精宏9123A在丙烯酰胺辐照消解效应的使用

淀粉类农产品是人类赖以生存的物质基础，以谷 类及薯类淀粉为原料制得的油条、薯条、面包、饼干 等油炸烘焙类食品在我国居民饮食结构中占有较大 比重，深受人们喜爱。淀粉类食品中含有的丙烯酰 胺，因具有神经毒性、生殖毒性、遗传毒性，以及与 甲状腺癌、肾上腺癌、乳腺癌和生殖系统癌症等的发 病率存在剂量依赖关系，被国际癌症研究机构 （IARC）列为 2B 类“人类可能的致癌物”。谷物、 薯类等淀粉类食品加工前的丙烯酰胺含量较少，均值 在 0.1 mg/kg 以下，热加工过程促进了其生成，经烘 焙、高温油炸后丙烯酰胺含量增加幅度达到 3~8 倍， 最高可达 50 倍以上。

1 实验

1.1 材料

实验材料主要有新鲜马铃薯（荷兰 7 号）；食用 油（鲁花 5S 压榨一级花生油），购于河南郑州农贸市 场。

1.2 试剂

实验试剂主要有丙烯酰胺、异抗坏血酸钠、芝麻 酚、柠檬酸、苹果酸、柠檬酸三钠、Na2CO3、甲醇， 均为分析纯。

1.3 仪器与设备

仪器主要有 Agilent's 7963 液相色谱仪，美国安 捷伦科技公司；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；YN-ZD-2 型电热蒸馏水器， 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；AL204 分析天 平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；FW 型高 速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 样品制备

取新鲜市售马铃薯，除皮洗净后切成尺寸为 0.5 cm×5 cm×5 cm 的薄片，在 180 ℃下油炸 5 min 至金 黄色。经烘干、粉碎混合均匀后，测定丙烯酰胺含量。 各取样品 100 g，分别喷洒 10，20，30，40，50 mL 蒸馏水，控制含水率分别为 10%，20%，30%，40%， 50%；各取样品 100 g，喷洒浓度分别为 0.1，1，10 mmol/L 的柠檬酸、苹果酸、柠檬酸三钠、Na2CO3、 异抗坏血酸钠、芝麻酚水溶液 40 mL，控制样品含水 率为 40%，辐照处理。

1.4.2 辐照处理

样品采用河南省科学院同位素研究所有限责任 公司的钴源装置进行静态辐照处理，设计剂量为 0， 0.5，1，1.5，2，2.5，3 kGy 等 8 个处理等级，每个 剂量重复 3 次，使用计量片跟踪吸收剂量。

1.4.3 含量分析

辐照后的样品在 40 ℃下干燥 12 h，称取 10 g 加 入 5 mL 甲醇和 5 mL 蒸馏水，超声 30 min 后离心， 提取 3 次，随后合并提取液；使用 20 mL 正己烷对提 取液脱脂 3 次，经 0.45 μm 有机滤膜过滤后采用 Agilent's 7963 液相色谱仪分析。分析条件：色谱柱为 Atlantis dC18（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱温为 35 ℃； 流动相为甲醇与体积分数为 0.1%甲酸的混合物，甲 醇与甲酸的体积比为 5∶95；流速为 1.5 mL/min；UV检测波长为 210 nm；进样量为 20 μL。

1.5 数据统计与分析

采用 SPSS 进行方差分析分析，采用 Excel 作图。

2 结果与讨论

含水率为 40%的油炸土豆片中丙烯酰胺消解率 与吸收剂量的关系见图 1。由图 1 可看出，辐照可以 显著降低油炸土豆片中丙烯酰胺的含量，随吸收剂量 的增加，丙烯酰胺的含量逐渐降低。经 0.5 kGy 的 60Co-γ 照射后，其含量由 3129.60 μg/kg 显著（P˂0.05） 下降到 2886.7 μg/kg，丙烯酰胺的消解率为 7.76%； 当吸收剂量增加到 1，1.5，2，2.5，3 kGy 时，其含 量依次下降到 2645.45，2243.92，2045.51，1618.94， 1466.84 μg/kg，土豆片中的丙烯酰胺降低了 484.15， 885.68，1084.09、1510.66、1662.76 μg/kg，消解率分 别为 15.47%，28.30%，34.64%，48.27%，53.13%。 丙烯酰胺的含量随吸收剂量增加呈线性降低 （R2 =0.9926），辐照可以有效降低丙烯酰胺的含量。 丙烯酰胺含有碳碳不饱和双键，有水分存在时，在辐 照条件下发生聚合反应生成了无毒的聚丙烯酰胺，这 与文献报道一致。

尽管辐照可显著降低油炸土豆片中的丙烯酰胺 的含量，但辐照对低含水量的食品基质中丙烯酰胺的 消解率不高。含水率为 10%的油炸土豆片在吸收剂量 为 3 kGy 的辐照后降解率仅为 8.59%，为此添加一定 量的柠檬酸、苹果酸、Na2CO3、柠檬酸三钠、异抗坏 血酸钠、芝麻酚等，探究酸碱、氧化性和抗氧化性食 品添加剂对丙烯酰胺辐照降解规律的影响，旨在探索 提高低含水量食品基质中丙烯酰胺辐照消解率。Na2CO3 对含水率为 40%的油炸土豆片中丙烯酰 胺辐照效应的影响见图 5。由图 5 可知，Na2CO3 的加 入对丙烯酰胺辐照消解整体呈促进作用，加入量越高 促进作用越显著。经 0.5 kGy 的 γ 射线辐照后，添加 0.1，1，10 mmol/kg 的 Na2CO3 后，油炸土豆片中丙 烯酰胺的含量由对照组的 2662.73 μg/kg 下降到 2624.05，2592.29，2444.49 μg/kg，其降解率由 7.76% 提高到 9.10%，10.20%，15.32%，均促进了丙烯酰胺 的辐照消解，其中 1，10 mmol/kg Na2CO3 组促进作用 达到了显著水平（P＜0.05）；当吸收剂量小于 2 kGy 时，Na2CO3 的影响规律与 0.5 kGy 时基本一致，不同 浓度下均会促进丙烯酰胺的辐照消解。随着吸收剂量 继续提高至 2.5 kGy 以上时，低浓度的 Na2CO3 虽呈 现出抑制作用，但抑制作用均不显著（P>0.05）；

3 结语

辐照消解油炸土豆片中丙烯酰胺是利用 60Co 衰 变产生的 γ 射线处理淀粉类热加工食品，通过辐照过 程中基质水分产生的自由基诱导丙烯酰胺发生聚合 反应生成无毒的聚合物，从而达到消除基质中已生成 丙烯酰胺的目的。吸收剂量和基质含水量对丙烯酰胺 的辐照消解效应影响较为显著，Na2CO3、异抗坏血酸 钠、芝麻酚可促进丙烯酰胺的辐照消解，添加芝麻酚 后丙烯酰胺的消解率最高为 60.49%。此研究从增加 丙烯酰胺分子量的角度考虑，使用较为成熟的辐照技 术聚合消除已生成的丙烯酰胺，不仅对食品风味无影 响且成本较低，是对淀粉类热加工食品中丙烯酰胺控 制方法体系的补充，可为淀粉类农产品热加工后控制 丙烯酰胺的含量提供理论基础。

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