市,為了避嫌廣告宣傳,3種商業(yè)薯片的商品名均省略一個(gè)字。法式炸薯?xiàng)l購于蘭州市城關(guān)區(qū)渭源路十字麥*米時(shí)尚簡餐,為現(xiàn)炸冷凍薯?xiàng)l。丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品為電泳純,其余試劑均為分析純。安捷倫1200型高效液相色譜儀,Eppendorf 5810R型高速大容量臺(tái)式冷凍離心機(jī)。

        1.2 HPLC條件

        色譜柱:ODSC18(250mm×4.6mmi.d.,5μm),中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所色譜中心;流動(dòng)相:水,流速:1 mL/min;進(jìn)樣量20 μL;柱溫:室溫;檢測器二極管陣列檢測器(DAD);檢測波長:205 nm。進(jìn)樣體積為20 μL。

        1.3 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品分析

        精確稱取丙烯酰胺0.01g,用RO水配制成10μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,過0.45 μm膜以后分別稀釋成0.01,0.05,0.1,0.5和1 μg/mL,用HPLC進(jìn)行檢測,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

        1.4 丙烯酰胺回收率測定

        稱取100 μg丙烯酰胺溶于10 mL RO水,上樣到固相萃取柱,用10 mL甲醇將吸附到活性炭上的丙烯酰胺洗脫下來并收集用于HPLC分析。

        1.5 固相萃取柱預(yù)處理

        將活性炭置于燒杯中,用RO水清洗5遍至清洗水澄清。將清洗干凈的活性炭置于烘箱中60℃烘干。稱1.5 g活性炭置于5 mL的固相萃取中,先用5 mL甲醇清洗,再用5 mL水清洗,備用。

        1.6 樣品預(yù)處理

        分別取20 g樂*墨西哥雞汁番茄味薯片(A)、可*克香辣味薯片(B)和上*佳田園薯片(C)和法式炸薯?xiàng)l,加250 mL RO水用多功能植物攪拌器勻漿,置于艾本德5810R型離心機(jī)12 100 r/min離心20 min,取上清液置于分液漏斗中,添加50 mL正己烷震蕩5 min,靜置1 d分層,收集下層水相,取100 mL上樣到預(yù)處理過的活性炭固相萃取柱,用10 mL甲醇將丙烯酰胺洗脫出來,收集洗脫液用0.45 μm膜過濾,用于HPLC分析。每個(gè)樣品重復(fù)測3次,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及回收率

        0.01 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為7.256 min,峰面積為381.2 mAU*s;0.05 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為7.120 min,峰面積為1 167.08 mAU*s;0.1 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為7.184 min,峰面積為1 700.00 mAU*s(圖1);0.5 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為7.101 min,峰面積為 9 833.41 mAU*s;1 μg/mL丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間7.106 min,峰面積為18 082.0 mAU*s。以丙烯酰胺濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果如圖2所示,y=18 109x+220.39,R2=0.997 9。

        活性炭固相萃取柱丙烯酰胺回收率的分析的HPLC分析圖譜如圖3所示。經(jīng)計(jì)算,丙烯酰胺的回收率為88.31%。

        2.2 薯片測定結(jié)果

        圖1 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品HPLC圖譜(0.1 μg/mL)Figure 1 HPLC chromatogram of acrylamide standard

        圖2 丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2 HPLC chromatogram of acrylamide standard

        圖3 丙烯酰胺回收率測定HPLC圖譜Figure 3 HPLC chromatogram for recovery rate of acrylamide standard

        樂*墨西哥雞汁番茄味薯片(A)、可*克香辣味薯片(B)和上*佳田園薯片(C)丙烯酰胺的HPLC圖譜分別如圖4a、圖4b和圖4c所示。經(jīng)計(jì)算,3種薯片的丙烯酰胺含量分別為(15.53±0.22),(7.93±0.13)和(7.52±0.07)μg/kg。

        2.3 法式炸薯?xiàng)l測定結(jié)果

        法式炸薯?xiàng)l分析結(jié)果的HPLC圖譜如圖5所示,經(jīng)計(jì)算,該法式炸薯?xiàng)l的丙烯酰胺含量為(174.18±2.57)μg/kg。

        與市售3種商品薯片相比,該法式炸薯?xiàng)l當(dāng)中的丙烯酰胺含量略高,可能與油炸用油有關(guān)。通常,薯片廠油炸用油一星期進(jìn)行更換,更換出來的油炸用油不再用于食品加工或生產(chǎn),可用于生產(chǎn)肥皂。長時(shí)間不進(jìn)行更換的食品油炸用油,由于長時(shí)間高溫加熱,以及油炸過程中掉入的食物碎屑,可能存在丙烯酰胺含量高的風(fēng)險(xiǎn)。

        圖4 3種商品薯片丙烯酰胺HPLC圖譜Figure 4 HPLC chromatogram of acrylamide of three commercial potato chips

        圖5 法式炸薯?xiàng)l丙烯酰胺HPLC圖譜Figure 5 HPLC chromatogram of acrylamide of French fries

        3討 論

        活性炭固相萃取柱丙烯酰胺回收率的分析是必不可少的,在活性炭處理樣品時(shí)有部分丙烯酰胺會(huì)吸附到活性炭上,洗脫不下來,本項(xiàng)研究的結(jié)果接近林奇齡等[2]報(bào)道平均回收率91.1%,在回收率測定的過程中,為了確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,采用的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的濃度與待測樣品的濃度接近比較合適。

        Paul等[5]報(bào)道薯片當(dāng)中丙烯酰胺的含量為117~4 215 μg/kg,法式炸薯?xiàng)l當(dāng)中丙烯酰胺的含量為59~5 200 μg/kg,本試驗(yàn)的薯片檢測結(jié)果低于文獻(xiàn)報(bào)道的最低值,薯?xiàng)l的檢測結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道相比較低,均屬于較為安全的產(chǎn)品。

        這些市售商品薯片有可能在加工過程中對(duì)丙烯酰胺的生成進(jìn)行了控制,控制馬鈴薯加工產(chǎn)品當(dāng)中丙烯酰胺含量的方法有4種[6]:

        (1)控制原料,丙烯酰胺是由天冬酰胺和還原糖高溫反應(yīng)生成的,馬鈴薯塊莖當(dāng)中的天冬酰胺含量為110~529 mg/100g[7],還原糖(葡萄糖+果糖)相對(duì)于天冬酰胺含量低,因此只要選用還原糖含量低的原料即可減少加工產(chǎn)品丙烯酰胺的含量[8];

        (2)加工工藝控制,降低pH值、降低熱加工溫度以及縮短熱加工時(shí)間[9],這種處理方式可能會(huì)犧牲加工產(chǎn)品的風(fēng)味;

        (3)使用食品添加劑,甘氨酸(與天冬酰胺競爭還原糖),缺點(diǎn)是生成烷基吡嗪對(duì)風(fēng)味造成影響[10];二價(jià)陽離子如CaCl2,可以抑制中間產(chǎn)物Schiff堿的生成[11]。還有一些抗氧化劑,如在油炸用油中添加迷迭香也能降低丙烯酰胺的生成[12];

        (4)酶處理,在馬鈴薯加工行業(yè)最有前景的抑制產(chǎn)品丙烯酰胺生成的酶即為天冬酰胺酶(EC 3.5.1.1),天冬酰胺酶能將天冬酰胺水解成天冬氨酸并釋放出氨氣,水解部位為天冬酰胺側(cè)鏈的酰胺基。天冬酰胺酶可以在不犧牲熱加工食品風(fēng)味的前提下減少丙烯酰胺的生成[6]。

        活性炭固相萃取-高效液相色譜檢測結(jié)果表明,3種商品薯片和市售法式炸薯?xiàng)l的丙烯酰胺含量均低于或接近文獻(xiàn)報(bào)道的最低值,屬于較安全的馬鈴薯加工產(chǎn)品。法式炸薯?xiàng)l的丙烯酰胺含量略高于3種商品薯片,可能跟零售商最后一步油炸用油使用時(shí)間較長有關(guān)。

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