一文读懂丙烯酰胺与环氧丙醇检测的所有
分析测试百科网讯 2019年1月15日，香港消费者委员会在58款饼干类食品检测中发现了具有丙烯酰胺和环氧丙醇等致癌性物质。其中，无印良品等知名品牌都“榜上有名”。
一石激起千层浪，在谈癌色变的今天，丙烯酰胺和环氧丙醇两种原本默默无闻的化学物质一下子变得人尽皆知。虽然，丙烯酰胺已有国标规定了检测方法，但是，脱离剂量谈毒性都是耍流氓。目前，丙烯酰胺和环氧丙醇对于人体的致癌剂量的判定还处在大鼠临床实验阶段。所以，对于丙烯酰胺和环氧丙醇是否真的能够致癌，众说纷纭。
丙烯酰胺和环氧丙醇
想要战胜敌人，首先要了解敌人。所以，让我们回到开始，了解什么是丙烯酰胺和环氧丙醇。
丙烯酰胺化学结构式
丙烯酰胺(CH2=CH-CONH2)，是一种白色晶体物质，其分子量为70.08，是1950年以来广泛用于生产化工产品聚丙烯酰胺的前体物质。其主要用于水净化处理、纸浆加工及管道内涂层等。世界卫生组织（WHO）国际癌症研究机构（IARC）在2002年将丙烯酰胺列为2A类致癌物，也就是动物研究显示有致癌风险，但人类研究证据不足。直到2010年，Robert G. Tardiff等人在《Food and Chemical Toxicology》发表文章，明确丙烯酰胺日致癌边际剂量为2.6 μg/kg。让我们以50 kg体重成年人为例，计算得到每天至少摄入130 μg丙烯酰胺才会达到致癌结果。同时，根据香港消费者委员会检测结果，我们每天需要使用超过380g的榛子燕麦饼干才会有相同致癌结果。
另一种致癌物，环氧丙醇，又称缩水甘油（C3H6O2），2A类致癌物，是上世纪八、九十年代用于涂手防皲裂的甘油品种之一。这种物质一般用于工业生产，不用于食品生产。对于为什么这种物质在食品中被检测到，目前缺少相关证据，同时，中国也缺少环氧丙醇在食品中的相关检测标准，我们暂且不提。
环氧丙醇化学结构式
限量先行的欧盟标准
早在2013年，欧盟实施了包装食品中丙烯酰胺基准含量，并要求相关制造商密切检查并降低产品中的丙烯酰胺含量。其中涉及范围包括马铃薯制品、面包、麦片、咖啡和咖啡替代品、婴儿食品等。时至今日，2013年所制定的标准已经不能满足人民群众对食品安全的要求，为此，欧盟与2017年重新制定了这项标准，并规定于2018年开始实施。
据统计（表1），欧盟对食品中丙烯酰胺含量限定范围大多在300 μg/ kg-850 μg/ kg区间。其中大多数谷类早餐的基准水平设定为300 μg/ kg，炸薯条为500 μg/ kg，薯片为750 μg/ kg，软件面包为100 μg/ kg，饼干和曲奇为350 μg/ kg，速溶咖啡为850 μg/ kg，烘焙咖啡为400 μg/ kg，婴儿食品为40 μg/ kg等。因此，根据文章前面所计算的结果，日常所食用的食品中丙烯酰胺含量还是相对安全的。
表1：欧盟实施的包装食品中丙烯酰胺基准含量
Benchmark levels for the presence of acrylamide in foodstuffs referred to in Article 1(1) are as follows:
| Food | Benchmark level [µg/kg] |
| French fries (ready-to-eat) | 500 |
Potato crisps from fresh potatoes and from potato dough Potato-based crackers Other potato products from potato dough | 750 |
Soft bread (a) Wheat based bread (b) Soft bread other than wheat based bread | 50 100 |
Breakfast cereals (excl. porridge) — bran products and whole grain cereals, gun puffed grain — wheat and rye based products (1) — maize, oat, spelt, barley and rice based products (1) | 300 300 150 |
Biscuits and wafers Crackers with the exception of potato based crackers Crispbread Ginger bread Products similar to the other products in this category | 350 400 350 800 300 |
| Roast coffee | 400 |
| Instant (soluble) coffee | 850 |
Coffee substitutes (a) coffee substitutes exclusively from cereals (b) coffee substitutes from a mixture of cereals and chicory (c) coffee substitutes exclusively from chicory | 500 (2) 4,000 |
| Baby foods, processed cereal based foods for infants and young children excluding biscuitsand rusks (3) | 40 |
| Biscuits and rusks for infants and young children (3) | 150 |
| (1) Non-whole grain and/or non-bran based cereals. The cereal present in the largest quantity determines the category. (2) The benchmark level to be applied to coffee substitutes from a mixture of cereals and chicory takes into account the relativeproportion of these ingredients in the final product. (3) As defined in Regulation (EU) No 609/2013. | |
两个标准 三种检测方法
说了这么多，我们该如何检测食品中丙烯酰胺？目前，我国对于食品中丙烯酰胺现行检测标准主要有GB 5009.204—2014和SN/T 2096—2008。同时，我们也在文章最后提供厂商开发的部分食品中丙烯酰胺解决方案，仅供参考。
GB 5009.204—2014检测标准
首先介绍GB 5009.204—2014检测标准。在GB 5009.204—2014中，分别介绍了稳定性同位素稀释的液相色谱质谱/质谱法和稳定性同位素稀释的气相色谱-质谱法。其方法定量限为10 μg/kg。
稳定性同位素稀释的液相色谱质谱/质谱法
分析原理：使用稳定性同位素稀释LC-MS/MS检测法中，需要在试样中加入13C3标记的丙烯酰胺内标溶液，以水为提取溶剂，经过固相萃取柱或基质固相分散萃取净化后，以液相色谱-质谱/质谱的多反应离子监测(MRM)或选择反应监测(SRM)进行检测，内标法定量。关于检测方法中重要试剂，你需要购买：
硅藻土：Extrelut 20 或相当产品。（Extrelut 20购买链接）
丙烯酰胺 (CH2=CHCONH2) 标准品（纯度>99%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺，1000ppm；First Standard丙烯酰胺，100ppm；DRE-C丙烯酰胺，0.25g）
13C3-丙烯酰胺（13CH2=13CH13CONH2）标准品（纯度>98%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺-13C3溶液，1000ppm）
仅有试剂当然还不够，自然还需要高灵敏度定量的检测设备和样品前处理装置，包括：
液相色谱-质谱/质谱联用仪（LC-MS/MS）。（品牌推荐：安捷伦，岛津，沃特世，博纳艾杰尔，赛默飞世尔，SCIEX，珀金埃尔默）
Atlantis C18柱（5 μm、2.1 mm I.D.×150 mm）或等效柱（C18色谱柱选购链接）
Waters HLB 固相萃取柱：6 mL、200 mg，或相当产品。（HLB 固相萃取柱购买链接）
Agilent Bond Elut-Accucat 固相萃取柱：3 mL、200 mg，或相当产品。（Bond Elut-Accucat购买链接）
氮气浓缩器。（推荐品牌：拜泰齐，博纳艾杰尔，普立泰科，上海安谱，上海屹尧，睿科，莱伯泰科）
振荡器。
玻璃层析柱：柱长 30 cm，柱内径 1.8 cm。（层析柱购买链接）
涡旋混合器。
超纯水装置。（推荐品牌：赛默飞世尔，赛多利斯，默克，仪电-雷磁）
分析天平：感量为 0.1 mg。（分析天平选购链接）
离心机：转速≤10000 r/m。（推荐品牌：赛默飞世尔，天美，赛多利斯）
图1是最终LC-MS/MS定量的离子流色谱图（TIC），用峰面积定量，软件自然会帮您完成。
稳定性同位素稀释的液相色谱质谱检测结果
稳定性同位素稀释的气相色谱-质谱法
分析原理：在试样中加入13C3标记的丙烯酰胺内标溶液，以水为提取溶剂，试样提取液采用基质固相分散萃取净化、 溴试剂衍生后，采用气相色谱-串联质谱仪的多反应离子监测(MRM)或气相色谱-质谱仪的选择离子监测(SIM)进行检测， 内标法定量。
在使用在使用稳定性同位素稀释GC-MS分析法时，不同于LC-MS/MS分析法，你需要：
硅藻土： Extrelut 20 或相当产品。（Extrelut 20购买链接）
丙烯酰胺 (CH2=CHCONH2) 标准品（纯度>99%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺，1000ppm；First Standard丙烯酰胺，100ppm；DRE-C丙烯酰胺，0.25g）
13C3-丙烯酰胺（13CH2=13CH13CONH2）标准品（纯度>98%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺-13C3溶液，1000ppm）
气相色谱-四极杆质谱联用仪(GC-MS)。（品牌推荐：安捷伦，岛津，赛默飞世尔）
色谱柱： DB-5ms柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm） 或等效柱。（色谱柱选购链接）
氮气浓缩器。（推荐品牌：拜泰齐，博纳艾杰尔，普立泰科，上海安谱，上海屹尧，睿科，莱伯泰科）
振荡器。
玻璃层析柱：柱长 30 cm，柱内径 1.8 cm。（层析柱购买链接）
涡旋混合器。
超纯水装置。（推荐品牌：赛默飞世尔，赛多利斯，默克，仪电-雷磁）
分析天平：感量为 0.1 mg。（分析天平选购链接）
离心机：转速≤10000 r/m。（推荐品牌：赛默飞世尔，天美，赛多利斯）
图2是最终GC-MS用选择离子SIM定量的离子流色谱图（TIC），用峰面积定量，软件自然会帮您完成。
稳定性同位素稀释的气相色谱质谱检测结果
SN/T 2096—2008检测标准
当然，上述方法只是GB 5009.204—2014中所得到的结果，如果使用SN/T 2096—2008标准，你需要的重要试剂包括：
丙烯酰胺 (CH2=CHCONH2) 标准品（纯度>99%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺，1000ppm；First Standard丙烯酰胺，100ppm；DRE-C丙烯酰胺，0.25g）
13C3-丙烯酰胺（13CH2=13CH13CONH2）标准品（纯度>98%）。（购买链接：First Standard丙烯酰胺-13C3溶液，1000ppm）
石墨化碳黑固相萃取柱：内填石墨化碳黑500 mg
分析设备则需要：
气相色谱-质谱仪，带EI源。
色谱柱：HP-5 30 m×0.25 mm id×0.25 μm或相当者（色谱柱选购链接）
振荡器。
冷冻离心机。（推荐品牌：赛多利斯）
氮吹仪。（推荐品牌：拜泰齐，博纳艾杰尔，普立泰科，上海安谱，上海屹尧，睿科，莱伯泰科）
固相提取装置。（推荐品牌：岛津，赛默飞世尔，莱伯泰科，博纳艾杰尔，上海磐合，普立泰科，上海屹尧，睿科）
分析天平：感量为 1 mg。（分析天平选购链接）
同GB 5009.204—2014类似，图3是最终GC-MS用选择离子SIM定量的离子流色谱图（TIC），用峰面积定量，软件自然会帮您完成。
同位素内标法的气相色谱质谱检测结果
分析测试百科网小编近日来采访多位一线检测人员，他们表示，丙烯酰胺检测对于实验室来说不存在困难，只要符合国标与商检标准，都可以轻松获得检测结果。对于环氧丙醇，目前实验室主要通过自行开发的方法以及国外标准进行检测，与丙烯酰胺相似，极易获得检测结果。但他们也表示，这两种物质除了在饼干中存在，在其他食品加工过程中也会产生，尤其是含水量低，且加热到120℃以上的淀粉类食物。因此对于这类食物，我们也需要降低食用量，从而降低这两种物质的累积量，降低致癌风险。再回顾一下前面所讲的欧盟标准：炸薯条为500 μg/ kg，薯片为750 μg/ kg，软件面包为100 μg/ kg，饼干和曲奇为350 μg/ kg，速溶咖啡为850 μg/ kg，烘焙咖啡为400 μg/ kg，婴儿食品为40 μg/ kg。
附：部分厂商食品中丙烯酰胺检测解决方案
安捷伦：
使用 Bond Elut C18 样品前处理结合 GC/MS 分析检测气流膨化薯片中的丙烯酰胺
岛津：食品中丙烯酰胺的测定方法
赛默飞世尔：LC-MS和GC-MS法测定烘焙食物中的丙烯酰胺
SCIEX：
沃特世：烘烤和油炸食品中丙烯酰胺的分析
珀金埃尔默：咖啡中丙烯酰胺含量检测
博纳艾杰尔：
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