張書暢,張曉強,朱曉軍,周 瑋,馮 云
(江蘇省產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗研究院,江蘇南京 210007)
近年來,食品中的礦物油因對人類健康的有害影響而引起公眾的廣泛關注。礦物油來自石油原油,是C10~C50的烴類混合物,主要有飽和烴礦物油(Mineral Oil Saturated Hydrocarbons,MOSH)和芳香烴礦物油(Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons,MOAH)兩大類,前者分為鏈烷烴和環(huán)烷烴,后者主要包括烷基取代的多芳烴[1-2]。除了MOSH和MOAH,多環(huán)芳烴、含氮化合物、含硫化合物等也屬于礦物油[2]。
目前,盡管相關毒理學數(shù)據(jù)不夠完善,但礦物油對人體健康的風險毋庸置疑。早期關于礦物油的風險評估主要局限于MOSH。歐洲食品安全局認為,經(jīng)膳食攝入的C16~C35的MOSH可能會在淋巴結、脾臟、肝臟等多個組織中積累并引起微型肉芽腫和慢性炎癥[2]。不同于MOSH的蓄積效應,MOAH潛在的遺傳毒性和致癌性更令人擔心[3-5]。國內外有關MOAH的毒理學研究十分有限,已有的研究表明,大部分的MOAH具有致突變性,小部分結構簡單的芳烴(如萘)有細胞毒性,而含有3個及以上苯環(huán)的MOAH可能具有遺傳毒性,高度烷基化的芳烴可能會誘發(fā)腫瘤[2]。
目前,國內外已開發(fā)出多種食品中礦物油的檢測方法,應用較多的是離線固相萃取-氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(Solid Phase Extraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detection,SPEGC-FID)和高效液相色譜-氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(High Performance Liquid Chromatography-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector,HPLC-GC-FID)。兩者均使用氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(Gas Chromatography-Flame Ionization Detection,GC-FID)定量,因為氣相色譜(Gas Chromatography,GC)可以根據(jù)物質的沸點在譜圖上按順序出峰[6],而氫火焰離子化檢測器(Flame Ionization Detection,F(xiàn)ID)是唯一可以做到對所有礦物油組分響應幾乎完全一致的檢測器,且重復性好、定量準確。相較于固相萃取(Solid P Phase Extraction,SPE)柱中填充的無定形硅膠,高效液相色譜(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)色譜柱中的硅膠粒徑更小,分離效果更好[7]。HPLC-GC-FID簡化了前處理步驟,降低了樣品被污染的風險,提高了檢測效率,因此該方法是目前公認的檢測食品中礦物油較為理想的方法。近年來,二維氣相色譜逐漸應用于食品中的礦物油分析,其優(yōu)點在于可以進一步細分礦物油中的碳氫化合物。此方法仍使用FID作為礦物油定量的檢測器,也有部分研究使用質譜對礦物油進行定性鑒定[8-9]。
在樣品前處理過程中,部分非礦物油組分也會被提取,最常見的是聚烯烴低聚飽和烴(Polyolefin Oligomeric Saturated Hydrocarbons,POSH)。POSH和MOSH的主要成分是高度異構化的支鏈烴和環(huán)狀烴,兩者會在譜圖相同位置形成駝峰,所以POSH的存在會影響MOSH的定量,且目前無法分離POSH和MOSH[6,10-12]。MOAH的定量會被烯烴(如角鯊烯)干擾,樣品中的烯烴可以通過環(huán)氧化去除[6,10]。此外,聚α烯烴(Poly Alpha Olefin,PAO)中的飽和烴也是干擾物,高分子量的PAO是熱熔膠的成分之一,食品包裝會使用熱熔膠進行密封[6,10,13]。
20世紀90年代,食品中的礦物油污染就已經(jīng)引起了關注,白色礦物油被認為是可食用的油脂。隨著毒理學研究的深入,對礦物油的看法從“食品級”變成了污染物,相關研究也越來越多。
大米是世界各國的主要食糧,然而大米中的礦物油污染十分常見。1990年,GROB等[14]發(fā)現(xiàn)大部分亞洲大米平均污染量約100 mg·kg-1,最高可達160 mg·kg-1,而意大利進口的大米中礦物油含量不到2 mg·kg-1。這可能因為運輸途中使用了黃麻袋,而黃麻袋的原材料是黃麻和劍麻,黃麻和劍麻往往會使用配料油進行處理,以改善紡紗質地,使其更加柔軟[14-15]。目前,亞洲大米仍然會檢出礦物油污染,但相較于20世紀,污染水平已經(jīng)大大降低。2018年,劉玲玲等[16]對國內12個稻谷和大米樣品進行測定,MOSH含量為0.30~2.30 mg·kg-1。
相較于大米這種干性食品,含油量高的食品更容易受到礦物油污染,比如巧克力。GROB等[15]發(fā)現(xiàn)巧克力樣品中礦物油含量高達260 mg·kg-1,主要原因是使用了被配料油處理過的麻袋包裝巧克力的原料可可豆。國內研究人員對25個巧克力樣品中的MOSH進行測定,其中超過80%的樣品檢出了MOSH,最高濃度為8.15 mg·kg-1[17]。謝堯卿等[18]建立液相色譜-氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(Liquid Chromatography-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector,LC-GC-FID)方法測定28個巧克力樣品,其中8個樣品未檢出MOSH,其余樣品MOSH污染量為1.83~22.23 mg·kg-1,僅有一個樣品檢出1.57 mg·kg-1的MOAH,分析樣品譜圖,發(fā)現(xiàn)部分樣品中存在POSH,這可能是從塑料包裝袋遷移到樣品中的,由于液相色譜-氣相色譜(Liquid Chromatography-Gas Chromatography,LC-GC)無法分離POSH和MOSH,所以實驗結果實際是MOSH和POSH的總量。
奶粉為人類提供了豐富的營養(yǎng)物質,嬰幼兒所有的營養(yǎng)幾乎都從奶粉中獲得。因此,奶粉的安全問題備受關注。20世紀90年代,已有國外學者對嬰幼兒奶粉中的礦物油進行分析,發(fā)現(xiàn)其污染量高達31 mg·kg-1[19]。BIEDERMANN-BREM等[11]發(fā)現(xiàn)奶粉中存在POSH的遷移。考慮到POSH與MOSH可能會以相同的方式在人體中積累,因此有必要同時分析MOSH和POSH[10-11]。劉玲玲等[20]采用離線固相萃取結合大體積進樣-氣相色譜-氫火焰離子化檢測器方法對國內10種奶粉進行檢測,MOSH含量在0.24~1.30 mg·kg-1。ZHANG等[12]對國內50個奶粉進行遷移污染分析,有33個樣品中檢測到MOSH/POSH,遷移污染量為0.10~5.09 mg·kg-1,分析發(fā)現(xiàn)樣品中MOSH/POSH的遷移污染量與包裝材料密切相關,其中金屬罐裝樣品的遷移量最低,其次是紙罐裝、紙盒裝、鋁箔塑料袋。WAN等[21]對23個市售奶粉長期儲存前后的總礦物油含量和表面遷移量進行測定,發(fā)現(xiàn)金屬罐裝的樣品MOSH/POSH含量最低,在儲存過程中變化最小,其次是塑料袋裝和紙盒裝,最值得注意的是紙罐裝樣品,研究發(fā)現(xiàn)礦物油很容易從紙-塑料-鋁復合材料遷移到奶粉中。
魚中的礦物油可能來源于水或食物鏈。對瑞士市場的40個新鮮魚樣品進行分析,發(fā)現(xiàn)其脂肪提取物中礦物油平均污染量約350 mg·kg-1[22]。MORET等[23]對20個海魚和淡水魚樣品進行檢測,發(fā)現(xiàn)礦物油含量最高達1 200 mg·kg-1,大部分樣品含有約200 mg·kg-1,且海魚和淡水魚的礦物油含量沒有明顯差異。海產(chǎn)品罐頭中的礦物油污染也不容忽視。有研究顯示,海產(chǎn)品罐頭中礦物油的普遍污染濃度約為100 mg·kg-1,最高可達820 mg·kg-1,礦物油一部分來自食品原材料魚,一部分來自罐頭包裝,但從魚和罐頭中提取的礦物油分子量十分相似,很難區(qū)分,所以很難確定來自魚的污染量有多少[22]。目前,國內還沒有發(fā)表魚和海產(chǎn)品中的礦物油污染的相關數(shù)據(jù)。
礦物油產(chǎn)品在日常生產(chǎn)生活中廣泛使用,食品生產(chǎn)鏈的任一環(huán)節(jié)都存在礦物油遷移污染的風險。大量實驗結果表明,幾乎所有的食品中都存在礦物油污染。目前,相較于對礦物油研究起步較早的歐盟國家,我國對于食品中的礦物油污染分析研究十分有限,部分種類食品缺乏礦物油污染數(shù)據(jù),國內外對于食品中的礦物油含量未有統(tǒng)一的限量標準。我國應加強食品中礦物油污染的系統(tǒng)性監(jiān)測,相關毒理學實驗急需開展,應完善食品中礦物油限量的相關規(guī)定,加強食品生產(chǎn)鏈中的風險管控,保障食品安全。