传统与改进熏制方法对鲶鱼和兔肉中多环芳烃富集及致癌风险的比较研究

本研究系统比较了传统桶式熏炉、改良型Ahotor炉和CSIR-Charcoal炉（CCS）对熏制鲶鱼与兔肉中多环芳烃（PAHs）及重金属富集的影响。结果表明，CCS能显著降低苯并(a)芘（BaP）和4种优先PAHs（PAH4）浓度，使其低于欧盟限值（BaP<2 μg/kg，PAH4<12 μg/kg），并将终身致癌风险（ILCR）控制在可接受范围（<1×10?6），而传统方法均超标。研究强调推广改进熏制技术对保障食品安全的重要性。

　　

背景

鲶鱼与兔肉作为加纳重要的蛋白质来源，因其高营养价值和易腐特性常通过熏制保存。传统熏制方法（如桶式熏炉）虽能延长保质期，但易因有机材料不完全燃烧产生多环芳烃（PAHs），其中苯并(a)芘（BaP）等物质具有强致癌性。欧盟已对熏制食品设定BaP≤2 μg/kg、PAH4≤12 μg/kg的限值，而西非地区传统熏制产品常超标。本研究通过对比三种熏炉（桶式、Ahotor炉、CSIR-Charcoal炉）对PAHs生成的影响，评估其健康风险。

方法

实验选取养殖鲶鱼和兔肉，分别采用三种熏炉处理：

1. 1.
   CSIR-Charcoal炉（CCS）：双层绝缘结构，配备烟囱和脂肪收集盘，使用木炭燃料（热值32–39 kJ/kg）；
2. 2.
   Ahotor炉：改良式砖砌燃烧室，二次进风设计，使用木材燃料（热值16.01 MJ/kg）；
3. 3.
   桶式熏炉：直接暴露于木材烟雾的开放式结构。

通过气相色谱-质谱法（GC/MS）检测16种US EPA优先管控PAHs，并计算终身致癌风险（ILCR）和非致癌风险（HI）。关键参数包括：成人体重70 kg、每日摄入量（鲶鱼68.49 g/天，兔肉44.38 g/天）、暴露周期66年，ILCR以1×10^?6为可接受上限。

结果

水分与脂肪含量

CCS对鲶鱼和兔肉的脱水效果最显著，水分含量分别降至4.13 g/100 g和19.64 g/100 g。脂肪含量因水分流失而浓缩，但CCS处理组脂肪保留最低（鲶鱼9.60 g/100 g，兔肉8.41 g/100 g），桶式熏炉则因高温导致脂肪滴落增加。

PAHs富集水平

• •
  鲶鱼：CCS组总PAHs为340.23 μg/kg，其中低分子量（LMW）PAHs占比92.85%，BaP未检出，PAH4为6.33 μg/kg（符合欧盟标准）；桶式熏炉组BaP达6.43 μg/kg，PAH4为40.72 μg/kg，超标3.4倍。
• •
  兔肉：CCS组PAH4为10.13 μg/kg，未超标；桶式与Ahotor组BaP分别为12.65 μg/kg和15.8 μg/kg，PAH4达86.7–102.99 μg/kg，超标7–8倍。
• •
  分子量分布：CCS产物以LMW-PAHs为主（81–93%），而传统熏炉中高分子量（HMW）PAHs（致癌主体）占比显著升高（14–27%）。

健康风险评估

• •
  致癌风险（ILCR）：
  • •
    鲶鱼：CCS组为1.41×10^?7（低风险），桶式与Ahotor组分别为8.10×10^?6和1.49×10^?6（超限）；
  • •
    兔肉：CCS组为1.38×10^?7，桶式与Ahotor组达1.09×10^?5和1.36×10^?5（高风险）。
• •
  非致癌风险（HI）：所有组HI均低于1，表明非致癌效应可忽略。

讨论

CCS的优越性源于其可控燃烧温度（避免>450°C的PAHs爆发式生成）和脂肪收集设计，防止脂肪滴落加剧PAHs合成。木炭较高热值提升了脱水效率，减少烟雾接触时间。传统熏炉因木材 lignin 含量高（34%）、燃烧不稳定，导致HMW-PAHs富集。兔肉因脂肪分布特性更易吸附PAHs，需优先改进熏制工艺。

结论

CSIR-Charcoal炉（CCS）通过优化燃烧效率和结构设计，显著降低熏制产品中PAHs（尤其是BaP和PAH4）水平，将致癌风险控制在安全阈值内。推广此类改进技术对减少加纳等地区熏制食品相关健康风险具有迫切意义。未来需加强熏制工艺标准化和PAHs监测体系建立。