煎炸食品中多环芳烃的主要生成机理及其控制技术

多环芳烃是指含两个或两个以上苯环的芳烃，英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbons，简称PAHs。它们主要有两种组合方式，一种是非稠环型，其中包括联苯及联多苯和多苯代脂肪烃；另一种是稠环型，即两个碳原子为两个苯环所共有。PAHs主要包括18种同类物质：1、NAP Naphthalene 萘(NAP)2、ANY Acenaphthylene 苊烯(ANY)3、Acenaphthene 苊萘嵌戊烷(ANA)4、FLU Fluorene 芴(FLU)5、PHE Phenanthrene 菲(PHE)6、ANT Anthracene 蒽(ANT)7、FLT Fluoranthene 荧蒽(FLT)8、PYR Pyrene 芘(PYR)9、BaA Benzo(a)anthracene 苯并（a）蒽(BaA)10、CHR Chrysene 䓛(CHR)11、BbF Benzo(b)fluoranthene 苯并（b）荧蒽(BbF)12、BKF Benzo(k)fluoranthene 苯并 (k）荧蒽(BkF)13、BaP Benzo(a)pyrene 苯并（a）芘(BaP)14、IPY Indeno（1,2,3-cd)pyrene 茚苯（1,2,3-cd）芘(IPY)15、DBA Dibenzo(a,h)anthracene 二苯并（a,h）蒽(DBA)16、BPE Benzo(g,hi)perylene 苯并（ghi）北（二萘嵌苯）(BPE)17、Benzp(e)pyrene 苯并（e）芘(BeP)18、Benzo(j)fluoranthene 苯并(j)荧蒽（BjF）一、多环芳烃的概述多环芳烃的结构与特性　　PAHs是一大类由只含碳和氢原子的稠合芳环构成的有机化合物，含有5 个或更多个芳环的化合物称为高分子质量PAHs，而含有少于5 个环的化合物称为低分子质量PAHs。PAHs具有许多物理和化学性质。在物理性质方面，PAHs常以淡黄色或绿黄色、白色或无色晶体形式存在，其主要特点是熔点和沸点高，但蒸气压和水溶性低，其中水溶性随着分子质量的增加逐渐减小，并且由于PAHs具有高度的疏水性而易溶于有机溶剂。二、多环芳烃的来源及形成机理1）多环芳烃的来源PAHs是一大类通过有机物的不完全燃烧或热解产生并广泛存在于全球范围内的环境污染物，在各种燃烧和热解过程中可以形成和释放数百种不同PAHs。研究表明，不同的食品加工方式，如焙烤、干燥、烧烤等是PAHs的主要来源。2）多环芳烃的形成机理目前认为PAHs的生成机理主要有3 种，第一种是Frenklach机理；第2种是Bittner-Howard机理；第3种机理涉及两个C 5 H 5 自由基的反应。PAHs的生成与温度和时间有着非常紧密的关系。研究发现当煎炸温度高于200 ℃时，脂肪、蛋白质和碳水化合物热解时可生成BaP。还有研究表明，油温低于240 ℃时，产生的PAHs量相对较少，当油温达到270 ℃及以上时，产生的油烟中会含有大量的PAHs，因此煎炸温度一般控制在160～180 ℃。有学者研究炸鸡块时发现，随着煎炸时间的延长，食用油中PAHs的浓度增加，尤其是高分子质量PAHs。煎炸45 min的样品中高分子质量PAHs含量是煎炸15 min的1.9 倍，是新鲜油的31.5 倍。三、煎炸食品中PAHs控制技术1、煎炸用油的选择　　煎炸用油在高温下长时间加热会产生初级氧化产物，这些产物又会分解产生对人体健康有不利影响的醛、酮和酸等物质。因此，选择合适的煎炸用油至关重要。动物脂肪（例如猪油和牛脂）具有良好的感官品质和货架期，自快餐时代开始以来动物脂肪通常被用作煎炸用油。然而动物脂肪含有饱和脂肪和胆固醇，大量食用后会对人类健康产生危害，所以现在选择植物油（棕榈油、葵花油、大豆油、花生油等）作为煎炸用油。2、添加抗氧化剂　　已有研究证明PAHs的形成过程包括一系列自由基反应，而抗氧化剂可以捕获自由基，如PAHs的中间体可以防止PAHs的形成。有报道表明肉制品腌制过程中，加入的大蒜和洋葱中因含有亲脂性多酚、VE和VC等抗氧化成分，可以清除烃类裂解和芳香化合物环化过程中产生的自由基，从而抑制PAHs的形成。因此，向煎炸肉制品中添加适量的抗氧化剂是一种非常有效的减少PAHs生成的方法。3、工艺控制及设备选择1）温度和时间控制煎炸温度和时间是减少煎炸食品中PAHs生成的关键步骤，食品中的糖类、蛋白质和脂肪等有机物质由于煎炸温度较高，会发生热聚合、热分解等一系列物理化学反应，生成PAHs等有害物质，会对煎炸食品的品质产生不良影响；因此，可以通过控制煎炸温度和时间以减少PAHs的生成。2）煎炸油过滤煎炸过程中，一些食物残渣在煎炸后会留在油中，如果不及时清除，杂质会因反复加热而产生PAHs并附着在食品表面。目前，常采用滤纸和助滤剂对煎炸油进行过滤，过滤是商业煎炸中一种常规的手段。此处应有广告：选用广州市中天食品包装机械有限公司生产的“中天牌”煎炸油过滤机及过滤耗材，一站式为您解决油渣清除及酸价控制等问题！作为国内外驰名的煎炸油过滤机专业生产厂家，中天公司自主研发制造的过滤机及过滤系统已近三十个型号，产品质量好，滤油精度高，适合不同规模的食品生产企业及餐馆食肆，远销全球几十个国家和地区，并受到广大客户的一致好评！ 详情咨询请拨打联系电话：020-34528332，或登录中天公司网站：https://www.chinaoilfilter.com/，我们将竭诚为您服务！3）煎炸设备有报道发现微量元素（铁、铝和铜等）在煎炸过程中，可加速过氧化氢的分解，使自由基的产生速率提升，从而加速脂质氧化并产生PAHs等有害物质。因此，煎炸设备最好选用不锈钢设备。（根据科普中国、网易号、《食品科学》杂志、搜狗百科等相关内容整理编辑）