易靈紅, 郭峰君
(北海職業(yè)學(xué)院,廣西 北海 536000)
甲醛是影響人類健康的主要物質(zhì)之一,已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸的物質(zhì),在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單中甲醛列居第二位。隨著國家對食品安全問題的重視和人民食品安全意識的提高,水產(chǎn)品中甲醛含量的檢測及限量標(biāo)準(zhǔn)備受國內(nèi)學(xué)者和消費(fèi)者的關(guān)注。關(guān)于水產(chǎn)品中的甲醛問題,消費(fèi)者往往存在一定的誤區(qū),認(rèn)為水產(chǎn)品中只要有甲醛檢出就是不合格,這顯然不合理且不利于水產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。其實(shí),大多數(shù)水產(chǎn)品在沒有人為添加甲醛和環(huán)境污染帶入甲醛的情況下,在其體內(nèi)也能檢測出甲醛,且甲醛含量與水產(chǎn)品的地域、種類和儲存時間等因素有關(guān)。為更好地了解水產(chǎn)品中的甲醛,本文對水產(chǎn)品中甲醛的來源及存在形式、本底甲醛的產(chǎn)生機(jī)制及控制技術(shù)、本底甲醛含量的調(diào)查研究、水產(chǎn)品甲醛測定前處理方法及分析方法進(jìn)行了綜述。
水產(chǎn)品中甲醛的來源主要為以下三個方面:
(1)天然存在。水產(chǎn)品在日常食物的攝取和自身的生物代謝過程中,會在體內(nèi)生成氧化三甲胺。在冷藏、冷凍和加工等過程中,水產(chǎn)品中的氧化三甲胺在氧化三甲胺酶的作用下,會分解生成甲醛和二甲胺[1],因此水產(chǎn)品本身均含有一定量的甲醛,稱為本底甲醛。
(2)人為添加。由于甲醛具有防腐、延長保質(zhì)期、保持色澤光亮、增加韌性、改善口感等作用,一些不法商販和生產(chǎn)廠家在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下非法向水產(chǎn)品中添加甲醛。
(3)環(huán)境污染。水產(chǎn)品在貯藏和加工過程中,若使用三聚氰胺、脲醛樹脂、酚醛樹脂等含有甲醛的容器或包裝材料盛裝水產(chǎn)品,在長期存放過程中,容器或包裝材料中的甲醛滲入到水產(chǎn)品中,導(dǎo)致水產(chǎn)品污染。
根據(jù)甲醛與蛋白質(zhì)的結(jié)合方式,甲醛在水產(chǎn)品中的存在形式可分為游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種[2]。游離態(tài)甲醛在室溫下用三氯乙酸(10%)或高氯酸(6%)可提取得到。結(jié)合態(tài)甲醛又分為可逆結(jié)合和不可逆結(jié)合。可逆結(jié)合甲醛在硫酸或磷酸(1%~40%)介質(zhì)中采用水蒸氣蒸餾可提取得到,不可逆結(jié)合甲醛通過上述方法均不能提取得到,目前尚無獲得有效提取的方法。
水產(chǎn)品中氧化三甲胺分解產(chǎn)生本底甲醛的途徑可分為生物途徑和非酶途徑。
(1)生物途徑
生物途徑是指在冷藏、冷凍過程中,水產(chǎn)品在氧化三甲胺去甲基酶和微生物的作用下可自行產(chǎn)生甲醛。Fu等對氧化三甲胺去甲基酶的性質(zhì)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)氧化三甲胺去甲基酶的最適pH=7.0,最適溫度55 ℃,還原劑二硫蘇糖醇、亞硫酸鈉、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸、乙酸、Mg2+和Ca2+能使酶的活性提高,而茶多酚和檸檬酸能抑制氧化三甲胺酶活性。Leelapongwattana等將切碎的新鮮狗母魚真空包裝和非真空包裝在-20 ℃貯藏24星期,研究發(fā)現(xiàn)氧化三甲胺去甲基酶的活性與貯藏時間和氧氣有關(guān),水產(chǎn)品在-20 ℃貯藏6星期時氧化三甲胺去甲基酶活性最高,水產(chǎn)品包裝袋在有氧氣存在下,氧化三甲胺去甲基酶的活性會降低[3]。
(2)非酶途徑
非酶途徑主要是高溫過程中氧化三甲胺的熱分解產(chǎn)生的甲醛。氧化三甲胺熱分解產(chǎn)生甲醛的反應(yīng)與溫度有直接的關(guān)系。隨著溫度的升高,熱分解反應(yīng)越劇烈,產(chǎn)生甲醛越多[4]。Vaisey等研究發(fā)現(xiàn)半胱氨酸、亞鐵離子、血紅素對氧化三甲胺的熱分解反應(yīng)有促進(jìn)作用。Lin等研究發(fā)現(xiàn)亞鐵離子和抗壞血酸結(jié)合對氧化三甲胺的熱分解反應(yīng)比半胱氨酸和亞鐵離子更有效,并且發(fā)現(xiàn)非酶反應(yīng)存在自由基機(jī)制[3]。
本底甲醛的控制技術(shù)主要有控制氧化三甲胺酶的活性和使用甲醛捕獲劑。
(1)控制氧化三甲胺酶的活性
通過物理或者化學(xué)手段,控制氧化三甲胺酶活性,從而控制甲醛的生成量。目前報道的控制氧化三甲胺酶活性的方法有:高壓、低溫能降低氧化三甲胺酶活性,檸檬酸鈉、乙酸、茶多酚、硫化鈉、鋅離子、遠(yuǎn)紅外輻射等能抑制氧化三甲胺酶活性[3]。
(2)使用甲醛捕獲劑
甲醛捕獲劑是指在水產(chǎn)品中能夠與甲醛發(fā)生結(jié)合反應(yīng)生成其他無毒無害物質(zhì)的一些健康安全的有機(jī)物質(zhì)。目前報道的甲醛捕獲劑主要有:氨基酸中的-NH2、半胱氨酸、茶多酚、沒食子酸、蘋果多酚和白黎蘆醇等[4]。
在中國知網(wǎng)“高級檢索”選項(xiàng)中,選定時間2000-2022年,以“主題”為檢索條件,以“水產(chǎn)品”并含“本底甲醛”為檢索詞進(jìn)行“模糊”檢索,共檢索到21篇相關(guān)文獻(xiàn)。關(guān)于水產(chǎn)品中甲醛本底含量的研究不多,近幾年有少數(shù)學(xué)者對不同地區(qū)水產(chǎn)品中甲醛本底含量進(jìn)行了調(diào)查和研究。蔣賢根等[5]在浙江省寧波、臺州和溫州三地采集龍頭魚、黃魚、帶魚、墨魚、章魚、魷魚和蝦7種海水產(chǎn)品共203份樣品,對不同品種、不同地域和不同儲存時段的海水產(chǎn)品測定甲醛含量并分析。結(jié)果表明:7種海水產(chǎn)品甲醛含量從高到低前4位分別為龍頭魚、墨魚、魷魚和黃魚;7種海水產(chǎn)品甲醛含量隨儲存時間延長逐次升高;寧波地區(qū)采集的龍頭魚樣品甲醛含量高于溫州地區(qū)和臺州地區(qū),溫州地區(qū)黃魚、魷魚、墨魚和蝦4種海水產(chǎn)品甲醛含量高于寧波地區(qū)和臺州地區(qū)。魏建華等[6]采集南海地區(qū)海捕魚類、甲殼類、軟體動物等共42個品種,240個樣品和養(yǎng)殖魚類、蝦及加工制品共19個品種,96個樣品,依據(jù)SN/T1547-2011《進(jìn)出口食品中甲醛的測定液相色譜法》,采用高效液相法對水產(chǎn)品甲醛含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明:海捕魚類中長蛇鯔、細(xì)蛇鯔、龍頭魚天然甲醛含量很高,平均值分別為64.76、71.50、180.96 mg/kg;絕大多數(shù)海捕魚類都含有天然甲醛,平均含量8.17 mg/kg;養(yǎng)殖水產(chǎn)品中絕大多數(shù)含有天然甲醛,平均含量1.10 mg/kg。海捕水產(chǎn)與養(yǎng)殖水產(chǎn)天然甲醛含量有差異,不同品種的海捕魚中天然甲醛含量的差別很大。鄒力等[7]對西安市售魚類、蝦類、貝類、蟹類等100 個水產(chǎn)樣品甲醛本底含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明:魚類甲醛含量相對其他水產(chǎn)品較高,其次為魷魚和蝦類樣品,貝類和其他類水產(chǎn)品含量最低。魚類樣品中海水魚甲醛檢出率高于淡水魚,海水魚類中鱈魚含量最高,平均含量高達(dá)39.02 mg/kg;其他海水魚的甲醛含量均低于20 mg/kg,淡水魚檢出率大大低于海水魚,且甲醛含量均低于6.16 mg/kg。廖艷華[8]在廣西沿海城市采集漁民打撈的生鮮魚類、貝類、甲殼類、頭足類共14種海產(chǎn)品樣品140份,按SC/T 3025-2006《水產(chǎn)品中甲醛的測定》并結(jié)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜,對采集的海產(chǎn)品甲醛本底值進(jìn)行檢測。結(jié)果表明:生鮮海產(chǎn)品有不同程度的甲醛本底值,但均處于低含量水平,97.9% 的生鮮海產(chǎn)品甲醛本底值小于5.0 mg/kg,84.3%的生鮮海產(chǎn)品小于2.0 mg/kg。
水產(chǎn)品中含有大量的蛋白質(zhì)及脂肪,對甲醛的測定有干擾[9],必須經(jīng)過前處理將水產(chǎn)品中的甲醛從待測樣品中有效分離出來,盡可能多地轉(zhuǎn)移至待測溶液中,為水產(chǎn)品中甲醛的準(zhǔn)確測定做好前期準(zhǔn)備工作。目前水產(chǎn)品前處理方法主要有:蛋白沉淀法、蒸餾法、浸泡法、超聲波法,這幾種方法分別是采取加入蛋白質(zhì)沉淀劑、加熱蒸餾、浸泡、浸泡并超聲等方式處理樣品,將甲醛從樣品中轉(zhuǎn)移到待測溶液中。
4.1.1 蛋白沉淀法
蛋白沉淀法是通過在水產(chǎn)品中加入沉淀劑,使樣品中的蛋白質(zhì)在水浴作用下發(fā)生沉淀、變性和凝集,再通過離心、過濾將甲醛從樣品中分離出來的方法。李召旭[10]、方艷玲[11]等均認(rèn)為蛋白沉淀法是水產(chǎn)品樣品前處理首選的方式,該方法無干擾性,重現(xiàn)性好,結(jié)果準(zhǔn)確。目前蛋白沉淀法采用的沉淀劑主要有乙酸鋅配合亞鐵氰化鉀[12]、硫酸鋅[10]、三氯乙酸[13]、高氯酸[2]等。鄧豐[9]探討了甲醇、丙酮、硫酸銨、鎢酸鈉、乙酸鋅配合亞鐵氰化鉀五種不同沉淀劑進(jìn)行樣品前處理后對甲醛含量測定的影響,結(jié)果表明采用乙酸鋅配合亞鐵氰化鉀做沉淀劑測得的甲醛含量最高。李召旭[10]研究了采用硫酸鋅作為蛋白質(zhì)沉淀劑的最佳實(shí)驗(yàn)條件:處理10 g水產(chǎn)品樣品需要10%硫酸鋅沉淀劑的適宜用量為10 mL,在加入沉淀劑前需用氫氧化鈉將樣品處理液的pH值調(diào)到弱堿性(pH=8~10)。
4.1.2 蒸餾法
蒸餾法是利用甲醛在加熱條件下極易揮發(fā)的特性將水產(chǎn)品中的游離態(tài)甲醛和可逆結(jié)合態(tài)甲醛從樣品中分離出來的方法。水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SC/T 3025-2006水產(chǎn)品中甲醛的測定[14]采用水蒸氣蒸餾法對樣品進(jìn)行前處理。鄧豐[9]探討了直接蒸餾法、水蒸氣蒸餾法和定氮蒸餾法三種不同的蒸餾方法進(jìn)行樣品前處理后對甲醛含量測定的影響。結(jié)果表明:三種不同蒸餾方法檢測結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),三種蒸餾方法都可以用于水產(chǎn)品中甲醛的測定。其中定氮蒸餾法因?yàn)橛歇?dú)特的內(nèi)部氣化室,密閉性能好,甲醛氣化過程中不會外泄,測定結(jié)果較另外兩種方法相比:相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最小,精密度和回收率均最高。同時定氮蒸餾5~10 min即可使甲醛蒸餾完全,節(jié)能省時,適合批量樣品的操作。
4.1.3 浸泡法
浸泡法是將待測樣品破碎后浸泡于蒸餾水中一定時間,然后取浸泡液直接進(jìn)行分析的方法。該方法操作簡便、儀器簡單,但提取時間比較長,只能提取游離態(tài)甲醛,且回收率低。部分水產(chǎn)品浸泡后,液體帶有顏色或者混濁,需要進(jìn)一步脫色或離心,對低濃度樣品甲醛含量的后續(xù)檢測結(jié)果影響比較大。李召旭等[10]研究發(fā)現(xiàn),浸泡法不適合對水產(chǎn)品甲醛進(jìn)行提取,提取率比較低。
4.1.4 超聲波法
超聲波法是一種新型的前處理方式,一般與蛋白沉淀法結(jié)合進(jìn)行。董靚靚等[15]采用三氯乙酸結(jié)合超聲提取法對秘魯魷魚(冷凍)、鱈魚(冷凍)和龍頭魚(冰鮮)水產(chǎn)品進(jìn)行前處理,并將提取條件優(yōu)化為:樣品質(zhì)量5.00 g,冰浴超聲25 min,加入10%三氯乙酸10 mL。結(jié)果表明三氯乙酸超聲提取具有穩(wěn)定性好、操作簡便、提取時間短、回收率高等優(yōu)點(diǎn),是一種適合用于大多數(shù)鮮活和冷凍水產(chǎn)品甲醛含量檢測的前處理方法。韓冬嬌[2]等采用高氯酸結(jié)合超聲波法對南美白對蝦中的游離甲醛的提取效果進(jìn)行了研究,當(dāng)采用4%高氯酸作為提取劑,在30 ℃下超聲提取35 min時提取效果最好。王丹等[12]研究發(fā)現(xiàn)乙酸鋅和亞鐵氰化鉀結(jié)合超聲提取法是一種適合食品中甲醛提取的方法。
在中國知網(wǎng)“高級檢索”選項(xiàng)中,選定時間2000-2022年,以“主題”為檢索條件,以“水產(chǎn)品”并含“甲醛”為檢索詞進(jìn)行“精確”檢索,共檢索到253篇相關(guān)文獻(xiàn)。通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于水產(chǎn)品中甲醛測定的方法主要有:光度法(分光光度法、催化動力學(xué)光度法、熒光光度法)和色譜法(高效液相色譜法、氣相色譜法)。
4.2.1 光度法
光度法具有設(shè)備簡單、操作簡便、檢測成本低等優(yōu)點(diǎn),是早期的水產(chǎn)品中甲醛測定最傳統(tǒng)的一種檢測方法。水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SC/T 3025-2006采用乙酰丙酮分光光度法測定水產(chǎn)品中甲醛含量。在此基礎(chǔ)上,又有學(xué)者建立了酚試劑分光光度法、變色酸分光光度法和催化動力學(xué)光度法等,對測定方法做了進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新。采用光度法測定水產(chǎn)品中甲醛的研究詳見表1。
表1 光度法測定水產(chǎn)品中甲醛的研究
4.2.2 色譜法
色譜法具有靈敏度和精密度高、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn),正在逐步取代光度法成為近幾年水產(chǎn)品中甲醛測定應(yīng)用最多的一種檢測方法。目前采用較多的色譜法有:高效液相色譜法和氣相色譜法。采用色譜法測定水產(chǎn)品中甲醛的研究詳見表2。
目前關(guān)于水產(chǎn)品中甲醛測定方法的研究已比較成熟,但關(guān)于水產(chǎn)品中甲醛本底含量和安全限量標(biāo)準(zhǔn)的研究相對較少。實(shí)際研究結(jié)果表明:水產(chǎn)品本身含有一定量的甲醛,不同品種水產(chǎn)品的甲醛本底含量明顯不同,在不同地域捕撈同一品種水產(chǎn)品甲醛本底含量也不同,且隨著儲存時間的延長,水產(chǎn)品的甲醛含量也逐漸增高。因此需要對不同品種、不同區(qū)域、不同儲存條件下水產(chǎn)品中甲醛的本底含量做系統(tǒng)性和有針對性的研究,并提供可靠、全面的數(shù)據(jù)及理論支持,為制定水產(chǎn)品甲醛限量標(biāo)準(zhǔn)、食品安全風(fēng)險評估及政府監(jiān)管部門監(jiān)管提供有力依據(jù),從而促進(jìn)水產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康快速發(fā)展。