木炭烧烤猪肉过程中多环芳烃的释放特征及健康风险评价

《Food Chemistry: X》：Evaluation of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) mass concentrations in smoke generated during pork belly grilling over charcoal

本研究针对木炭烧烤过程中产生的多环芳烃（PAHs）暴露评估难题，开发了热脱附-气相色谱-质谱联用（TD-GC-MS）技术，实现了从360 L空气样品中苯并[a]芘（BaP）检测限低至5 pg Sm?3的突破。研究发现猪肉烧烤产生的总EPA PAH浓度高达98.4 μg Sm?3，其中BaP浓度（1431 ng Sm?3）超过环境空气5500倍，更远超WHO/EU标准1400倍。通过比较不同燃料类型，揭示炭化程度对PAHs生成的决定性影响，为制定更安全的烧烤标准提供了关键数据支撑。

　　

夏日的烧烤摊总是烟火缭绕，诱人的香气背后却隐藏着健康隐患。当肉汁滴落在炽热的木炭上，升腾的烟雾中可能含有大量多环芳烃（PAHs）——这类被世界卫生组织列为一类致癌物的化合物，长期暴露可能引发呼吸系统疾病甚至肺癌。尽管各国对环境空气中的PAHs设有严格标准，但烹饪特别是明火烧烤产生的瞬时高浓度污染物，却因采样技术限制一直缺乏系统评估。

为破解这一难题，全北大学的研究团队在《Food Chemistry: X》发表论文，创新性地运用热脱附-气相色谱-质谱联用（TD-GC-MS）技术，对木炭烧烤猪肉过程中释放的PAHs进行精准定量。研究人员设计了两阶段实验：首先比较不同烹饪方式（燃气灶煎制vs木炭烧烤）的PAHs释放特征；随后系统评估四种炭材（硬木炭、棕榈炭、谷壳炭）燃烧的污染差异。通过双吸附管串联采样（石英棉管捕获颗粒相PAHs，Carbopack C管吸附气相PAHs），实现了对16种EPA优先控制PAHs的高灵敏度检测。

关键技术方法包括：1）优化TD-GC-MS参数（热脱附温度290°C，冷阱聚焦后300°C解析）；2）双吸附管分级采样技术（流量3 L·min^-1）；3）多炭材对比实验设计（采集首尔市售猪肉及越南进口炭材）；4）质量控制体系（方法检测限达3.12-12.5 pg·m^-3）。

3.1 分析系统的校准与质量控制结果

校准数据显示Carbopack C管对萘（NAP）、苊烯（ACY）等轻质PAHs的捕获效率是石英棉管的1.73-15.1倍。系统对三环以上PAHs的方法检测限显著低于WHO年度标准，其中苯并[a]芘（BaP）检测限达5 pg·m^-3，为精准评估短期烧烤暴露提供技术保障。

3.2 不同烧烤方式烹饪烟雾中PAHs质量浓度评估

环境空气总PAHs浓度仅0.26 μg·Sm^-3，而木炭烧烤猪肉（C-G-P）样品浓度飙升至98.4 μg·Sm^-3，较纯炭燃烧样品（8.05 μg·Sm^-3）增长12倍。值得注意的是，BaP浓度达1431 ng·Sm^-3，超过环境背景5100倍，较WHO/EU标准（1 ng·m^-3）高出三个数量级。肉脂热解与炭材不完全燃烧的协同效应，导致茚并[1,2,3-cd]芘（IP）等六环PAHs增幅达9570%。

3.3 不同炭材烟雾中PAHs质量浓度评估

炭材类型显著影响排放特征：江原道硬木炭（C）总PAHs排放（8.05 μg·Sm^-3）是忠清北道同种炭材（HC）的15倍，后者BaP浓度（0.67 ng·Sm^-3）符合安全标准。而棕榈炭（PC）和谷壳炭（CC）分别产生30.9 μg·Sm^-3和116 μg·Sm^-3的PAHs，其中CC样品的BaP达953 ng·Sm^-3，其无机组分阻碍完全燃烧是主因。

研究结论强调，炭材炭化程度是调控PAHs排放的关键：高挥发分炭材虽能增强烧烤风味，但同步提升致癌物生成风险。该研究为建立基于炭材质量的烧烤安全标准提供科学依据，提示消费者选择深度炭化硬木炭可降低1400倍以上的BaP暴露风险。未来需通过优化炭化工艺（提高终温延长停留时间），在保持风味的同时阻断有害物质生成路径。