芝麻油以其浓郁的香味,深受国人喜爱。但由于在制油过程中需要对芝麻籽进行高温焙炒,很容易导致苯并(a)芘(B[a]P)等多环芳烃(PAHs)类物质超标。本文首先建立并优化了对芝麻油中美国环境保护局(EPA)优控的16种PAHs(PAH16)的检测方法;对市售芝麻油进行调查,了解芝麻油中PAHs的存在情况;对芝麻焙炒工艺进行单因素正交分析,优化焙炒工艺;模拟四种不同芝麻油制油工艺,分析不同工艺制得芝麻油中PAHs含量的差异;对芝麻多种主要成分进行高温处理,分析底物及烟气中PAHs含量;对芝麻热解焦油成分进行分析,并对芝麻油PAHs的形成进行初步探究。(1)建立了一种有机溶剂萃取,硅胶固相萃取柱净化,气相色谱-串联质谱检测芝麻油中16种EPA规定的PAHs的方法。定量限为0.04-0.55μg/kg,检出限为0.01-0.18μg/kg。16种目标物回收率在76.33μg/kg-115.26μg/kg之间;RSD≤7.67%。该方法前处理简单,定性和定量较为准确,能够较好满足对芝麻油中PAH16的检测要求。23种芝麻油样品均满足国标B[a]P含量小于10μg/kg的限定标准,但8份样品B[a]P含量超过了欧盟标准,占受检样品的34.78%,10份样品超过了欧盟对B[a]P、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、?(PAH4)总量的限定标准,占受检样品43.48%。此外芝麻油受EPA16种PAHs污染程度依次为:水代法芝麻油>热榨芝麻油>冷榨芝麻油。(2)通过单因素正交试验研究了炒籽条件对芝麻油中PAH16含量的影响。随着焙炒时间的延长,焙炒温度的升高,芝麻籽PAHs含量呈上升趋势。焙炒温度和焙炒时间对PAHs含量影响大,加水量几乎无影响。推荐的芝麻焙炒方案为:焙炒温度180℃,焙炒时间30 min,加水量3%,扬烟次数2次。(3)冷榨芝麻油生产的整个过程,B[a]P,PAH4,PAH16均远低于其他工艺芝麻油,且远低于欧盟限定,有较高的食用安全性。在热榨芝麻油及水代芝麻油制油过程中,焙炒是导致B[a]P,PAH4,PAH16升高的主要因素,虽然经精炼后B[a]P,PAH4,PAH16含量有所下降,但依旧超出欧盟标准。浸出法制油过程,毛油中B[a]P和PAH4含量为20.07μg/kg,65.27μg/kg,经过完整精炼工艺后,成品油中B[a]P及PAH4含量分别为9.77μg/kg,35.24μg/kg,仍远超欧盟标准。可见常规的的精炼对PAHs的脱除效果有限。(4)芝麻皮、芝麻仁、瘪芝麻、全籽芝麻分别在260℃下加热30 min后,瘪芝麻加热底物中B[a]P、LPAHs、HPAHs、PAH4、PAH16含量较高。芝麻皮、芝麻仁、瘪芝麻、全籽芝麻在加热后产生的烟气中均检测到PAHs。芝麻皮烟气B[a]P、LPAHs、HPAHs、PAH4、PAH16含量均最高。(5)单独加热时皮中PAHs含量最高,皮、油、蛋白混合后加热产生的PAHs均远高于其他实验组。全籽芝麻加热后焦油成分比较复杂,以苯环类物质为主。不仅有单苯环物质,还出现了两种双苯环物质。芝麻皮焦油中检测到萘和甲基萘。综合以上结果分析,高分子物质裂解产生的苯基自由基与周围的不饱和小分子或自由基结合,形成含有不饱和支链的苯环物质,这些物质有的相互结合,有的内部环化从而形成PAHs。两种PAHs的形成途径可以描述为:(1)苯基自由基与乙炔结合形成乙炔基苯,苯环上与炔基相邻的位置受到炔基影响变得不稳定,在于第二个乙炔结合后迅速环化,形成萘。(2)两个间位上具有自由基的乙烯苯之间相互结合,形成含有两个双键的四环物,该物质不稳定,迅速脱氢形成荧蒽。