检测|酒中外源性有害物质的检测现状与研究进展

1、食品添加剂 酒类中的食品添加剂主要有色素、防腐剂、甜味剂等。色素赋予食品一定的颜色,人工 合成色

1、食品添加剂

酒类中的食品添加剂主要有色素、防腐剂、甜味剂等。色素赋予食品一定的颜色,人工 合成色素因价格低廉,染色性能好,用量少等特点受到食品工业的青睐,被大量用于糖果、 饮料以及其他食品中。苯甲酸和山梨酸作为食品防腐剂,能够有效抑制微生物的生长和繁殖,延长食品的保存期。

糖精钠、安赛蜜、甜蜜素是一类重要的合成高倍甜味剂,由于其甜度高,用料少,成本低等优点,逐渐替代了传统的甜味剂而被广泛应用于食品生产中。然而食用合成色素主要是以苯、甲苯、萘等化工产品为原料制成,在人体内可能转换成致癌 物质;苯甲酸和山梨酸代谢产物稳定,在人体中难以分解;糖精钠、安赛蜜、甜蜜素具有潜 在致畸、致癌、损害肝脏和神经系统的副作用,因此过量摄入色素、防腐剂和甜味剂会对人 体造成一定伤害。

国家标准GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》对酒类食品中允许添加的食品添加剂种类和最大允许使用量都有严格的规定。然而部分不法食品生产经营者在利益最大化的驱动下,在加工生产过程中超范围、超限量使用添加剂。这不仅危害了消费者 的安全和健康,也阻碍了我国酿酒行业的发展。虽然色素、防腐剂、甜味剂的检测在国家食品安全检测标准中已经比较完善,但针对酒 类的并不多。目前,酒类中添加剂的检测方法中,高效液相色谱法是重要组成部分。

吴云静采用Venusil XBP C18色谱柱分离,以甲醇与1.54g/L乙酸铵溶液为流动相进行洗脱,在波长 230nm处进行测定,在15min内苯甲酸、山梨酸、糖精钠与安赛蜜能够达到较好的分离。

张予林等将葡萄酒样品采用聚酰胺吸附法进行前处理,SB-C18色谱柱分离,甲醇+乙酸铵溶 液(0.02mol/L)为流动相,梯度洗脱,建立了一种可同时测定葡萄酒中不允许添加的4种人工 合成着色剂(柠檬黄、日落黄、胭脂红和苋菜红)的变波长(分别为430nm、230nm、480nm、 480nm)高效液相色谱检验方法。姚秀娟等[9]将葡萄酒样品经水浴温热除去乙醇,用氨水调 节至中性,过滤后液相色谱测定,该方法能同时分离葡萄酒中的安赛蜜、苯甲酸、山梨酸、 糖精钠,且分离效果良好。气相色谱在酒类产品中的应用较少。

国标GB/T 5009.97—2003[10]中的气相色谱法是针对食品中甜蜜素的通用检测方法,采用该方法检测白酒时,由于白酒中环己醇及环己基的类似 物质可能与亚硝酸钠反应,生成环己醇亚硝酸酯,而被误认为是环己基氨基磺酸钠与亚硝酸 钠的反应,造成含有甜蜜素的假象,因此国家卫生部在国标GB/T 5009.97—2016[11]《食品中 环己基氨基磺酸钠的测定》中指出气相色谱法的适用范围不包括白酒。马艳等[12]将国标方 法中酒类甜蜜素检测方法优化,在60℃水浴中氮吹20min除去乙醇,然后用气相色谱法测定 其甜蜜素含量。结果表明用气相色谱法测定饮料酒中的甜蜜素是可行的,可以推广至普通中 小企业。程水连等对毛细管气相色谱法测定甜蜜素含量的方法做了改进,使检测样品在 硫酸介质中和亚硝酸钠反应后,再经NaOH碱溶液处理,以环己醇为对照,外标法测定提取 液中的环己醇含量,来实现甜蜜素的定量。在碱溶液中的充分水解,有效减少了副产物环己 醇对甜蜜素检测的干扰。而针对气相色谱法不适用于白酒检测的现状,国家标准GB5009.97—2016中添加了液 相色谱-质谱/质谱法,并专门指出该方法适用于白酒中环己基氨基磺酸钠的测定。液相色谱 -质谱/质谱法对白酒中的多种甜味剂的同时检测研究较多,吴宏萍等建立了一种同时测定 白酒中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素和阿斯巴甜4种甜味剂的LC-MS-MS分析方法。余磊等[15]将 样品直接稀释过0.45μm滤膜上机分析,以C18柱分离,0.1%甲酸水溶液-甲醇为流动相,梯 度洗脱,在电喷雾电离(ESI)负离子模式下,采用多重反应监测模式进行检测,建立了 LC-MS-MS同时检测酱香型白酒中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜、纽甜及三氯蔗糖6 种人工合成甜味剂的方法。

2、重金属 

酒中重金属主要来源于以下两个方面:一是酿酒原料在生产过程中,由于土壤等环境因 素导致其含有一定量的重金属;二是在酿酒过程中水源的利用以及与金属设备的接触和贮藏 运输也会将重金属带入酒中。

酒中的常见重金属污染物主要有铅、锰、镉、砷、汞等,不仅 影响酒的品质,长期饮用还会对人体产生慢性毒害作用,例如当摄入铅过量时,不仅会引起 心律失常、肾功能受损等疾病,而且会对人体的中枢系统造成危害。

酒中常见重金属污染物的检测方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体 质谱法(ICP-MS)。目前利用石墨炉原子吸收法检测酒中重金属的方法较为成熟,该方法 成本较低,准确度高,选择性好,应用范围广,但同时也存在检测时间长,不能多元素同时 检测的局限。

王书兰等建立直接进样-石墨炉原子吸收光谱法,对白酒中铬、铜、铅的含 量进行测定,测得Cr、Cu、Pb的含量分别为0.765ng/mL、1.22ng/mL、0.981 ng/mL,加标回 收率分别为106.6%、98.2%、97.4%。薛平等采用微波消化法处理样品,使用火焰原子吸 收法测定竹叶青酒中的铅和锰,回收率为93.13%~106.17%。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是目前较为常用的痕量分析方法,因其可同时测 定多种重金属元素,具有检测灵敏度高,检测限低于原子吸收法等优点而成为众多研究者的 首选方法。

张丹丹等采用低温蒸干酸化处理样品,通过ICP-MS测定保健酒样品中铅、锰、 砷、铬、镉、汞6种重金属元素的方法,方法检出限较低,结果快速、准确。张建等运用 ICP-MS技术建立了白酒中微量元素的分析方法,可满足白酒中28种元素的分析要求。

3、塑化剂 

塑化剂又叫增塑剂,是一种高分子材料助剂,具有种类多、难以降解、生物富集性强的 特点,具有致畸、致癌、致突变作用,对人体、生物体及植物有较大的毒性。其中邻苯 二甲酸酯类物质(PAEs)具有增塑效率高、使用成本低、易与其他助剂配合使用等优点而被广 泛应用。

我国卫生部已将PAEs列入第六批“食品中可能违法添加的非食用物质”黑名单。白酒中的增塑剂属于特定迁移,主要源于塑料接酒桶、塑料输酒管、酒泵进出乳胶管、 封酒缸塑料布、成品酒塑料内盖、成品酒塑料袋包装、成品酒塑料瓶包装、成品酒塑料桶包 装等。

2014年6月27日国家卫生计生委正式发布了白酒产品中塑化剂风险评估,指出:白 酒塑化剂邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)phtha-late,DEHP)和邻苯二甲酸二丁 酯(dibutyl phthalate,DBP)的含量分别在5mg/kg和1mg/kg以下时,对饮酒者的健康风险处于 可接受水平。

目前白酒中PAEs的检测方法分为传统检测方法与新型检测方法两类。传统检测方法包 括气相色谱法、高效液相色谱法、气-质谱联用法、液-质谱联用法等;新型检测方法有离子 迁移谱技术、ELISA试剂盒法等。食品安全国家标准GB 5009.271—2016《食品中邻苯二甲 酸酯的测定》采用正己烷为提取剂,气相色谱-质谱联用法(GC-MS)测定食品中的16种 邻苯二甲酸酯。黄明元等建立了高效液相色谱法测定白酒中16种PAEs塑化剂的方法。该 方法主要采用C8色谱柱,以1.0mL/min的甲醇-乙腈为流动相进行梯度洗脱,16种PAEs塑化 剂的加标回收率均在90%~110%之间,并在质量浓度0.1~0.8mg/mL的范围内线性关系良好。

卓黎阳利用超高效液相色谱串联四极杆质谱技术对白酒中15种PAEs塑化剂进行快速检测, 分析时间仅为23 min,为各类酒样的日常监测提供重要的理论依据。张志刚等建立了快速 检测白酒中15种邻苯二甲酸酯类塑化剂的离子迁移谱法,总筛查时间在30min以内,实现了 快速检测的需求。曹必溥等[28]采用气相色谱-质谱法和ELISA试剂盒法对比分析红酒中塑化 剂DIBP、DBP、DEHP含量,GC-MS法检测红酒中塑化剂具有高精准度和高回收率,完全满 足红酒中塑化剂检测的要求;试剂盒法的检测值比GC-MS法的检测值要大3.4~5.5倍,但不 影响ELISA试剂盒法作为一种初步的快速检测方法的应用。

4、农药残留

农药具有很好的防害作用,能够有效的提高农作物产量,但也易残留于作物上,经过食 物链的途径进入人体,对人的身体健康造成潜在威胁。酒主要是以谷物、水果等为天然原料 酿制而成,酿酒原料在传统种植过程中存在较为普遍的农药残留问题,严重影响酒类食品质 量安全。

目前,针对酒中农药残留检测的方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱 法、液相色谱-质谱法等。

王洁莲等采用乙腈二次提取红葡萄酒中的 8 种农药残留,利用 气相色谱作为检测手段,ECD 检测器进行定性定量分析。李俊等建立了白酒中多种拟除虫菊酯农药残留检测方法:将白酒样品经过 C18 固相萃取柱净化富集后,通过 GC-MS/MS 分析测定,结果样品的加标回收率在 82.9%~118.1%的范围,检测方法快速准确。

Nannan Chen 等将分散固相萃取技术与 GC-MS 结合,测定米酒中的 22 种农药残留。该检测方法快速、 便捷,每个样品的前处理过程仅需 15min。同时研究表明选择合理有效的样品前处理技术, 对白酒中农残的测定起决定性作用。

5、真菌毒素 

真菌毒素是由各种真菌在适宜的环境温度和湿度条件下繁殖而产生的一系列次级代谢 产物。大部分真菌毒素具有很高的生物毒性,可以抑制免疫系统,具有致癌、致畸、影响生 长发育等不良健康效应。

酒主要是以谷物、水果为原料酿制而成,这些原料在生长、贮存和 加工过程中易于被各类真菌浸染,当使用真菌毒素超标的原料酿酒时,将对酒的产品造成安 全隐患。酒中的真菌毒素主要有黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (亦称呕吐毒素)。

目前,食品安全国家标准对食品中真菌毒素的检测方法主要有高效 液相色谱法、液相色谱-串联质谱法、酶联免疫吸附法等。国内外对酒尤其是葡萄酒中真菌 毒素的检测技术研究也不少。

Al-Taher等人报道了一种同位素内标稀释法同时分析酒中11 种真菌毒素,分析速度快,准确度和灵敏度都很高,但内标同位素的使用大大增加了分析成 本,其应用普及性受到限制。

李觅等用酶联免疫法对浓香型白酒原辅料、半成品、成品 中的真菌毒素进行了定量分析,表明基酒和成品酒中真菌毒素的含量均未达到检出水平。韩 深等将葡萄酒样品经8倍体积的乙腈盐溶液提取浓缩后,采用UHPLC-QQQ串联质谱MRM 模式检测,方法快速、简便、灵敏度高、回收率和精密度良好,可同时分析测定红、白葡萄 酒中8种真菌毒素。

赵玉玲等建立了一种同时快速、准确检测葡萄酒中16种高关注度风险 因子(包含黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮)的超高效液相色谱-三重四级杆 质谱的分析方法。

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