引言
苯系化合物是一类以苯环结构为特征的挥发性芳香有机化合物。苯、甲苯、乙苯和二甲苯是最常见的代表物质（Riancho, Lizana, Domínguez, Sedano, Medín, & Santurtún, 2025）。由于具有毒性，这类挥发性芳香烃会引发多种健康问题，包括血液毒性以及潜在的致癌风险（G?kta?, Kentel, & Aksoy, 2026; Hosna et al., 2022）。其中，苯被归为1类致癌物（G?kta? et al., 2026）：短期高浓度暴露会导致中枢神经系统功能受损，而长期低剂量暴露则会损害骨髓功能，同时对免疫系统和生殖系统也有毒害作用（Alaraby, Abass, Velázquez, Hernández, & Marcos, 2025; Zhang, Tang, Liu, He, & Wang, 2025）；而甲苯则属于3类可能的人类致癌物（C, 2022; IARC Monographs Programme et al., 2019），已有证据表明它具有神经毒性、肝肾损伤以及潜在的生殖毒性。目前已有法规规定了水中苯系化合物的最大允许含量（IARC Monographs Programme et al., 2019），但尚未针对香料提取物中的苯系化合物制定相关标准（Atamaleki, Asadi, & Moradinia, 2024; Lu et al., 2020）。苯系化合物常作为辅助剂用于生产各类化学产品，如塑料和纤维（Hossein et al., 2023）。然而，在对市售香料精油的常规检测中，却意外发现了不同程度的甲苯和苯存在（Jia et al., 2026; Sun, Ding, Xi, Lu, & Yang, 2020）。长期接触含BTEX的食品会对公众健康构成重大威胁（Atamaleki et al., 2024; Lu et al., 2020; Maedeh, Rasoul, Zahra, Sadjad, & Mohammad, 2023）。因此，本研究选择了几种常见的苯系化合物，对其来源进行了全面追踪分析。
香料是植物的天然可食用衍生物，通常由种子、果实、茎、叶、花蕾和树皮等多种植物部位制成（Maria, Joanna, & Magdalena, 2021; Wen, Yan, Junfei, Yuyu, & Huiying, 2020）。香料精油和香料油树脂都是从这些原材料中提取的，但两者的提取工艺和化学成分存在显著差异（Ma et al., 2026）。精油主要通过水蒸气蒸馏或超临界二氧化碳萃取法获得（Haideri, Phanjaroen, Khiaolaongam, & Boonchalaem, 2024; Sarkar, Kumar, & Singh, 2025），其中含有大量的挥发性萜烯类芳香化合物，包括萜烯、烯烃、醇类、酮类和酯类（Puttarak et al., 2026; R. et al., 2021; Sandra et al., 2023）。而像姜、川椒和黑胡椒之类的香料油树脂，则是通过有机溶剂或超临界二氧化碳方法提取的（Haideri et al., 2024; Ryu, Lee, Cho, Park, Ryu, & Kang, 2018）。这一过程能够同时获取挥发油（如姜烯、柠檬烯）和非挥发性的树脂成分（如姜辣素、酰胺生物碱），以及蜡类和色素，从而得到一种风味浓郁且成分全面的产物。由于姜、黑胡椒和川椒提取物具有复杂的化学成分，能够带来辛辣、甜味和麻木等感官体验，因此被广泛用于食品工业中，用以提升食品的颜色、香气和风味（Kapoor, Singh, Singh, & Singh, 2014; Ma et al., 2026）。例如，川椒提取物可用于增强火锅底料的麻木口感，而姜提取物则可以消除肉类制品的异味（Lisiecka, 2025; Ning et al., 2025; Zhenting et al., 2023）。此外，香料提取物还具有多种健康益处，比如抗氧化、抗菌和抗炎作用（Aparecida et al., 2023; Sangroula et al., 2024; Vukovi? et al., 2024; WeiqingLan, ShutingLiu, XueningChen, HongqiangZhao, & XiaohongSun, 2024）。
随着消费者对天然和有机原料需求的增加，人们越来越重视香料提取物的安全性（Rana et al., 2025）。然而，对商业样本的检测显示，姜和胡椒精油中甲苯残留量异常偏高。这些提取物中的苯系化合物可能来源于残留的有机溶剂、原材料本身的成分，或是加工过程中产生的副产物。因此，建立一种可靠的检测方法，用于追溯香料提取物中苯系化合物的来源，对于保障食品安全具有重要意义。
目前用于检测BTEX的常见分析方法包括顶空固相微萃取气相色谱-质谱法、两阶段热解吸-气相色谱-质谱法以及吹扫捕集气相色谱-质谱法（Abbasi et al., 2020; Liu et al., 2025; Marie et al., 2014; Q, J, D, Y, & L, 2022）。现有研究大多关注包装材料的迁移以及环境因素带来的污染，而关于植物基质中苯系化合物生成机制的研究则相对较少（Chang et al., 2016; Claude et al., 2022; Hwan et al., 2005）。仅有少数相关研究，比如开发用于检测香精中BTEX的方法，以及在分析香料成分时发现甲苯的存在（Jun et al., 2017; R. et al., 2021; Tanja & Peter, 2020）。
在本研究中，我们开发并验证了一种顶空气相色谱-质谱法，用于测定香料基质中的六种苯系化合物。利用该方法，我们对甲苯污染的来源进行了系统性追踪，分析了外部因素（原材料、加工助剂、包装）和内部因素（加工过程）对甲苯污染的贡献。研究结果表明，原材料对甲苯的贡献可以忽略不计，而大部分甲苯是由加工过程中的热转化产生的。进一步研究确定α-蒎烯是甲苯生成的关键前体物质，当提取温度超过90摄氏度时，就会产生大量甲苯。最后，我们提出了真空处理作为一种有效的治理方法。这些研究结果既提供了分析工具，也给出了确保香料提取物安全的实际防控措施。
