苯芘的介绍 文档

目前，世界公认的三大强致癌物质是黄曲霉毒素、苯并芘和亚硝胺。

研究表明，食品本身并不含或很少含上述三种致癌物，但在种植、加工、运输、贮存和烹调过程中，往往受到污染，尤其对于苯并芘的污染最为严重。

美国科学家皮埃特教授指出：人类癌症65％以上是因食物被污染所引起的。

因此，了解苯并芘的结构性质，控制食品苯并芘的污染，减少污染食品的摄入量，掌握食品中苯并芘的检测方法是十分重要的，从而可以减少癌症的发生机率。

1.苯并[a]芘的结构与性质
苯并Le]芘，又称3，4—苯并芘。

它是一种由5个苯环构成的多环芳烃,分子式为C20H12，分子量为252。

结构式如下图所示。

常温下苯并[a]芘为浅黄色针状结晶，可分为单斜晶或斜方晶，性质稳定，沸点310～320℃(10mm汞柱)，熔点179～180℃，在水中溶解度为0．004—0．012mg／L，易溶于环己烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮等有机溶剂，微溶于乙醇、甲醇。

在常温下不与浓硫酸作用，但能溶于浓硫酸，能与硝酸、过氯酸、氯磺酸起化学反应，人们可利用这一性质来消除苯并[a]芘。

苯并[a]芘在碱性条件下较稳定。

苯并（a）芘在有机溶剂中，用波长360nm紫外线照射时，可产生典型的紫色荧光。

2、食品中苯并[a]芘的来源
苯并[a]芘是已发现的，200多种多环芳烃中最主要的环境和食品污染物。

它是含碳燃料及有机物热解的产物，煤、石油、天然气、木材等不完全燃烧都会产生。

而这些物质在工农业生产、交通运输和人民生活等方面的大量应用，导致了苯并[a]芘的广泛污染。

可以说各种动植物性食品都可能受到苯并[a]芘的污染。

大多数加工食品(如熏制食品、烘烤食品和煎炸食品等)中的苯并[a]芘主要来源于食品加工过程。

2.1在熏烤、烘烤过程中形成熏烤制品有熏鱼片、熏红肠、熏鸡及火腿等动物性食品。

烘烤制品有月饼、面包、糕点、烤肉、烤鸡、烤鸭及烤羊肉串等食品。

熏烤、烘烤常用的燃料有煤、木炭、焦炭、煤气和电热等。

由于燃烧产物与食品直接接触，烟尘中的苯并[a]芘直接接触食品而污染。

有人对木材燃烧时所产生的高温裂解产物进行了分析，发现在所有的燃烧温度下均可产生苯并[a]芘。

另外由于烘烤温度高，食品中的脂肪、胆固醇等成分，可在烹调加工时经高温热解或热聚，形成苯并[a]芘。

据研究报道，在烤制过程中动物食品所滴下的油滴中苯并[a]芘含量是动物食品本身的10～70倍。

当食品在烟熏和烘烤过程发生焦烤或炭化时，苯并[o]芘生成量将显著增加，特别是烟熏温度在400～1000℃时，苯并[a]芘的生成量可随着温度的上升而急剧增加。

如当淀粉在加热至390℃时可产生0．7µg／㎏的苯并[a]芘，加热至650℃时可产生7mg／kg的苯并[a]芘。

2.2 加工环节的污染有些设备管道和包装材料中含有苯并[a]芘。

如在采用橡胶管道输送原料或成品时，橡胶的填充料碳黑和加工橡胶时用的重油中均含有苯并[a]芘，当液体食品如酱油，醋，酒，饮料等经过这些管道输送时，苯并[a]芘有可能转移到食品中，尤其是将橡胶管长期浸泡在食品中，其危害性更大，包装糖果，棒冰，面包等要用蜡纸，矿蜡中苯并[a]芘的含量较高。

食品加工机械用的润滑油中苯并[a]芘含量高，若密封不好，润滑油滴入后也会使食品收到污染。

2.3 工业废水，废气的污染生产碳黑，炼油，炼焦，合成橡胶，烧沥青等行业的废水，废气中含有大量苯并[a]芘，这些废水排入江，河，湖，海，通过食物链将苯并[a]芘积累于水产品中，据调查，某地的鳗鱼体内苯并[a]芘含量为1－2.7µg／㎏。

另外，沥青中苯并[a]芘含量为2.5％－
3.5%,烧沥青和喷洒沥青时会有大量苯并[a]芘散发在空气中，可对环境和食品造成污染。

粮食，菜籽在柏油公路上晾晒，温度高时熔化的柏油可附着在粮食上，可导致苯并[a]芘含量显著增高。

此外，食品中苯并[a]芘的污染与食品的种类以及加工的方法也有关系。

一般来说，烧烤和熏红肠的苯并[a]芘含量要高于烤肉和腊肠。

加热方法不同，苯并[a]芘含量的差异也很大，
用煤炭和木材烧烤的食品苯并[a]芘的含量往往较高。

一些食品的苯并[a]芘含量见表
种类苯并[a]芘(µg／㎏)种类苯并[a]芘(µg／㎏)
熏奶酪0.01－5.6烤牛肉0.41－1.58
熏鱼1.3－15.2烤羊肉串1－2.84
熏香肠0.8烤鸭皮0.75－2.39
熏火腿3.2烤鹅0.06
炸油条1.4－11熏排骨0.34－5.0
烘大饼3.0－7.0香肠0.34－0.53
蛋清肠0.18－0.30腊肉0.86－27.56
3．苯并[a]芘的毒性危害及代谢
3.1.危害
苯并[a]芘对人类和动物来说时一种强的致癌物质。

最初发现时致皮肤癌，后经深入研究，由于侵入途径和作用部位的不同，对机体各脏器如肺，肝，食道，胃肠等均可致癌。

有许多的流行病学研究资料显示了人类摄入多环芳族化合物与胃癌发生率的相关关系。

有人用含20µg苯并[a]芘的饲料喂养大白鼠14个月，结果大部分发生胃癌。

苯并[a]芘致癌机制首先是在芳烃羟化酶作用下生成环氧化物和酚类化合物，然后在环氧水化酶进一步作用生成7.8－二氢二醇及9.10－二氢二醇等环氧化合物，这些环氧化物与DNA 内的脱氧嘌呤碱基形成加合物，再连接到鸟嘌呤或腺嘌呤的氮上，形成N2－脱氧鸟嘌呤加合物，N7－脱氧鸟嘌呤加合物合N6－脱氧腺嘌呤加合物。

这些加合物形成的数量与持续时间决定了苯并[a]芘的致癌能力。

3.2.代谢
通过水和食物进入人体的BaP很快通过肠道吸收。

吸收后很快分布于全身。

多数脏器在摄入后几分钟和几小时就可检测出BaP和其代谢物。

乳腺和脂肪组织中可蓄积。

苯并[a]芘具有致癌性和遗传毒刑，在经口摄入的Bap可通过胎盘进入胎仔体，呈现起毒性和致癌性。

无论任何途径摄入，主要的排泄途径是经肝胆通过粪便排出。

绝大部分为其代谢产物，只有1%的为原型。

动物实验表明，进入体内的BaP在微粒体混合功能氧化酶系的芳烃羟化酶作用下，代谢活化为多环芳烃环氧化物，与DNA、RNA和蛋白质大分子结合而呈现致癌作用，成为终致癌物。

有的可经进一步代谢，形成带有羟基的化合物，最后可与葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽结合从尿中排出。

4．食品中苯并[a]芘的限量标准
受苯并[a]芘污染的食品，虽然被食用后不一定表现明显的急性毒性，但却具有公认的致畸。

致癌的等慢性毒性，因此存在着严重的安全性问题。

苯并[a]芘对食品的污染已经引起世界各国的广泛重视，许多国家已经规定了相应的膳食摄入量和食品的限量标准。

见下表
一些国家苯并[a]芘每人，每日膳食摄入量最大值
国家苯并[a]芘/µg国家苯并[a]芘/µg
美国0.16－1.6荷兰0.12－0.42
英国0.48意大利0.1－0.3
德国0.02－0.14奥地利0.36
一些国家部分食品中并[a]芘的限量检测
食品名称指标(µg／㎏)来源食品名称指标(µg／㎏)来源
烧烤猪肉，鸡鸭鹅5中国植物油10中国
羊肉串，板鸭5中国稻谷，小麦，大麦5中国
熏鸡，熏牛肉，熏猪肉5中国调料0.03欧共体
烟熏鱼5中国食品及饮料0.03意大利
熏红肠5中国肉及肉制品1德国
5、防止苯并[a]芘污染食品的措施
5.1加强环境治理，防止工业三废中苯并[a]芘对水域、土壤、空气和植物造成污染。

5.2改变生产方式。

收获的农作物，禁止在柏油路面晾晒。

不用苯并[a]芘含量高的材料生产或包装食品。

5.3改进烹调和加工方法，尽量避免食品成分热解和热聚，以减少苯并[a]芘形成。

5.4改变饮食习惯，尽量少吃烧烤、熏烤肉制品。

不食用烤焦、炭化的肉制品。

以减少苯并
[a]芘的摄人量。

另外，维生素A及白菜、萝卜等十字花科蔬菜，有降解3，4一苯并芘的作用，要经常食用。

5.5采取措施，对污染的食品进行去毒处理。

如油脂可用活性炭吸附去毒，粮谷可用日光或紫外线照射。

以降低食品中的苯并[a]芘含量。

6、食品中苯并[a]芘的测定
6. 1．原理
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蓝紫色荧光斑点，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。

6. 2．试剂
苯并[a]芘标准溶液：准确称取10.0mg苯并[a]芘，用苯溶解后移人100mL容量瓶中，并稀释至刻度。

吸取此溶液1.0mll移人10ml容量瓶中，用苯稀释至刻度，所得溶液每毫升含苯并[a]芘100µg.
乙酰化滤纸：将中速层析用滤纸载成30cm×4cm的条状，逐条放人盛有乙酰化混合物(180mL苯、130mL乙酸酐、0.1mL硫酸)的500mL烧杯中，使滤纸充分接触溶液，保持溶液温度在21℃以上，时时搅拌，反应6h，再放置过夜。

取出滤纸条，在通风橱吹干，再放人无水乙醇中浸泡4h，取出放在垫有滤纸的干净白瓷盘上，在室温风干压平备用。

6.3．测定方法
6.3.1样品提取称取50.0－60.0g切碎混匀的样品，再用无水硫酸钠搅拌（样品与硫酸钠的比例为1:1或1:2，如水分过多则需在60℃左右先将样品烘干），装入滤纸筒内，然后将脂肪提取器接好，加入100mL环己烷于90℃水浴上回流提取6～8h，然后将提取液倒入250mL 分液漏斗中，再用6～8mL环己烷淋洗滤纸简，洗液合并于250mL分液漏斗中，以环己烷饱和过的二甲基酰胺提取三次，每次40mL，振摇lmin，合并二甲基酰胺提取液，用40mL 经二甲基酰胺饱和的环己烷提取一次，弃去环己烷层。

二甲基酰胺合并于预先装有240mL 硫酸钆(20g／mL)溶液的500mL分液漏斗中，混匀，静置数分钟，用环己烷提取二次，每次100mL，振摇3min，环己烷提取液合并于第一个500mL分液漏斗中。

用40—50℃温水洗涤环己烷提取液二次，每次100mL，振摇0.5min，分层后弃去水层液，收集环己烷层，于50～60℃水浴上减压浓缩至40mL。

加适量无水硫酸钠脱水，备用。

6.3.2净化
6.3.2.1于层析柱下端填人少许玻璃棉，先装入5～6cm的氧化铝，轻轻敲管壁使氧化铝层填实、无空隙，顶面子齐，再同样装入5～6cm的硅镁型吸附剂，上面再装入5～6cm无水硫酸钠，用30mL环己烷淋洗装好的层析柱，待环己烷液面流下至无水硫酸钠层时关闭活塞。

6.3.2.2将样品提取液倒人层析柱中，打开活塞，调节流速为lmL／min，必要时可用适当方法加压，待环己烷液面下降至无水硫酸钠层时，用30mL苯洗脱，此时应在紫外光线下观察，以蓝紫色荧光物质完全从氧化铝层洗下为止，如30mL苯不足时，可适当增加苯量。

收集苯
液于50～60~C水浴上减压浓缩至0.1—0.5mL。

6.3.2.3分离在乙酰化滤纸条上的一端5㎝处，用铅笔划一横线为起始线，吸取一定量净化后的浓缩液，点于滤纸条上，用电吹风从纸条背面吹冷风，使溶剂挥散，同时点20µ1Pg ／mL苯并[a]芘的标准溶液，点样时斑点的直径不超过3mm，层析缸内盛有展开剂，滤纸条下端浸入展开剂约lcm，待溶剂前沿至约20cm时取出阴干。

在365或254nm紫外光灯下观察展开后的滤纸条，用铅笔划出标准苯并[a]芘及与其同一位置的样品的蓝紫色斑点，剪下此斑点分别放入比色管中，各加4mL苯加盖，放人50～60℃水浴中不时振荡，浸泡15min。

6.3.2.4测定将样品及标准斑点的苯浸出液倒人石英杯中，以365nm为激发光波长，以365～460nm波长进行荧光扫描，所得荧光光谱与标准苯并[a]芘的荧光谱比较定性。

同时做试剂空白。

分别读取样品、标准及试剂空白于波长(nm)406，406+5，406－5处的荧光强度，按下式计算样品中苯并[a]芘的含量。

F＝F406一(F40l+F411)／2
( m1/F)×(F1－F2)×1000
苯并[a]芘含量（µg／㎏）＝ m2×V1/V2
式中
F----标准的斑点浸出液荧光强度，mm
F1----样品斑点浸出液荧光强度，mm；
F2----试剂空白浸出液荧光强度，mm；
m1-----苯并[a]芘标准斑点的质量，g；
m2-------样品质量，g：，
V1-------样品浓缩体积，mL；
V2-------点样体积，mL。