食品中酚类环境激素检测方法的研究进展

食品中酚类环境激素检测方法的研究进展

刘丽罗展纲黄碧兰

刘丽罗展纲黄碧兰（深圳市龙岗区疾病预防控制中心广东深圳518172）

【中图分类号】R977.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2010)25-0149-04

【摘要】近年来，环境激素对人类的威胁已经引起广泛的关注，其通过污染食品进入人体是影响人类健康的重要途径。酚是食品中环境激素的典型代表物。本文介绍了酚类环境激素的特点、危害及当前国内外的检测技术。

【关键词】酚环境激素研究进展

环境激素（EnvironmentHormone），又称环境内分泌干扰物(EnvironmentalEndocrineDisruptors)，是指一类能干扰生物与人体正常内分泌机能的外源性化学物质[1]。环境激素自身并不直接作为有害物质对机体造成不良影响，而是通过阻断、模拟或激活、抑制内分泌效应，干扰体内正常激素的合成、储存、转运、结合及清除等过程，从而改变神经、免疫和生殖等系统的正常功能[2]。

由于人类大量的生产和生活活动，环境激素已几乎遍及全球的生态系统。大多数的环境激素均为脂溶性且不容易在环境中降解，具有蓄积性强和残留期长的特点。大量环境调查结果和实验室研究表明，即使处于痕量水平的环境激素也可以在生物细胞内积累，并通过生物放大作用在食物链中向上传递，使高位营养级的生物受损。对生物体内的正常激素作用产生影响，干扰内分泌机能，引起生殖障碍、生长发育异常、动脉硬化、子宫肌瘤、乳腺癌、睾丸肿瘤、卵巢癌等损害[3～5]。环境激素引起的有害作用往往还具有迟发性的特点，即使暴露是发生在幼年甚至是胎儿时期，其导致的损害会直到成年或中老年期才出现，因此不易引起重视。由于其潜伏期长，当危害表现时已对物种和生态环境产生灾难性的影响，是继臭氧层破坏、温室效应之后又一全球性的重大环境问题，被视为世界范围的十大环境问题之一。

1酚类环境激素

在已确定的约70种环境激素中[6]，除镉、铅、汞等几种重金属外，其他67种都是有机物质。按照化学结构可分为重金属、含卤素化合物、含硫化合物、不含卤素和硫的化合物以及菊酯类化合物等。酚是不含卤素和硫的化合物中典型的一种环境激素，包括双酚A(BPA)，氯酚类(CPs)(主要为2,4—二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6—三氯酚(2,4,6-TCP)，五氯酚(S-CP))、硝基酚、和烷基酚(APs)[主要为壬基苯酚(NP)和辛基苯酚(OP)]和己烯雌酚、己二烯雌酚等。酚类环境激素主要通过污染食品、饮用水和空气最终威胁人类健康。酚能在动物体内富集，并沿着食物链数十倍甚至数千倍地向上传递，最终进入食物链的顶端——人体。

食品中的酚类环境激素主要来源于养殖业和工业生产。例如，食品包装材料在生产和加工过程中所添加的增塑剂、抗氧化剂、稳定剂如双酚A、烷基酚等；一些不法养殖户为加快水产品的生长速度，使用了禁用的生长促进素如己烯雌酚等；酚类化合物在农业上也广泛应用于杀虫剂、杀真菌药等，这些途径都能使酚类环境激素迁移至食品中。

目前国内外的酚类环境激素的研究主要集中在水体、淤泥等环境方面[7～11]。对食品中酚类环境激素污染的研究还未引起人们的足够重视，在我国报道较少，几乎处于空白状态。近年来，食品安全已成为全球关注的热点问题，随着我国经济的不断发展，人们生活水平也不断提高，对食品中有害物质的慢性、潜在性污染控制已不容忽视。因而加强食品中酚类环境激素的研究，对食品中酚类环境激素实施常规检测及暴露评估已迫在眉睫。

2样品的前处理方法

由于食品中的环境激素含量往往是以ppt甚至ppq的浓度水平存在，且大多数食品样品的基体组分复杂，必须进行有效的前处理才可以起到富集痕量组分、消除基体干扰、提高方法灵敏度的作用，同时使检测能长时间保持在稳定、可靠的状态下进行。

2.1蒸馏法

分为简单蒸馏、分馏、减压蒸馏、蒸气蒸馏。此类方法操作简单、易行，但要消耗大量的有机试剂和时间，同时所大量使用的化学试剂也会对环境造成污染，经济、环境成本过高，目前已不提倡再继续使用。

2.2萃取法

其中较经典的有索氏提取法和溶剂萃取法等。此类方法成熟、简易，分析成本较小，目前使用仍十分普遍，但其缺点是要消耗大量的萃取溶剂，且提取时间过长，往往由于待测物含量低难以达到富集目的。

近年来发展起来的一些先进技术，如微波辅助萃取法（MASE）、压力流体萃取法（PLE）、基体固相分散萃取法（MSPD）等，已在实际工作中得到越来越广泛的应用。

微波辅助萃取法所需设备简单，是一种通过微波装置对样品加热，从而实现选择性萃取其中的酚类环境激素的技术。该方法可通过优化微波参数和所用试剂，避免引起样品中不稳定的目标成分分解，获得良好的回收率和重复性[12]。

压力流体萃取法是在高温、高压的条件下对样品进行分离、萃取，该法所需有机试剂较小，在缩短了萃取时间的情况下仍能取得较好的萃取效率[13]。但由于是在高温条件下进行萃取，容易引起某些酚类环境激素的降解，导致结果出现误差。

2.3色谱法

常用的有柱色谱和薄层色谱法（TLC）。此类方法简单、易用，但需消耗较多的化学试剂和工作时间，难以提高效率，且不利于环境保护。

近年来，固相萃取法（SPE）的出现与发展逐渐取代了传统的方法，成为了主流的前处理技术。固相萃取法是一种结合了液固萃取和柱液相色谱技术的前处理方法，具有试剂使用量少、简单快速、分离效果与重复性良好的优点，特别是在食品类的液体样品处理中发挥了重大的作用[14]。目前固体吸附剂已有商品化产品，较为常用的有活性炭、XAD树脂系列等。

固相微萃取法（SPME）的原理与固相萃取法相似，是在其基础上发展起来的新一代前处理技术。固相微萃取法是利用其纤维涂层对样品中环境激素进行萃取、吸附浓集、分离、进样分析的一体化技术，不需使用有机溶剂，快速、方便[15]。但该法使用成本较高，在经济欠发达地区难以推广。

2.4衍生化法

为提高酚类环境激素的挥发性，往往可对样品进行衍生化处理。常用的衍生方法有硅烷化和酯化等，衍生剂有N-甲基-N-(丁二基)三氟乙酰胺(MTBSTFA)、双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)、五氟苄基溴(PFBBr)、N,O-双(三甲基甲硅烷)乙酰胺(TMSA)、乙酸酐等。Mol等利用MTBSTFA作为衍生剂测定水中的多种酚，可取得不错的结果[16]。此外，Bhatt等用BSTFA作为衍生剂也能满足环境和生物样品中酚测定的需要[17]。

3检测方法

3.1物理化学检测方法

气相色谱——质谱法(GC-MS)是目前常用的环境激素的物理检测技术之一[18]，但是由于酚类环境激素均为带羟基的极性化合物，挥发性较差，在直接使用气相色谱检测时容易出现拖尾峰，往往需要经过衍生化反应后再进样，以提高方法的灵敏度和选择性。某些食品类的样品基体复杂，衍生产率较低，需要增加衍生剂的使用量和衍生反应的时间，致使GC-MS的应用受到限制。

毛细管电泳法（CE）是近年发展起来的环境激素检测技术。传统的CE法是利用表面活性剂来增强分离的选择性和疏水化合物的水溶性，一次性将带有不同电荷和不同分子大小的化合物实现分离的，其在酚类样品的测定中效果一般。目前以带有环糊精添加剂的CE应用较广，Rengan等利用此技术已较好的实现了多种酚类环境激素的分离测定，显示出一定的发展潜力[19]。使用微乳剂的CE法能让分析物更容易分配进入微乳滴中，其在酚类环境激素检测上的应用也已开始受到重视[20]。

液相色谱法（HPLC）也是分析环境激素的常用方法，可与紫外检测器（UVD）、荧光检测器(FLD)或质谱(MS)联用。由于HPLC无需经过衍生化处理，因此相对于GC法更适合极性高而挥发性低的酚类化合物的检测。HPLC-MS可利用HPLC的强分离能力将混合物分离为单一组分，再利用MS进行结构测定[21]，可以在一定程度上克服离子抑制，得到更准确的结果，但HPLC-MS设备昂贵，日常运行费用也高，目前在国内还无法广泛应用。

超高效液相色谱(UPLC)是一种在HPLC基础上发展起来的新技术。世界上第一台超高效液相色谱仪器于2004年产生，目前已有多家公司生产并推出了超高液相色谱仪。UPLC在HPLC的多个技术环节上进行了创新和改进，采用小颗粒填料、低系统体积及快速检测手段，大幅度改善色谱分离度、样品通量，同时也提高了检测的灵敏度。与HPLC相比较，UPLC的分析速度可提高9倍，分辨率可提高2倍，灵敏度可提高3倍。UPLC的出现极大地拓宽了液相色谱的应用范围，为分析化学工作者提供了一个强有力的技术手段[22]。目前，超高效液相色谱技术已广泛应用于食品安全、环境分析、药物开发等领域[23～25]。

3.2生物学检测方法

生物学检测法有着操作简易，特异性高的优点，在筛查与测定酚类环境激素的研究中越来越受到重视。目前常用的有酶联免疫法（ELISA）[26]、生物传感器法[27]等。但是需要指出的是，虽然生物学检测法已经得到一定的应用，其要发展为成熟、系统的检测方法，仍有待研究人员继续努力予以完善。

4研究展望

研究表明，环境激素对人类的危害已日趋严重。无论存在于空气、水还是土壤中，都能强烈地吸附于颗粒上，借助于食物链不断富集，而食品是环境激素进入人体的重要途径，酚作为一类典型的环境激素，更应该受到重视。基于目前国内外食品中酚类环境激素检测的空白，亟需建立简单、准确、灵敏的分析方法，同时通过监测和暴露评估研究，为酚类环境激素的食品安全性评价和对其进行控制和防治，减少此类物质使用和排放并为此类物质降解技术的科学研究提供技术支撑。针对食品中复杂基质中酚类环境激素的测定，样品前处理作为关键技术，有待进一步完善，建立快速、准确、有效的样品处理，应用串联MS、高分辨MS等检测手段以及全自动的样品前处理——在线检测技术，以减少分析成本和时间，将成为该研究领域的一个发展趋势。

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