油炸肉制品中苯并芘生成条件及其调控

毕可海，张玉莹，孙玉奉，张玉清，杨青，禹长海

1. 威海海洋职业学院食品工程系（威海 264300）；2. 山东农业大学食品科学与工程学院（泰安 271018）；3. 安丘市检验检测中心（潍坊 262100）

油炸食品有着独特的色香味，其中油炸肉制品由于其酥脆的口感而在食谱中占有重要地位[1-2]。油炸过程的高热等条件可以杀灭食品中的细菌，延长保存期，给予食品特有的油香味和金黄色泽，使食材的营养成分能最大程度的保持在食品内不流失，油炸食品受到人们喜爱[3]。然而近年来一些研究表明，油炸食品的安全性存在很大问题，肉类在油炸过程中产生的多环芳烃、杂环胺等强致癌物对人体健康存在极大危害[4]。苯并芘是多环芳烃、杂环胺等强致癌物的一种[5]。

苯并芘（B(a)P）是一种对健康有着巨大危害的物质，它来源广泛，汽车尾气、工业废气、食物在熏制、烘烤和煎炸时均可产生，是多环芳香烃化合物中具有代表性、被国际公认的强致癌物质之一[6-7]。其主要是通过食物或饮水进入机体，在肠道被吸收，入血后很快分布于全身。乳腺和脂肪组织可蓄积苯并芘。苯并芘对眼睛、皮肤有刺激作用，是致癌物和诱变剂，并且有胚胎毒性。动物试验发现，经口摄入苯并芘可通过胎盘进入胎仔内，引起毒性及致癌作用[8-11]。由于苯并芘在人体内可以蓄积，长期食用含有苯并芘的食物，会严重影响健康。油炸食品在高温加工中由于脂肪会发生裂解等过程会产生大量的苯并芘[12-14]。因此，试验以油炸肉制品产生的苯并芘为研究对象，探讨苯并芘的生成条件并寻找合适的抑制剂等，以期减少苯并芘对人体健康的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

猪肉、鸡肉、牛肉、食用油（山东荣成市售）；苯并芘标准品（上海源叶生物科技有限公司）；二甲基亚砜、正己烷、乙腈、甲醇（均为国产分析纯）；乙腈（色谱纯，天津市永大化学试剂有限公司）。

1.2 试验仪器

Reservoir Tray型高效液相色谱仪（配荧光检测器，日本岛津公司）；QCD3120型超声仪（北京华盛谱信有限公司）；N1001型旋转蒸发仪（上海爱朗仪器有限公司）；TGL-12B超高速离心机（上海安亭科学仪器厂）；C18固相萃取装置（北京华盛谱信有限公司）；AKLH-VI-20超纯水机（艾柯仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理

1.3.1.1 提取

将猪肉切成2～3 mm肉片，取适量切片后生肉。使用电磁炉加热，油炸。将油炸后的肉样品，用研钵研磨至肉末状。准确称取5 g样品，加入20 mL甲醇，用玻璃棒搅拌浸提2 min，超声30 min。将提取液转移至50 mL离心管中。在肉渣中继续加入20 mL正己烷，超声30 min，提取液转移至50 mL离心管中。重复提取1次，合并提取液，高速离心10 min。取上清液于100 mL圆底烧瓶中，在40 ℃下旋蒸至体积约5 mL。用20 mL二甲基亚砜萃取，将下层液体转移至容量瓶中，加入30 mL超纯水。混合均匀，待用。

1.3.1.2 分离纯化

活化：用5 mL甲醇活化C18固相萃取柱，调节真空度，使流速2～3滴/s，待柱内溶液至近干，加入5 mL超纯水。调节真空度，是流速2～3滴/s。上样与洗杂：将前处理中制备好的二甲基亚砜洗脱液加入C18固相萃取柱，调节真空度，使流速1～2滴/s，用10 mL超纯水洗杂。

洗脱：用3 mL高效液相色谱专用的甲醇进行淋洗固相萃取柱，用塑料小管承接洗脱液，调节真空度使流速大约1～2滴/s[15]。

样品进样前处理将甲醇洗脱液混匀，尽量避免目标物在处理过程中的损失。经0.22 μm有机微孔过滤膜过滤于进样小瓶中。4 ℃下保存，准备进入HPLC色谱分析仪。

1.3.2 高效液相色谱检测方法

液相色谱仪配荧光检测器和Diamonsil C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为乙腈-水（体积比88∶12），流速1.0 mL/min；柱温30 ℃；进样量10 μL；激发波长384 nm，发射波长406 nm。

1.3.3 苯并芘标准曲线的建立

准确称取1 mg（精确至0.01 mg）苯并芘标准品于10 mL容量瓶中，用色谱甲醇定容，得到100 mg/L的苯并芘溶液，分别稀释成0.01，0.1，0.5，1.0，2.0，5.0和10.0 mg/L的溶液。将所得溶液过0.22 μm有机滤膜，收集滤液于进样瓶中至于HPLC检测分析，记录峰面积。以苯并芘浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.3.4 苯并芘添加回收试验

选用兔肉（未检出苯并芘）作为添加回收试验样品，在进行添加回收试验之前用此方法对鸡肉样品中的苯并芘含量进行检测。分别取1 mL质量浓度1.0，2.0和5.0 mg/L的标准溶液分别添加到5.0 g样品中，室温下孵育24 h，按1.3.1所述步骤进行提取净化，得到分析样品。

1.3.5 油炸猪肉、鸡肉和牛肉中苯并芘生成量的影响

分别取质量相同、部位相近的猪五花肉、鸡脯肉和牛胸肉按1.3.1进行预处理，设定油炸温度200 ℃，油炸时间8 min，然后将预处理好的样品置于冰箱中4℃冷却，经HPLC检测。记录峰面积值，探讨不同种类的肉制品对苯并芘生成量的影响。

1.3.6 油炸不同部位的猪肉对苯并芘生成量的影响

分别称取猪肉中质量相同的里脊肉、后腿肉、臀尖肉和五花肉，按1.3.1进行预处理，设定油炸温度200 ℃，油炸时间10 min，将预处理好的样品置于冰箱中4 ℃冷却，经HPLC检测。并测定油炸猪肉后的油中苯并芘生成量，探讨猪肉中不同部位的肉制品对苯并芘生成量的影响。

1.3.7 油炸温度和油炸时间对苯并芘生成量的影响

取质量相同的猪五花肉分别在油炸温度为160，180，200和220 ℃的条件下，分别油炸2 min，4，6，8，10和15 min，取出冷却，经HPLC检测。探讨不同油炸温度和油炸时间对苯并芘生成量的影响。

1.3.8 抗氧化剂对猪肉中苯并芘生成量的影响

准确称取干茶叶15 g，充分研磨，乙醇体积分数50%，料液比1∶20 g/mL，浸提温度60，超声波浸提1 h，过滤，定容至400 mL[16-18]。将猪肉浸泡在提取液中12 h，取出，并沥干，按1.3.1进行样品前处理，在温度为200 ℃时油炸10 min，置于液相色谱检测，计算苯并芘生成量。探讨茶叶提取物对猪肉中苯并芘生成量的影响。

准确称取15 g生大蒜，充分研磨，以料液比1∶4（g/mL），加入95%乙醇溶液，30 ℃水浴1.5 h，过滤，得到提取物，定容至400 mL[19]。将猪肉浸泡在提取液中12 h，取出、沥干按1.3.1进行样品前处理，在温度200 ℃时油炸10 min，置于液相色谱检测，计算苯并芘生成量。探讨茶叶提取物对猪肉中苯并芘生成量的影响。

准确称取15 g海带干粉，以料液比1∶10（g/mL），加入50%乙醇溶液，经超声波破碎仪破碎15 min，40℃水浴3 h，过滤，得到提取物，定容至400 mL[20]。将猪肉浸泡在提取液中12 h，取出、沥干按1.3.1进行样品前处理，在温度200 ℃时油炸10 min，置于液相色谱检测，计算苯并芘生成量。探讨茶叶提取物对猪肉中苯并芘生成量的影响。

1.3.9 茶叶提取液的浸泡时间对苯并芘生成量的影响

取质量相同的猪五花肉，将其置于茶叶提取液中分别浸泡3，6，9，12和15 h，在温度为取出后在200℃温度下，油炸10 min，取出冷却，经HPLC检测。探讨五花肉在茶叶提取液中浸泡时间对苯并芘生成量的影响。

2 结果与分析

2.1 苯并芘HPLC色谱图

由图1可得，在试验液相色谱条件下，苯并芘溶液的色谱峰峰形较好，杂峰较少。苯并芘的出峰时间约19 min，时间合适，符合实际要求，因此选用此液相色谱条件。

图1 苯并芘的HPLC色谱图

2.2 苯并芘标准曲线的建立

如图2所示，苯并芘浓度在0.1～10 mg/kg的范围内，与峰面积有良好的线性关系，在此范围内的线性回归方程为y=3×107x+2×106，y为峰面积，x为苯并芘浓度。相关系数R2=0.999 3。由此表明，苯并芘浓度与峰面积成正比例关系。因此，峰面积可表观上反映苯并芘浓度。

图2 苯并芘标样标准曲线

2.3 苯并芘的回收率

为验证液此方法的准确性，因此选用兔肉样品做添加回收试验，分别取质量浓度1.0，2.0和5.0 mg/L的标准溶液添加到5.0 g鸡肉中孵育24 h，每个浓度做3组平行试验。按1.3.1步骤，经前处理后，置于HPLC检测，结果显示，方法的回收率均在86.0%～96.0%之间，说明此方法具有较高的准确性。

2.4 油炸猪肉、鸡肉和牛肉对苯并芘生成量的影响

如图3所示，不同种属的肉品（猪肉、鸡肉）经油炸后苯并芘生成量不同，猪肉的苯并芘生成量可达136.76 μg/kg，牛肉的苯并芘生成量为41.94 μg/kg，而鸡肉中的苯并芘生成量仅8.61 μg/kg，这说明肉的种类对苯并芘的生成量有很大影响。这可能是因为不同种属的肉成分不同，在油炸时脂肪等会在高温条件下发生热裂解反应，再经过环化和聚合反应就能够形成包括苯并芘在内的多环芳烃类物质。猪肉中脂肪含量较高，使得油炸猪肉时生成苯并芘含量也较高。而鸡肉中富含蛋白质，而脂肪含量较低，因此油炸鸡肉时苯并芘生成量较低。在相同条件下由于猪肉中苯并芘生成量最高，所以选择猪肉进行下一步研究。

表1 添加回收率试验

图3 不同肉种类对苯并芘生成量的影响

2.5 不同部位猪肉对苯并芘生成量的影响

因不同部位的猪肉肉质不同、脂肪含量不同，将猪肉分为4级，按猪肉的等级分级，里脊肉、后腿肉、臀尖肉、五花肉分别经200 ℃油炸10 min后，苯并芘含量可分别达174.43，122.49，96.30和75.77 μg/kg。如图4所示，通过检测油炸猪肉后的油中苯并芘生成量，发现油炸不同部位猪肉后油中的苯并芘生成量不同，其中以油炸过五花肉的油中苯并芘生成量最高，可达137.21 μg/kg，而油炸里脊肉后的油中苯并芘生成量最低。这可能是因为不同部位中猪肉的成分含量不同，如蛋白质、脂肪等因素，五花肉中脂肪含量最高，蛋白质含量最低，而里脊肉中脂肪含量最低，而蛋白质含量最高，脂肪因高温裂解，产生自由基，并相互结合生成苯并芘。因此可能会对苯并芘的生成产生影响。

2.6 油炸温度和油炸时间对苯并芘生成量的影响

由图5可知，温度和时间对苯并芘的生成都具有显著影响。油炸温度相同时，苯并芘生成量随油炸时间的增长而增大。0～4 min内，苯并芘生成量没有明显增加，低于国家标准（4 min是苯并芘生成量为4.864 μg/kg）。在油炸5 min后，苯并芘生成量开始显著产生，200 ℃油炸10 min时，苯并芘生成量为174.35 μg/kg。油炸15 min时生成量为178.24 μg/kg，相较于油炸10 min未有明显增长，生成速率变小，苯并芘继续生成的趋势不明显。而在相同的时间内，苯并芘的生成量随着温度升高而增大，在200和220 ℃温度下会产生更多的苯并芘。油炸温度越高，时间越长，产生的苯并芘生成量越大，这与吴丹的结果相似[21]。综合考虑苯并芘生成量、生成速率、生活实际及口感等因素，将后续试验，探讨抗氧化剂对油炸猪肉的苯并芘生成量的影响，油炸条件确定为200 ℃，油炸10 min。

图4 油炸不同部位的猪肉中苯并芘

图5 油炸温度和油炸时间对苯并芘生成的影响

2.7 几种天然食品提取物对油炸猪肉中苯并芘的抑制作用

由表2可得，浸泡不同抑制剂的3组试验组均有不同程度的抑制效果。与对照组相比较，海带提取物的抑制效果最小为11.35%，添加茶叶提取物的抑制效果可达51.19%。这可能与茶叶、大蒜、海带提取物的抗氧化性有关，茶叶中富含茶多酚，大蒜中还有大蒜素[22]，海带中含有海带多酚[23]，在抗氧化能力上，茶多酚因其结构上可以提供多个羟基而使自由基灭活，因此具有很强的抗氧化能力和清除自由基能力[24-25]，可以清除在油炸猪肉脂肪时因高温裂解产生的自由基，因此会对苯并芘的生成产生较好的抑制效果。

2.8 茶叶提取物浸泡时间对苯并芘生成量的影响

研究发现，茶叶提取物对苯并芘的生成具有抑制效果，因此更进一步的探讨猪五花肉在茶叶提取物溶液里的浸泡时间对苯并芘的生成量的影响。由图6可知，浸泡时间对苯并芘的生成量具有显著影响。浸泡时间3 h时，油炸猪肉中苯并芘生成量为153.46 μg/kg，开始产生抑制效果，并且肉色与未浸泡的接近，表面变为淡红色。随着浸泡时间增长，苯并芘生成量迅速下降。浸泡9 h时，油炸肉中苯并芘生成量为89.84 μg/kg。浸泡15 h时，油炸肉中苯并芘生成量为74.37 μg/kg。

综合考虑油炸猪肉中苯并芘生成量等方面，试验结果显示，将猪肉浸泡在茶叶提取物中浸泡9 h，具有较好地抑制效果，并且肉的组织状态较好。

表2 几种提取物对油炸猪肉中苯并芘的抑制效果

图6 茶叶提取物浸泡时间对苯并芘生成量的影响

3 结论

试验研究不同油炸条件对苯并芘生成的影响，通过试验依次讨论不同种属的肉制品、不同部位的猪肉、油炸时间、油炸温度和抗氧化剂对苯并芘生成的影响。通过试验发现，对于不同种属的肉制品及不同部位的猪肉，油炸时生成的苯并芘与其脂肪含量密切相关，脂肪含量多的肉制品产生的苯并芘的量也较多，因此，猪五花肉产生的苯并芘的量较大，200 ℃油炸10 min时，苯并芘生成量可达174.35 μg/kg，而通过添加抗氧化剂，可以明显降低苯并芘生成，抑制率最高可达51.19%。试验为进一步研究油炸过程中苯并芘的调控提供依据。