◎ 周向麗
(廣東省湛江市質量計量監(jiān)督檢測所,廣東 湛江 524000)
蘇丹紅是一類以苯基偶氮萘酚為主要基團的人工合成化學染色劑,常用作油蠟、機油等的增色劑以及皮革、地板等的增光劑?;隗w內、體外動物實驗,早在1995年,歐盟就明確將其列為三類致癌物禁止在食物中添加,但因其著色效果鮮艷,且固色時間持久,而被一些不良企業(yè)違禁使用。自2005年英國首先在食品中發(fā)現(xiàn)蘇丹紅以來,“蘇丹紅事件”席卷全球,我國蘇丹紅濫用事件也相繼發(fā)生。為進一步提高人們對蘇丹紅的認識與了解,同時加強生產監(jiān)管力度,建立更為快速準確、經濟便捷的蘇丹紅檢測分析方法,本文從蘇丹紅的基本性質、其在辣椒制品中的使用情況及其檢測分析技術概況3個方面來綜述蘇丹紅在辣椒制品中的研究現(xiàn)狀,以期減少食品中蘇丹紅濫用事件,更好地保障人們的生命健康安全。
蘇丹紅又名油溶紅、溶劑紅,是一組人工合成的化工染料,呈暗紅色,易溶于有機溶劑,難溶于水,因具有偶氮結構而使其具有致癌性,其分類結構、代謝途徑及危險性如下。
蘇丹紅因其結構差異,分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 4種類型,其中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型均為蘇丹紅Ⅰ型的化學衍生物,Ⅰ型和Ⅱ型屬于單偶氮化合物,Ⅲ型和Ⅳ型屬于重偶氮化合物,各類型的具體信息詳見表1[1]。
表1 蘇丹紅Ⅰ~Ⅳ的名稱、分子式和分子量表
相關動物實驗表明,蘇丹紅主要的代謝途徑是經口攝入,然后通過胃腸道微生物還原酶、肝臟組織微粒體和細胞質的還原酶等代謝作用,生成相應的胺類物質。此外,也有報道表明前列腺素H合酶(Prostaglandin Hsynthase,PGHS)也可將蘇丹Ⅰ轉化為6-羥基-蘇丹Ⅰ,然后經過氧化氫參與形成1-苯偶氮基-2,6-萘醌,此反應可通過還原型輔酶類試劑抑制[2-3]。
蘇丹紅的代謝產物主要為苯胺、萘酚及二者的衍生物,均有致癌性、致突變性;苯胺主要用于制造染料、藥物、樹脂的原料,通過皮膚接觸或經口攝入等途徑作用于機體肝臟,引起中毒性肝病,而且能夠氧化血紅蛋白,導致人體缺氧引起中樞神經系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)受損,從而使人患上高鐵血紅蛋白癥;萘酚(可致癌、致畸和致突變)作為醫(yī)藥、染料和橡膠等化工原料,與局部皮膚接觸可引起脫皮,甚至產生永久性色素沉著,此外還對眼睛、皮膚、黏膜均有強烈的刺激作用。
1.3.1 致癌性
蘇丹紅作為三類致癌物,肝臟是其主要的致癌靶器官。研究表明蘇丹紅Ⅰ能夠顯著上調大鼠肝臟CYP 1A1基因的表達,引起肝臟組織細胞發(fā)生脂肪變性,并將蘇丹紅Ⅰ代謝成有毒物質,并且能夠上調原癌基因MYB與細胞凋亡基因BIRC3的表達,這一發(fā)現(xiàn)表明其可誘導細胞增殖、轉移和分化成癌細胞[4];蘇丹紅Ⅱ及其代謝產物2,4-二甲基苯胺也具有強毒性,且主要針對肺部組織,給雌性小鼠2,4-二甲基苯胺,高劑量(30 mg·kg-1)組雌性小鼠的肺癌發(fā)生率顯著提高[5];蘇丹紅Ⅲ及其代謝產物4-氨基偶氮苯則能嚴重影響泥鰍的肝功能[6];蘇丹紅Ⅳ也能夠對小鼠血清的脂質產生過氧化損傷。
1.3.2 遺傳毒性
蘇丹紅進入人體經過吸收代謝會生成多種致癌、致突變產物。如蘇丹紅Ⅰ能導致小鼠離體肝細胞DNA分子斷裂和DNA-蛋白質交聯(lián)效應,干擾細胞的有絲分裂,形成微核。研究表明,蘇丹紅Ⅰ的氧化代謝產物能增加細胞染色體損傷和微核突變,并對肝癌細胞(HepG2)具有遺傳毒性,并會引起細胞內氧化性DNA損傷的標志性產物8-OHdG明顯表達[7-8]。
1.3.3 損傷性
蘇丹紅能夠上調相關基因的表達,繼而引發(fā)各種中毒效應,導致肝臟損傷。如通過對小鼠注射劑量大的蘇丹紅,小鼠腎臟和脾臟臟器系數(shù)較對照組明顯增大,小鼠血液細胞和血紅蛋白含量下降,白細胞和凝血時間逐漸上升,表明蘇丹紅能夠通過作用于小鼠的血液各指標進而對其臟器造成不同程度的損傷[9]。此外,蘇丹紅及其代謝物還能夠選擇性地抑制某些細菌物種,擾亂人體的腸道微生態(tài)平衡[10]。
蘇丹紅是一種化學染色劑,并非食品添加劑,但由于其化學性質穩(wěn)定,染色效果好,一些不法企業(yè)為了牟取利益,將其添加到食品中以使食品長期保持鮮紅顏色,其中尤以辣椒制品最為普遍。英國食品標準署于2005年就食品中蘇丹紅問題已經向消費者發(fā)出通告,并列出相關可能含有蘇丹紅的產品(泡面、餡餅、辣椒粉和調味醬)及企業(yè)(亨氏、肯德基和聯(lián)合利華)清單。隨后,中國也相繼發(fā)出了限蘇丹紅令,但蘇丹紅食品仍然層出不窮,可見蘇丹紅在食品中的濫用情況較為嚴重。
隨著檢測技術靈敏度的提高,一些辣椒制品中存在痕量或超痕量水平蘇丹紅污染的現(xiàn)象逐漸引起專家的關注。其極低含量(<200 μg·kg-1)無法起到染色效果,因而不屬于人為非法添加,卻提示可能存在交叉污染和本底污染。相關研究表明辣椒制品中痕量蘇丹紅的污染來源可能是土壤污染以及產品生產過程中使用的潤滑油或儲存、運輸中使用的紅色網袋,而非人為故意摻假,相關研究者利用超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(Ultra High Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry,UPLC-MS/MS)技術對國內7大產區(qū)紅辣椒中的蘇丹紅含量進行分析,發(fā)現(xiàn)各產地的紅辣椒中普遍含有不同含量的蘇丹紅Ⅰ(檢出頻率為84%)和蘇丹紅Ⅳ(檢出頻率為44%),其含量均在0.02~3.00 μg·kg-1,通過對其生長土壤進行分析檢測,發(fā)現(xiàn)紅辣椒中的蘇丹紅污染極有可能來源于土壤[11]。
英國第一食品公司在2002年發(fā)現(xiàn)了辣椒制品中存在蘇丹紅,主要是進口了印度生產的含有蘇丹紅的辣椒制品。隨著原國家質檢總局的部署,我國也采取了大規(guī)模的徹查蘇丹紅行動,發(fā)現(xiàn)多家食品企業(yè)(亨氏、壇壇香等)均違法將蘇丹紅添加到辣椒醬、調味料以及火鍋底料等辣椒制品當中。此后,在2011年對蘭州牛肉面辣椒制品中蘇丹紅使用狀況進行調查發(fā)現(xiàn),107份樣品中有15份辣椒粉檢出蘇丹紅Ⅰ、Ⅳ,其含量在2.18~110.00 mg·kg-1,辣椒制品中蘇丹紅的總檢出率為14.0%,辣椒粉中蘇丹紅的總檢出率為14.6%[12]。
蘇丹紅的常規(guī)方法主要通過液相色譜儀、氣相色譜儀以及二者與質譜儀聯(lián)用等方法測定食品中所含的蘇丹紅,此外還有薄層色譜法、分光光度法和極譜分析法等,其具體檢測方法介紹如下。
我國標準檢測蘇丹紅的方法為高效液相色譜法,主要利用有機溶劑萃取,并利用氧化鋁進行進一步的純化,最后使用高效液相色譜-紫外法檢測蘇丹紅的含量。雖然此種方法針對性強,能夠準確檢測樣品中蘇丹紅的含量,但其操作卻過于復雜,純化過程對操作要求較高,并且如果出現(xiàn)干擾物質,就無法定性蘇丹紅的存在,僅適用于蘇丹紅含量高且為單一物質的檢測。
紫外-可見分光光度法操作簡便,費用較低,在分析領域中被廣泛使用。相關研究表明使用有機溶劑將辣椒制品中的蘇丹紅萃取出來,通過分離純化后,可使用分光光度法進行測定,可在0.2~20.0 mg·L-1范圍檢測到蘇丹紅的存在[13]。但基于蘇丹紅分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 4種類型,其結構大致類似,此方法僅能檢測蘇丹紅的總體含量而無法鑒定該蘇丹紅具體屬于何種類型,且檢測限較高,其檢測范圍大大受限。
由于食品種類復雜多樣,各種成分混雜,檢測前必須經過分離的預處理后才可進行分析鑒定,因此各種建立在標準檢測法基礎上的分析測定方法被眾多研究者所關注,主要有以下幾種方法。
3.3.1 固相萃取凈化-高效液相色譜法
該方法是將樣品經固相萃取凈化,再利用高效液相色譜法測定蘇丹紅含量。于林等[14]將樣品經固相萃取凈化后,以乙腈和含0.75%乙酸的水作為流動相進行梯度洗脫,經C18柱分離,在500 nm波長處檢測,4 類蘇丹紅的檢出限分別為 0.03 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.03 μg·mL-1及 0.06 μg·mL-1,此法需使用昂貴的液相色譜-串聯(lián)質譜聯(lián)用儀(Liquid ChromatographyTandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS),方便快捷、耗時短且靈敏度高,重現(xiàn)性好,適用于實驗室的日常檢測。
3.3.2 液相微萃取-高效液相色譜法
CHEN等[15]則用1-十二烷醇作為提取劑,將乙醇作為分散劑對蘇丹紅染料進行提取,隨后采用液相微萃取-高效液相色譜法進行含量測定。該方法檢出限為0.10~0.20 ng·g-1,并且簡單快速,靈敏度高,適用于辣椒制品濃縮染料的測定。
3.3.3 凝膠滲透色譜凈化-高效液相色譜法
該法采用凝膠滲透色譜柱對樣品進行凈化,再用高效液相色譜法測定辣椒制品中蘇丹紅染料的含量。史俊文等[16]將超聲提取后辣椒制品用凝膠滲透色譜法凈化,最后用二極管陣列檢測器進行檢測,發(fā)現(xiàn)4種蘇丹紅染料在辣椒油中的檢出限為0.02 mg·kg-1,在辣椒醬及辣椒粉中的檢出限為0.005 mg·kg-1,方法回收率在79.5%~93.8%,測定值的相對標準偏差(n=6)在1.9%~8.3%。該方法具有自動化程度高、重現(xiàn)性好、操作方便等優(yōu)點,完全滿足實際測定的要求。
3.3.4 超臨界流體萃取-高效液相色譜法
該方法是基于辣椒制品樣品經超臨界流體萃取,隨后用毛細管液相色譜和二極管陣列檢測器分析。áVILA等[17]優(yōu)化了此方法的超臨界流體萃取條件,如二氧化碳流量、萃取壓力、萃取溫度等,同時指出該方法簡化了樣品前期處理的操作步驟,降低了經濟成本,同時縮短了總提取時間,檢出限范圍為23.2~42.0 ng·mL-1,可媲美其他標準方法。
3.3.5 液相色譜-質譜法
基于質譜儀的特性,使用液相色譜-質譜法測定蘇丹紅不失為一種快速和直接的方法。如李占彬等[18]建立了超聲提取-液相色譜質譜同時測定辣椒制品中的4種蘇丹紅染料的方法,該法以正己烷為提取溶劑,超聲波提取15 min,采用液相色譜-質譜法正離子掃描測定,平均回收率90.3%~94.3%,相對標準偏差2.0%~4.9%,蘇丹紅Ⅰ~Ⅳ檢出限為5 μg·kg-1。
3.3.6 電噴霧解析電離-質譜法
電噴霧解吸電離質譜法可以對食品表面上的蘇丹紅進行解吸電離,在不需要樣品預處理的情況下對復雜樣品進行快速高通量質譜法測定。FANG等[19]將此法應用于辣椒制品中微量蘇丹紅Ⅰ的測定,檢出限范圍為0.5~3.0 μg·kg-1,該方法有望準確測定辣椒制品中蘇丹紅含量。
3.3.7 其他測定方法
除了上述測定方法外,還可利用氣相色譜-質譜法、凝膠滲透色譜串聯(lián)質譜、極譜法和酶聯(lián)免疫吸附法等方法對辣椒制品中蘇丹紅進行檢測[20-21]。但由于其靈敏度低、耗時長,因而研究人員不斷進行改進與優(yōu)化,力求達到樣品處理步驟少、實驗耗時短、方法簡便和準確性高的要求,如填充膠束電動色譜-質譜法、線性掃描伏安法、核磁共振光譜法及單克隆抗體電化學阻抗法等。
蘇丹紅屬于工業(yè)染料,在體內能夠代謝成相應的苯胺、萘酚等有毒有害物質,不能用作食品添加劑。同時,大量毒理學研究證實其有致癌致畸以及遺傳毒性等毒副作用。然而,一些企業(yè)的違禁添加使其在食品尤其是辣椒制品中污染嚴重,但目前市場對辣椒制品中蘇丹紅的檢測主要仍是采用傳統(tǒng)耗時費力且費用高昂的標準檢測方法,基層實驗室普及困難,且篩查效果低下。通過列舉并分析各種分析檢測方法的特點,可為相關檢測技術人員明確現(xiàn)行方法的優(yōu)缺點,并有望為進一步開發(fā)新型快速準確的檢測方法提供理論參考。