CN1632535A - 食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法 - Google Patents

食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法 Download PDF

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Abstract

食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，涉及苯并(a)芘的筛查方法，提供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。步骤为样品处理：将食品剪碎研磨后浸泡在二氯甲烷中，取上层清液移入样品池；测量：使用带有导数－恒能量同步扫描的荧光分光光度计，其波长扫描范围需包括350～420nm这一光谱区域；或加置二阶求导功能，用于做导数－恒能量同步荧光光谱；进行恒能量同步荧光光谱或导数－恒能量同步荧光光谱的测绘；数据读取；数据处理，利用标准加入法计算。仅对样品进行简单萃取，直接测定，减少对样品前处理过程，操作简便快捷、费用低廉，适用于苯并(a)芘超标食品的快速筛选。

Description

食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法
技术领域
本发明涉及一种苯并(a)芘的筛查方法，尤其是一种食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法。
背景技术
苯并(a)芘(又称3，4-苯并芘)作为多环芳烃的一种，是目前已知的最强致癌的化合物之一，常被人们用作为多环芳烃的典型代表物，是已发现的200多种多环芳烃中最主要的食品污染物(许牡丹，毛跟年，食品安全性与分析检测，北京：化学工业出版社，第一版，2003)。因此，人们在食品中最普遍检测的多环芳烃就是苯并(a)芘，并以此作为多环芳烃的指标，来判断多环芳烃的污染情况。食品中的苯并(a)芘来源复杂，大致有以下途径：内源性(即生物合成)；受工业废水、废气、土壤等的污染；动物性食品在加工过程中以及加工工艺不合理时，燃烧燃料产生或食品脂肪受高温而热解产生苯并(a)芘。例如烟熏烤制食品，既有煤烟污染因素，又有高温使其产生苯并(a)芘的作用，极易发生苯并(a)芘严重超标的问题。因此我国对烟熏烧烤鱼肉类、植物油和粮食中的苯并(a)芘提出了允许限量的国家标准(GB 7104-1994)。食品中苯并(a)芘等致癌多环芳烃的超标，会对人体产生严重危害，故有必要严格监控，但由于现存检测方法的复杂性，许多质检部门没能真正开展起来。
目前食品中苯并(a)芘的分析方法一般有四个环节：样品提取、富集净化、分离、测定，主要有以下几种：
气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)(Md.Yeakub Ali，Richard B.Cole，J.Agric.Food.Chem.，2001，49(9)：4192.)、高效液相色谱分离与荧光检测技术联用(HPLC-FL)(1、Stijn F.van，Kerkhoff M.A.T.，Vandeginste B.G.M.，J.Chromatogr.，A，1996，750(1+2)：263；2、ChenB.H.，Wang C.Y.，Chiu C.P.，J.Agric.Food Chem.，1996，44：2244；3、Kishikawa N.，WadaM.，Kuroda N.，Akiyama S.，Nakashima K.，J.Chromatogr.B，2003，789：257.)等有较强的分离分析的能力，但均需烦琐的前处理操作，而且仪器设备昂贵，难以进行快速筛查。另一方面由于经过色谱分离，增加了实验步骤，且需用洗脱剂冲稀，检测灵敏度会收到影响。
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：样品先用有机溶剂提取，或经皂化后提取，再将提取液经液-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)芘在紫外光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，用溶剂浸出后，用荧光分光光度计测荧光强度与标准比较定量(食品中苯并(a)芘的测定方法，中华人民共和国国家标准，GB/T 5009.27-1996.)。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。
恒能量同步荧光法是同步荧光分析法的一个分支，由Inman和Winefordner提出(1、Inman E.L，Winefordner Jr.J D，Anal.Chim.Acta.，1982，138：245；2、Inman E.L，Winefordner Jr.J D，Anal.Chem，1982，54：2018.)。该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Δ v等于某一能量差，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。恒能量同步荧光法使常规荧光光谱和理论预测的荧光体能级跃迁联系起来了，使所得到的同步光谱谱带宽度变窄了，可得到最大程度的光谱分辨和免受杂散光干扰。
导数-恒能量同步荧光光谱(1、Li Y.Q.，Huang X.Z.，Xu J.G.，Chen G.Z..Anal.Chim.Acta，1992，256：285；2、Li Y.Q.，Huang X.Z..Fresenius J.Anal.Chem.，1997，357：1072.)能进一步减小光谱干扰，增强特征光谱精细结构的分辨能力，排除基体干扰，从而有利于提高灵敏度，是一种用于复杂混合物分析的快速、简便和有效的办法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可明显减少对食品样品的前处理过程，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。
本发明的具体步骤为：
1、样品处理：将食品剪碎、研磨后，称取2～20g，优选5g，将样品放入试剂瓶中，浸泡在10～50mL二氯甲烷中，放置后用吸管取出上层清液，移入常规石英荧光样品池；
2、测量：使用带有导数-恒能量同步扫描的荧光分光光度计，对荧光分光光度计设置以下恒能量同步荧光光谱测定条件：
恒能量差Δ v＝1100～1500cm-1，优选1400cm-1，以激发波长计其波长扫描范围需包括350～420nm这一光谱区域；或
加置二阶求导功能，用于做导数-恒能量同步荧光光谱；
3、将装有萃取液的荧光样品池放入荧光分光光度计的样品室中，进行恒能量同步荧光光谱或导数-恒能量同步荧光光谱的测绘；
4、数据读取；
5、数据处理，利用标准加入法计算。
在步骤1中，所说的样品可包在滤纸中，再放入试剂瓶。
在步骤4中，所说的数据读取的方法为：基于恒能量同步荧光光谱法，利用零阶恒能量同步荧光光谱，按基线法，分别读取试样于383nm处扣除基体的荧光强度作为定量计算用的相对荧光强度；或者
基于导数-恒能量同步荧光光谱法，利用二阶导数-恒能量同步荧光光谱，采用相邻峰-谷法分别读取试样于384和394nm处的信号强度值，其绝对值加和即为定量计算用的导数荧光强度。
带有导数-恒能量同步扫描的荧光分光光度计可采用如美国的PERKIN ELMER LS-50B荧光分光光度计，VARIAN ECLIPSE型荧光分光光度计及中国的MYF多功能荧光分光光度计等。
本发明通过二阶导数-恒能量同步荧光方法检测，对主要致癌物--苯并(a)芘进行定量分析，找出恒能量荧光分析食品中苯并(A)芘的最佳样品前处理和最佳测定条件。实现导数-恒能量同步荧光法快速定性鉴别和定量检测食品中主要致癌物苯并(a)芘的含量，从而利用所建立方法可实现对苯并(a)芘含量超标的不合格食品的快速筛选。
本发明提出食品中苯并(a)芘的恒能量同步荧光法及导数-恒能量同步荧光法测量方案。该方法仅对样品进行简单的萃取，无须其它的处置，即可直接测定，大大减少对食品样品的前处理过程，操作简便、快捷、费用低廉，适用于苯并(a)芘超标食品的快速筛选。
附图说明
图1为海蛎饼样品的零阶-恒能量同步荧光光谱。在图1中，横坐标为λex(nm)，纵坐标为Relative Fluorescence Intensity(相对荧光强度)，恒能量差Δ v＝1400cm-1，BaP为苯并(a)芘，在383nm处为苯并(a)芘的荧光峰，因在短波区存在较大的光谱基体干扰，故采用基线法克服其影响。
图2为海蛎饼样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。在图2中，横坐标和恒能量差Δ v与图1相同，纵坐标为Derivative Fluorescence Intensity(导数荧光强度)，BaP为苯并(a)芘，由谱图的比较可看出，二阶导数-恒能量同步荧光谱中苯并(a)芘(峰-谷)相对峰值较大，谱带比较窄，可以减少读值的误差，而且可以减小光谱干扰，增强特征光谱精细结构的分辨能力，提高灵敏度。因此我们推荐采用导数-恒能量同步荧光光谱进行定量检测。
图3为海蛎饼样品的标准加入曲线。在图3中，横坐标为Additive Concentration(加标浓度，ng/mL)，纵坐标为Derivative Fluorescence Intensity(a.u.)。
图4为肉丝样品的恒能量同步荧光光谱。
图5为肉丝样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。
图6为肉丝样品的标准加入曲线。
图7为肉松样品的恒能量同步荧光光谱。
图8为肉松样品的二阶导数-恒能量同步荧光光谱。
图9为肉松样品的标准加入曲线。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
海蛎饼样品：海蛎饼研磨后，称取5g，将样品包在滤纸中放入试剂瓶中，浸泡在50mL二氯甲烷中，放置，用吸管取出上层清液，移入荧光分光光度计的常规石英荧光样品池，进行导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数如下设置：恒能量差Δ v＝1400cm-1；扫描起始激发波长为250nm，扫描终止波长为600nm。得到如图1所示的恒能量同步荧光光谱，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所示的导数-恒能量同步荧光光谱。采用相邻峰-谷法分别读取光谱于384和394nm处的信号强度值，它们的绝对值加和即为定量计算用的导数荧光强度。同时另取5份上层清液，加苯并(a)芘标准溶液，同法测绘导数-恒能量同步荧光光谱。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＝144.4+72.0*X，相关系数为0.9992，线性良好。由此得上层清液含2.01ng/mL的苯并(a)芘，换算为海蛎饼样品中苯并(a)芘的含量则为20.1μg/kg。
实施例3
肉丝样品：将样品剪碎，研磨，称取5g，用滤纸包好，浸泡在25mL的二氯甲烷溶剂中，放置，用吸管取出上层清液，移入荧光分光光度计的常规石英荧光样品池，进行恒能量同步荧光检测。仪器参数如下设置：恒能量差Δ v＝1400cm-1；扫描起始激发波长为250nm，扫描终止波长为450nm。得到如图4所示的恒能量同步荧光光谱，由图示的苯并(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所示的导数-恒能量同步荧光光谱。采用相邻峰-谷法分别读取光谱于384和394nm处的信号强度值，它们的绝对值加和即为定量计算用的导数荧光强度。同时另取5份上层清液，加苯并(a)芘标准溶液，同法测绘导数-恒能量同步荧光光谱。绘制如图6的标准加入曲线。标准加入曲线的线性拟合方程为Y＝85.2+59.9*X，相关系数为0.9985，线性良好。由此得萃取液含1.40ng/mL的苯并(a)芘，换算为肉丝样品中苯并(a)芘的含量则为7.0μg/kg。
实施例4
肉松样品：将样品剪碎，研磨，称取5g，将样品包在滤纸中放入试剂瓶中，浸泡在25mL二氯甲烷中，放置，用吸管取出上层清液，移入荧光分光光度计的常规石英荧光样品池，进行导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数如下设置：扫描速率240nm/min；恒能量差Δ v＝1400cm-1；单色仪狭缝宽度5nm；扫描起始激发波长为250nm，扫描终止波长为450nm。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所示的导数-恒能量同步荧光光谱。采用相邻峰-谷法分别读取光谱于384和394nm处的信号强度值，它们的绝对值加和即为定量计算用的导数荧光强度。同时另取5份上层清液，加苯并(a)芘标准溶液，同法测绘导数-恒能量同步荧光光谱。绘制如图9的标准加入曲线。标准加入曲线的线性拟合方程为Y＝162.7+59.4*X，相关系数为0.9989，线性良好。由此得上层清液含2.73ng/mL的苯并(a)芘，换算为肉松样品中苯并(a)芘的含量则为13.6μg/kg。
实施例5
肉干样品：将样品剪碎，研磨，称取2g，将样品包在滤纸中放入试剂瓶中，浸泡在10mL二氯甲烷中，放置，用吸管取出上层清液，移入荧光分光光度计的常规石英荧光样品池，进行导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数如下设置：恒能量差Δ v＝1100cm-1；设置二阶求导功能。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6
肉松样品：将样品剪碎，研磨，称取20g，将样品包在滤纸中放入试剂瓶中，浸泡在50mL二氯甲烷中，放置，用吸管取出上层清液，移入荧光分光光度计的常规石英荧光样品池，进行导数-恒能量同步荧光光谱的测绘。仪器参数如下设置：恒能量差Δ v＝1500cm-1；设置二阶求导功能。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。

Claims (5)

1、食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，其特征在于其具体步骤为：
1)、样品处理：将食品剪碎、研磨后，称取2～20g，将样品放入试剂瓶中，浸泡在10～50mL二氯甲烷中，放置后用吸管取出上层清液，移入常规石英荧光样品池；
2)、测量：使用带有导数-恒能量同步扫描的荧光分光光度计，对荧光分光光度计设置以下恒能量同步荧光光谱测定条件：恒能量差Δ ν＝1100～1500cm-1，以激发波长计，其波长扫描范围需包括350～420nm这一光谱区域；或
加置二阶求导功能，用于做导数-恒能量同步荧光光谱；
3)、将装有萃取液的荧光样品池放入荧光分光光度计的样品室中，进行恒能量同步荧光光谱或导数-恒能量同步荧光光谱的测绘；
4)、数据读取；
5)、数据处理，利用标准加入法计算。
2、如权利要求1所述的食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，其特征在于在步骤1)样品处理中，将食品剪碎、研磨后，称取5g。
3、如权利要求1所述的食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，其特征在于在步骤2)中，对荧光分光光度计设置以下恒能量同步荧光光谱测定条件：恒能量差Δ ν＝1400cm-1。
4、如权利要求1所述的食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，其特征在于在步骤1)中，所说的样品包在滤纸中，再放入试剂瓶。
5、如权利要求1所述的食品中苯并(a)芘的荧光快速筛查方法，其特征在于在步骤4)中，所说的数据读取的方法为：基于恒能量同步荧光光谱法，利用零阶恒能量同步荧光光谱，按基线法，分别读取试样于383nm处扣除基体的荧光强度作为定量计算用的相对荧光强度；或者
基于导数-恒能量同步荧光光谱法，利用二阶导数-恒能量同步荧光光谱，采用相邻峰-谷法分别读取试样于384和394nm处的信号强度值，它们的绝对值加和即为定量计算用的导数荧光强度。
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