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多环芳烃(PAHs)及氯代芳烃化合物(包括PCDD/Fs、PCBs、PCNs和HCB)具有生物累积性和三致毒性效应(致癌、致畸、致突变),广泛的分布于各种食物中。食物中多环芳烃及氯代芳烃除了来自于食物原料的环境污染之外,食物的包装以及炸、烘、烤和熏等高温加工过程也是食物中多环芳烃及氯代芳烃的来源。因此,有必要进行烹饪过程中多环芳烃和氯代芳烃的生成、释放和控制机理的研究。
本文通过实际烹饪和模拟实验相结合,研究了多环芳烃和氯代芳烃的生成与释放特征,主要内容与结果归纳如下:
(1)建立了多环芳烃和氯代芳烃的分析测试方法。同位素稀释气相色谱/质谱法检测多环芳烃和氯代芳烃,其中四类氯代芳烃同步净化。
(2)研究了木炭和煤气烧烤羊肉串中多环芳烃的含量与分布,发现木炭烤肉中PAHs的含量(>330 ng/g)远大于煤气烤肉中PAHs的含量(约50 ng/g)。烤肉中浓度贡献较高的组分都为2-4环多环芳烃化合物,其中木炭烤肉中它们的浓度贡献顺序为PA>FI>Pyr>Nap>Ant,而煤气烤肉中多环芳烃化合物浓度贡献顺序为Nap>PA>Acpy>Flu>Fl>Pyr。
(3)通过模拟烹饪过程中多环芳烃生成与释放特征的研究,发现了温度、烹饪时间和食物中脂肪含量对多环芳烃的生成量、同类物分布和气固分配均有影响,其中温度对多环芳烃生成影响最大。另外,还发现了烹饪温度、时间和食物中脂肪含量对低环与高环多环芳烃生成量、同类物分布和气固分配的影响规律完全不同,并且烹饪中PAHs主要的生成途径可能是低环化合物先生成然后转化为高环多环芳烃。
(4)通过模拟烹饪过程中氯代芳烃生成与释放特征的研究,发现了温度、氯源和某些烹饪器具是氯代芳烃生成的必要条件,温度对氯代芳烃生成的影响最大。即使在氯源和铜制烹饪器具存在时,烹饪过程中也未检测到PCDD/Fs,而PCBs、PCNs和HCB在温度范围为200~300℃的烹饪过程中均有生成。另外,氯源和烹饪器具对烹饪过程中氯代芳烃的生成也有一定的影响。氯源可明显促进烟气中HCB和PCNs生成;铜化合物明显促进烟气中PCNs生成,而铁化合物明显促进HCB生成。另外,还发现了PCNs和PCBs的生成以低氯化合物为主,这两类化合物的产生机理可能为前驱体合成,且先生成低氯化合物,继而转化为较高氯代化合物。PCBs主要分布于食物中,而PCNs和HCB主要分布于烟气中。