专利名称：高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法
技术领域：
本发明涉及一种苯并(a)芘的检测方法，特别是涉及一种对高脂食品中苯并(a) 芘的荧光快速检测方法。
背景技术：
苯并(a)芘(benZ0(a)pyrene)是已发现的200多种多环芳烃中最主要的环境和 食品污染物，对人类和动物来说也是一种很强的致癌物质。苯并(a)芘(不但分布于空气、 水、土壤等环境介质中，在食品中也广泛存在。苯并(a)芘�：θ死嗟耐揪吨饕嵌允称返� 污染，特别是加工高脂食品(如烟熏制食品、烘烤食品和煎炸食品等)中苯并(a)芘含量较 高，长期食用含苯并(a)芘等多环芳烃的食物对人类健康将产生潜在威胁。可对机体各器 官，如肺、肝、食道、胃肠等均可致癌。除此之外，苯并(a)芘(benZ0(a)pyrene)还具有致畸 性和遗传毒性。因此有必要对高脂肪食品中残留的苯并(a)芘进行严格的监控。但由于现 存方法的繁琐性和复杂性，许多质检部门没能真正地开展此项工作。因此建立一种快速、简 便、有效的高脂食品中苯并(a)芘含量的筛查技术十分必要。我国国家标准(食品中苯并(a)芘的测定方法，中华人民共和国国家标准GB/ T5009. 27-1996.)对食品中苯并(a)芘的测定方法如下样品先用有机溶剂提�。蚓砘崛。俳崛∫壕篲液分配或色谱柱净化， 然后在乙酰化滤纸上分离苯并(a)芘，因苯并(a)芘在紫外灯照射下呈紫色荧光斑点，将分 离后有苯并(a)芘的滤纸部分剪下，用溶剂浸泡，用荧光分光光度计测荧光强度与标准比 较定量。这种检测方法虽然是国家认可的定量方法，但实验过程极为复杂，样品损失也较 多，给定量工作带来很多不便。恒能量同步荧光法(简称CESFS)是同步荧光分析法的一个新分支。它是在激 发和发射波长的同时扫描过程中，保持两者之间的一个恒定的能量差关系(1/Xex-I/ λ em) XlO7= Δ υ =常数。CESFS法以荧光体的量子振动跃迁的特征能量为依据而进行同 步扫描。若选择一固定能量差△ u等于某一振动能量差，则在同步扫描中，当激发能量和 发射能量刚好匹配一特定吸收-发射跃迁条件时，该跃迁处于最佳条件，由此产生的同步 光谱峰可达到最大强度。CESFS使常规荧光光谱和理论预测的荧光体能级跃迁联系起来，使 所得到的同步光谱谱带宽度变窄。只要选择合适的△ u就能产生极为简单的单峰到类似 与常规荧光光谱的多峰。由于所选择的△ u是一类化合物，而不仅仅是某个组分的特征， 而且与光谱区域无关，因此便有可能只选择一个△ u值于整个光谱的扫描。这样若要达到 最大光谱分辨和免受杂散光干扰，整个CESFS光谱扫描过程可只用一个Δ u。导数技术与恒能量同步荧光法联用能提高窄带的灵敏度，不仅使光谱简化、减小 光谱重叠、减小散射光的影响；而且使谱带特征更明显，更有利于混合物中低浓度成分的鉴 别。尤其是经导数放大后，对各组分分辨力更强，更有利于定性鉴别和定量分析。因此，导 数_恒能量同步荧光光谱是一种用于复杂混合物分析的快速、简便和有效的办法。目前报道的微波辅助萃取食品样品中苯并(a)芘方法，一般采用专业的微波消解
3系统，不仅仪器设备昂贵，操作繁琐，而且萃取结束后还需要较长的降温冷却时间，这无疑 增加了总的萃取时间；样品的分析检测方法通常是高效液相色谱与荧光光谱的联用和气相 色谱与火焰离子化或质谱的联用，因此要求样品进样分析前，需经过纯化步骤，这就相应的 增加了样品总的分析时间，并且由于食品中的苯并(a)芘以痕量级存在，在经过纯化步骤 后会造成较大的损失，影响检测结果的准确性。本申请人在中国专利CN1632535A中披露了一种明显减少对食品样品前处理过 程，操作简便快捷，费用低廉的食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，该方法对于脂肪 含量较低的一般食品，仅需将样品剪碎研磨后浸泡在二氯甲烷中，收集上层清液，结合导 数-恒能量同步荧光法即可测定其中的苯并(a)芘含量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简便快捷、费用低廉的高脂食品中苯并(a)芘的 快速检测方法。本发明包括以下步骤1)样品处理取高脂食品样品放入磨口抽滤瓶中，加入氢氧化钾-甲醇溶液，再加入正己烷，盖 上磨口塞后与装有水的容器一起放入微波炉内萃取后，取出冷却至室温，用水冲洗，静置分 层后取出正己烷清液，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容，得处理后的待测样品溶液；2)定性测量使用带有导数一恒能量同步扫描的荧光分光光度计，对所述待测样 品溶液进行恒能量同步荧光光谱的测绘，用于苯并(a)芘的鉴别和粗略测定；3)定量测量在步骤2)所述恒能量同步荧光光谱的测绘条件下，加置二阶求导功 能，进行二阶导数一恒能量同步荧光光谱的测绘，数据读取方式采用导数基线法，利用连续 标准加入法对待测样品溶液中苯并(a)芘进行定量；所述导数基线法为分别读取待测样 品溶液负峰基线和苯并(a)芘负峰于397. 5nm处的信号强度值，将二者的代数差绝对值作 为定量计算用的导数荧光强度。在步骤1)中，所述高脂食品样品的量可为0. 4 2. 0g，所述正己烷的加入量可为 10 30mL，所述加入氢氧化钾-甲醇溶液的量可为15 25mL，所述氢氧化钾-甲醇溶液 的摩尔浓度可为lmol/L，所述水的量可为400 600mL ；所述微波炉的输出功率可为140 420W，所述萃取的时间可为10 20min。在步骤1)中，所述高脂食品样品的量最好为l.Og，所述正己烷的加入量最好为 20mL ；所述微波炉的输出功率最好为140W，所述萃取的时间最好为lOmin，每5min停一次。在步骤2)中，所述恒能量同步荧光光谱的测绘条件可为带有导数一恒能量同步 扫描的荧光分光光度计的扫描速率为240nm/min，恒能量差Δv = 1100 1500 cm·1;带有导 数一恒能量同步扫描的荧光分光光度计的起始激发波长为260nm，波长扫描范围为220nm。在步骤2)中，所述带有导数一恒能量同步扫描的荧光分光光度计的恒能量差Δν 最好为HOOcnT1。本发明针对现有的高脂食品中苯并(a)芘的检测方法所存在的缺点，对前处理过 程的萃取效率和操作时间两个因素进行了改进，利用微波萃取效率高、节省时间等特点，采 用价格低廉的家用微波炉，将皂化和微波辅助萃取两个步骤同时进行，与现有技术相比，本
4发明具有以下显著的特点1)可使用价格低廉的家用微波炉作为微波萃取系统，二阶导数一恒能量同步荧光 光谱法检测，设备简单、低廉、易操作，便于推广和使用；2)在样品整个前处理过程中，操作简单、快捷、省溶剂，定量方法结果准确可靠；3)采用常压、低功率、短时间微波萃取处理后，溶剂温度一般维持在50 55°C，减 少了冷却时间，同时也可以避免样品中可能含有的杂质如含铁、含碳物质容易形成局部热 点而带来的安全隐患；4)本发明无需纯化、分离过程，不仅减少了操作步骤，而且避免了苯并(a)芘的损失。
图1为香辣鱼丝样品的零阶-恒能量同步荧光光谱。在图1中，横坐标为激发波长 (nm)，纵坐标为相对荧光强度(a. u.)；恒能量差Δν = 1400 cm—1，在386. 6nm处为苯并(a) 芘的荧光峰。图2为香辣鱼丝样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。在图2中，横坐标为激 发波长(nm)，纵坐标为导数荧光强度(a. u.)；恒能量差Δν = 1400 cm·1;曲线1为8ng/mL， 曲线2为6ng/mL，曲线3为4ng/mL，曲线4为2ng/mL，曲线5为Ong/mL。图3为香辣鱼丝样品的标准加入法曲线。在图3中，横坐标为加标浓度(ng/mL)， 纵坐标为导数荧光强度(a. u.)。图4为葵花油样品的零阶-恒能量同步荧光光谱。在图4中，横坐标为激发波长 (nm)，纵坐标为相对荧光强度(a. u.)。图5为葵花油样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。在图5中，横坐标为激发 波长(nm)，纵坐标为导数荧光强度(a. u.)；曲线1为8ng/mL，曲线2为6ng/mL，曲线3为 4ng/mL,曲线 4 为 2ng/mL，曲线 5 为 Ong/mL。图6为葵花油样品的标准加入法曲线。在图6中，横坐标为加标浓度(ng/mL)，纵 坐标为导数荧光强度(a. U.)。图7为烤鱿鱼样品的零阶-恒能量同步荧光光谱。在图7中，横坐标为激发波长 (nm)，纵坐标为相对荧光强度(a. u.)。图8为烤鱿鱼样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。在图8中，横坐标为激发 波长(nm)，纵坐标为导数荧光强度(a. u.)；曲线1为8ng/mL，曲线2为6ng/mL，曲线3为 4ng/mL,曲线 4 为 2ng/mL，曲线 5 为 Ong/mL。图9为烤鱿鱼样品的标准加入法曲线。在图9中，横坐标为加标浓度(ng/mL)，纵 坐标为导数荧光强度(a. U.)。
具体实施例方式以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。实施例1 香辣鱼丝样品将香辣鱼丝搅碎后，称取1. Og样品于250mL磨口抽滤瓶 中，加入20mL正己烷和15mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有500mL 水的容器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为140W，萃取IOmin后，冷却至
5室温，加入15mL超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取 2mL溶液至荧光光度计的常规石英荧光样品池，进行恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数 设置如下恒能量差Δν = 1400 cm·1;扫描起始激发波长260nm ；波长扫描范围220nm。得 到如图1所示的零阶-恒能量同步荧光光谱，在386. 6nm处为苯并(a)芘的荧光峰，由图1 所示的苯并(a)芘光谱峰可用于苯并(a)芘的鉴别和粗略测定。实施例2 与实施例1类似，其区别在于加置二阶求导功能，得到如图2所示的二 阶导数-恒能量同步荧光光谱。采用“导数基线法”读取试样于397. 5nm处的信号强度值， 作为定量计算用的导数荧光强度。而后往2mL的样品溶液中加入4μ L浓度为lmg/L苯并 (a)芘标准溶液到液池中，进行二阶导数一恒能量同步荧光光谱的测绘，加标4次。数值读 取方式采用“导数基线法”如图2所示，图中a、b的连线为样品负峰的基线，于397. 5nm处， 分别读取样品负峰基线和苯并(a)芘负峰的信号强度值，将二者的代数差绝对值作为定量 计算用的导数荧光强度。测绘如图3的标准加入曲线，标准加入曲线的线性拟合方程为Y =413. 2+90. 3X，相关系数为0. 99975，线性良好。由此得香辣鱼丝样品萃取液含4. 57 μ g/ L的苯并(a)芘，换算为香辣鱼丝中苯并(a)芘的含量则为22.7yg/kg。由图2可看出，二 阶导数_恒能量同步荧光光谱中苯并(a)芘相对峰值较大，谱带比较窄，可以减少读值的误 差，而且可以减少光谱干扰，增强特征光谱精细结构的分辨能力，提高灵敏度。实施例3 葵花油样品用移液器移取0.4g葵花油样品于250mL磨口抽滤瓶中，加 入20mL正己烷和25mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有400mL水的容 器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为140W，萃取IOmin后，冷却至室温， 加入15mL超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取2ml 溶液至荧光光度计的常规石英荧光样品池，进行二阶导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。 仪器参数设置如下恒能量差Δν = 1400 cm—1 ；扫描起始激发波长260nm ；波长扫描范围 220nm。得到如图4所示的恒能量同步荧光光谱，由图4所示的苯并(a)芘光谱峰可用于苯 并(a)芘的鉴别和粗略测定。加置二阶求导功能，得到如图5所示的二阶导数-恒能量同 步荧光光谱。同时往2mL的样品溶液中加入4μ L浓度为lmg/L苯并(a)芘标准溶液到液 池中，进行二阶导数一恒能量同步荧光光谱的测绘，加标4次。数据读取方式采用“导数基 线法”于397. 5nm处，分别读取样品负峰基线和苯并(a)芘负峰的信号强度值，将二者的代 数差绝对值作为定量计算用的导数荧光强度。测绘如图6的标准加入曲线。标准加入曲线 的线性拟合方程为Y = 75. 0+56. 5X，相关系数为0. 99967，线性良好。由此得葵花油样品萃 取液含1.33 μ g/L的苯并(a)芘，换算为葵花油中苯并(a)芘的含量则为16.6yg/kg。实施例4 烤鱿鱼样品将烤鱿鱼搅碎后，称取1. Og样品于250mL磨口抽滤瓶中， 加入30mL正己烷和20mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有500mL水 的容器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为140W，萃取20min后，冷却至室 温，超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取2ml溶液至 荧光光度计的常规石英荧光样品池，进行二阶导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参 数设置如下恒能量差Δν = 1400 cm·1;扫描起始激发波长260nm ；波长扫描范围220nm。 得到如图7所示的恒能量同步荧光光谱，由图7所示的苯并(a)芘光谱峰可用于苯并(a) 芘的鉴别和粗略测定。加置二阶求导功能，得到如图8所示的二阶导数-恒能量同步荧光 光谱。同时往2mL的样品溶液中加入4μ L浓度为lmg/L苯并(a)芘标准溶液到液池中，进行二阶导数一恒能量同步荧光光谱的测绘，加标4次。数据读取方式采用“导数基线法”，测 绘如图9的标准加入曲线。标准加入曲线的线性拟合方程为Y = 430. 6+101. 6X，相关系数 为0. 99998，线性良好。由此得烤鱿鱼样品萃取液含4. 24μ g/L的苯并(a)芘，换算为烤鱿 鱼中苯并(a)芘的含量则为21. 2μ g/kg。实施例5 香辣鱼丝样品将香辣鱼丝搅碎后，称取1. Og样品于250mL磨口抽滤瓶 中，加入20mL正己烷和15mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有500mL 水的容器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为420W，萃取IOmin后，冷却至 室温，超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取样品溶液， 进行导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数设置如下恒能量差Δν =ISOOcm^W 置二阶求导功能。测绘导数-恒能量同步荧光光谱，并按标准加入法测量。测量得香辣鱼 丝中苯并(a)芘含量为19. 2 μ g/kg。实施例6 香辣鱼丝样品将香辣鱼丝搅碎后，称取2. Og样品于250mL磨口抽滤瓶 中，加入IOmL正己烷和15mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有600mL 水的容器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为140W，萃取IOmin后，冷却至 室温，超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取2ml溶液 至荧光光度计的常规石英荧光样品池，进行二阶导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器 参数设置如下恒能量差Δν = 1100 cm·1;加置二阶求导功能。测绘导数-恒能量同步荧光 光谱，并按标准加入法测量。苯并(a)芘测定效果良好。实施例7 葵花油样品用移液器移取0. Sg葵花油样品于250ml磨口抽滤瓶中， 分别加入20mL正己烷和25mL lmol/L的氢氧化钾-甲醇溶液，盖上磨口塞后与装有500mL 水的容器一起放入家用微波炉内，设置家用微波炉输出功率为140W，萃取lOmin，冷却至室 温，超纯水冲洗，取出上层正己烷，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容到5mL。移取2ml溶液至 荧光光度计的常规石英荧光样品池，进行二阶导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参 数设置如下恒能量差Δν = 1400 cm4;加置二阶求导功能。测绘导数-恒能量同步荧光光 谱，并按标准加入法测量。苯并(a)芘测定效果良好。
权利要求
高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于包括以下步骤1)样品处理取高脂食品样品放入磨口抽滤瓶中，加入氢氧化钾-甲醇溶液，再加入正己烷，盖上磨口塞后与装有水的容器一起放入微波炉内萃取后，取出冷却至室温，用水冲洗，静置分层后取出正己烷清液，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容，得处理后的待测样品溶液；2)定性测量使用带有导数—恒能量同步扫描的荧光分光光度计，对所述待测样品溶液进行恒能量同步荧光光谱的测绘，用于苯并(a)芘的鉴别和粗略测定；3)定量测量在步骤2)所述恒能量同步荧光光谱的测绘条件下，加置二阶求导功能，进行二阶导数—恒能量同步荧光光谱的测绘，数据读取方式采用导数基线法，利用连续标准加入法对待测样品溶液中苯并(a)芘进行定量；所述导数基线法为分别读取待测样品溶液负峰基线和苯并(a)芘负峰于397.5nm处的信号强度值，将二者的代数差绝对值作为定量计算用的导数荧光强度。
2.如权利要求1所述的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于在步骤1) 中，所述高脂食品样品的量为0. 4 2. 0g，所述正己烷的加入量为10 30mL，所述加入氢 氧化钾_甲醇溶液的量为15 25mL，所述水的量为400 600mL。
3.如权利要求1或2所述的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于在步 骤1)中，所述氢氧化钾_甲醇溶液的摩尔浓度为lmol/L。
4.如权利要求1所述的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于在步骤1) 中，所述微波炉的输出功率为140 420W，所述萃取的时间为10 20min。
5.如权利要求4所述的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于所述微波 炉的输出功率为140W，所述萃取的时间为lOmin，每5min停一次。
6.如权利要求1所述的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，其特征在于在步骤2) 中，所述恒能量同步荧光光谱的测绘条件为带有导数一恒能量同步扫描的荧光分光光度 计的扫描速率为240nm/min，恒能量差Δν = 1100 1500 cm4;带有导数一恒能量同步扫描 的荧光分光光度计的起始激发波长为260nm，波长扫描范围为220nm。
全文摘要
高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法，涉及一种苯并(a)芘的检测方法。提供一种操作简便快捷、费用低廉的高脂食品中苯并(a)芘的快速检测方法。取高脂食品样品放入磨口抽滤瓶中，加入氢氧化钾-甲醇溶液、正己烷，与水放入微波炉内萃取后，取出冷却，冲洗，静置分层后取出正己烷清液，旋转蒸发至干，用二氯甲烷定容，得待测样品溶液；使用带有导数-恒能量同步扫描的荧光分光光度计，对待测样品溶液进行恒能量同步荧光光谱的测绘，用于苯并(a)芘的鉴别和粗略测定；加置二阶求导功能，进行二阶导数一恒能量同步荧光光谱的测绘，数据读取方式采用导数基线法，利用连续标准加入法对待测样品溶液中苯并(a)芘进行定量。
文档编号G01N21/64GK101881731SQ201010108530
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者周娜, 李呐, 李秀英, 李耀群, 林丽容 申请人:厦门大学
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