摘要从溶液吸收法、试剂吸附法等方面介绍了饮食油烟的来源及采样技术,叙述了其成分特征,主要包括醛类有机物、PAHs,并介绍了油烟的毒害性。
关键词饮食油烟;采样技术;成分;毒害性
中图分类号X831文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)09-0284-02
饮食业油烟(以下简称油烟)指食油在烹饪、加工过程中挥发的油脂、有机质及其加热分解或裂解产物。食油分为植物油和动物油,植物油有豆油、菜籽油和花生油等,主要成分为亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪烃;动物油主要是猪油,主要成分为饱和脂肪酸甘油酯[1-2]。食油的沸点不尽相同,主要成分的沸点约300 ℃,在传统的中国式烹饪方法如溜、炒、爆、炸等过程中(260 ℃左右)可产生大量含有各种短链醛、酮以及多环芳烃(PAHs)等成分的油烟,其中PAHs大部分具有致癌及致突变危害,易造成低空污染。随着餐饮服务业的迅速发展,由该行业大型厨房产生的油烟对周围空气的污染及居民生活的危害日益严重[3-4]。食油(如菜籽油)在加热过程中会发生热分解及氧化分解而产生大量挥发性和不挥发性有机物。大量研究表明,长期暴露于油烟环境中的人患呼吸道疾病的几率不亚于长期吸烟者,还会引发多种突变病症。因此,对油烟成分的检测分析意义重大。
1油烟采样技术
油烟包括食用油在高温加热(260 ℃)时产生的液相和固相有机物,由于其痕量、易挥发等特征,油烟的采样成为影响分析的关键环节。目前,油烟采样大部分采用富集技术,主要分为吸收和吸附2类。吸收法采样原理与气体洗涤类似,是采用有机溶剂对油烟进行溶解富集,该类溶剂必须具备有机溶解性好、极性强,并且不与目标物反应等性质,常用的有石油醚、丙酮以及四氯化碳等。吸附则是利用吸附剂与吸附质之间的作用力而实现对油烟的富集,常采用滤纸吸附、活性炭吸附以及滤筒吸附等技术,其中滤筒吸附采样方法于2000年被列为我国饮食业油烟分析的标准采样技术。常用的吸附试剂有活性炭、Tneax-GC、滤纸(膜)等。
1.1溶液吸收
溶液吸收采样的操作步骤与实验室气体洗涤程序类似,但由于油烟排放的不稳定性以及油烟性质的不确定性,必须选择正确的溶液,同时必须保证操作环境稳定。实际操作中常需配备大气采样装置提供动力。石油醚(60~90 ℃)能将大豆油、植物色拉油以及猪油等食用油的油烟富集。吸收后的溶液直接稀释定容后采用紫外可见光分光光度法分析油烟含量,同时采用GC-MS进行定量分析。该方法使用石油醚作为有机溶剂能很好地定性及定量分析出油烟中的醛类有机物,但酮、PAHs等成分则未能分析出。由于溶液直接富集法采样中将气溶胶全部通过溶液洗涤,因此可能会导致部分气相中的物质同样被溶解于吸收液中,从而造成分析结果不准确,工况复杂的采样环境尤为严重。
1.2试剂吸附
试剂吸附法是油烟的一种间接富集方式,首先将油烟固定在固相,然后再用有机溶剂将其从固相上洗涤下来。吸附法可避免溶液吸收过程中出现的气相溶解现象,方便长时间采样。活性炭、Tenax-GC以及滤纸(膜)等是常用的几种吸附试剂。滤纸具有很好的吸附性能,吸附了油烟的滤纸用丙酮或乙醇溶解后再用索氏提取器浓缩,然后采用GC-MS进行定性及定量分析。吸附了油烟的活性炭一般采用三氯甲烷作溶剂洗涤,Tenax管则直接热脱附解吸。金属滤筒吸收采样法是我国饮食油烟的标准采样技术,也是利用吸附原理。相比于吸收法,吸附法的适用面更广,选择性更好,更能适合于连续采样与长时间采样,误差较吸收法小,样品也更具有代表性,是目前油烟监测上使用最为常见的采样技术。
2油烟成分特征
饮食油烟成分复杂,醛、酮、醇、酸、二烯烃以及PAHs等均有检出,其中醛和PAHs 2类有机物最为引人关注。油烟中醛含量最高,PAHs虽然含量低,但由于其生殖毒害性、致癌性以及致突变性而成为油烟中最危险成分。由于油烟成分极其复杂,目前文献中的数据基本都是针对某一类特征成分进行分析,还没有关于油烟中全部成分一次性全部检测出的报道,不过这也和油的种类有关。
2.1醛类有机物
菜籽油和色拉油的油烟中分别含有的醛类有机物20种,豆油和猪油含17种,其中有15种醛在这4种食油油烟中均存在,分别为:3-methyl-2-butenal、hexanal、2-hexenal、hept-anal、2-heptenal、2,4-heptadienal、octanal、2-octenal、nonanal、2-nonenal、2,4-nonandienal、decanal、2-decenal、2-undecenal、9,17-octadecadienal。在这4种食油油烟中,猪油中醛类含量最高,油烟总波谱图中峰面积达49.77%,其次为菜籽油和色拉油,分别为40.98%和40.02%,豆油油烟中的醛类含量最低,波谱中峰面积仅有29.62%。这表明,食油油烟中醛类有机物约占总有机物的1/2,是油烟中含量最高的一类有机物。
2.2 PAHs
早期的报道中都发现高温食油中含有生殖毒害性、致癌性以及致突变性的多环芳香烃类有机物,但都没能检测出该类物质具体成分,直到苯并(a)芘、二苯并[a,h] 蒽等在菜籽油中被检出后,人们才开始陆续认识食油油烟中PAHs的真面目。菲、芘、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并呋喃以及苯并(a)芘是菜籽油、花生油等食油油烟中存在的主要PAHs,如表1所示。3种被检测油烟中,花生油油烟中的PAHs总量最高,达到22.8 μg/m3,其次为玉米油,为5.50 μg/m3,菜籽油最低,为1.08 μg/m3。除以上几种PAHs外,苯并(b)呋喃蒽在玉米油中也被检出。此外,高温下PAHs的一些高致突变性反应产物,如苯胺类的萘胺、氨基联苯以及杂环芳香胺等硝基芳香化合物等同样被检测出。相比而言,植物油油烟中的PAHs含量及种类均要高于动物油,但动物油油烟中的PAHs仍有待于进一步的分析确认。
3毒害性
油烟中PAHs毒害性不断被证明。研究表明,烹饪过程中食油油烟中PAHs的浓度相当于在1间通风不畅的办公室6 h内燃烧96支香烟,虽然油烟中的PAHs毒性不如直接燃烧的香烟烟气,但由于其溶解在可吸入液滴里,能更深入到人的呼吸系统而使致癌风险倍增,这也说明了吸烟不多的中国妇女(家庭主妇,基本负责家庭烹饪工作)患肺癌的几率却远高于男性的原因。此外,油烟中的PAHs还会引发如子宫颈肿瘤等妇科疾病,已成为厨房无形杀手之一。
4参考文献
[1] 宋环宇.油烟排放控制标准的探讨[J].环境科学与技术,2006,29(B08):48-49.
[2] 何溱,吴南翔,张幸.烹调油烟毒性研究进展[J].浙江省医学科学院学报,2003,14(2):33-35.
[3] 叶琳.烹调油烟对健康危害的研究进展[J].中国公共卫生,2003,19(5):620-622.
[4] 胡敏,张健.饮食业油烟气快速检测——检气管法[J].上海环境科学,2003,22(11):840-843.
