含三氯蔗糖食物烹饪中氯代芳香族有害物的生成机制研究

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三氯蔗糖是一种人工合成的高甜度的甜味剂,它作为食品添加剂已被全球80多个国家在4000余种产品中使用,也被允许在高温烹饪如烘焙中使用。全球许多公共卫生权威机构,如美国食品和药品管理局(FDA)等均认可三氯蔗糖的安全性。然而,近年来研究发现三氯蔗糖在高温下并不稳定,它能够参与食品加工中的氯化反应,产生有毒物质。   当三氯蔗糖或含三氯蔗糖食物在金属烹饪用具中加热时,已经具备了生成高毒性的氯代芳香族有害物——二恶英类(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)的必要条件(碳源、氯源、催化剂和必需的反应温度)。结合现有的关于PCDD/Fs、PCBs和PCNs生成机理的研究,本文主要就影响含三氯蔗糖食物烹饪过程中PCDD/Fs、PCBs和PCNs生成的因素进行了系统研究,探讨了该过程中PCDD/Fs、PCBs和PCNs可能的生成途径。主要研究内容与结果如下:   1.考察了三氯蔗糖加热时,温度、不同材质器皿以及金属烹饪用具中的金属锈(Al2O3、Fe2O3和CuO)对PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs生成的影响。结果表明,三氯蔗糖分别在不锈钢、石英、铜和铝材质的器皿中加热时(200-400℃),只有在不锈钢器皿中存在PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的显著生成(>300℃)。400℃时加热三氯蔗糖,PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成量分别为:31000 pg/g、1450pg/g和16000 pg/g。Al2O3、 Fe2O3和CuO比不锈钢器皿更能促进三氯蔗糖加热过程中PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成,催化效果为:CuO>Fe2O3>Al2O3。根据PCDD/Fs同类物的分布特征,推断从头合成可能是PCDD/Fs等生成的主要途径。PAHs和CBzs伴随PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成,进一步表明三氯蔗糖的热解过程中发生了环化和氯化反应。   2.研究了花生油和橄榄油分别与三氯蔗糖加热时,温度对PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs生成与分布的影响。结果表明,当植物油与三氯蔗糖共同加热时,在较低温度下(245℃)即存在PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成(主要存在于气相),其中dl-PCBs的生成量最少。与单独加热三氯蔗糖相比,植物油的加入能够改变PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成途径。植物油的种类并不影响PCDD/Fs、dl-PCBs和PCNs的生成途径。   3.选取牛肉和植物油作为食物原料,分别与不同含量的三氯蔗糖进行模拟实际的烹饪实验,对该过程中dl-PCBs的生成与分布进行了研究。含三氯蔗糖食物烹饪时存在dl-PCBs的生成(主要存在于气相中),dl-PCBs的生成量随三氯蔗糖加入量的增加而增加。不含三氯蔗糖的牛肉和植物油加热时,烹饪过程不会产生dl-PCBs或其生成量可忽略,但会导致牛肉中的dl-PCBs转移到气相中。   本文研究结果表明,三氯蔗糖以及含三氯蔗糖食物在高温条件下会产生PCDD/Fs、PCBs和PCNs。因此,作为食品添加剂的三氯蔗糖不宜在高温烹饪中使用。为了避免三氯蔗糖使用过程中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的无意生成,建议在三氯蔗糖的使用说明中注明其适用温度,以降低三氯蔗糖使用的健康风险。
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