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编号:10260687
家庭厨房油烟冷凝物化学成分及对果蝇经口染毒遗传毒性的研究*
http://www.100md.com 《卫生研究》 1999年第1期
     作者:厉曙光 王云翔 张敬 赵贤四 徐思红

    单位:厉曙光 张敬 赵贤四 徐思红(上海铁道大学医学院,上海 200070);王云翔(苏州铁道师范学院)

    关键词:食用油冷凝物;化学成分;果蝇毒性

    卫生研究990106 摘要 采用气相色谱-质谱仪(GC/MS)对家庭厨房吸油烟机油杯中冷凝物的总化学成分进行了分析,发现样品中有74种化合物,其中包括烃类、醇酚类、醛酮类,酯类、羧酸类、杂环稠环类、甾醇类等,其中有些化合物具有致癌作用。同时还用该样品对果蝇经口染毒的细胞遗传毒性进行了研究,果蝇伴性隐性致死试验(SLRL)的实验结果表明:厨房油烟冷凝物具有较强的致突变作用。其110、320、960mg/L三个浓度组的总突变率分别为0.1732%、0.4306%、0.1707%,实验中第Ⅱ窝的320mg/L浓度组与第Ⅲ窝110mg/L浓度组的致突变率分别达到0.530%和0.540%(P<0.001)。呈现有较高的隐性致死作用。此外,本次实验还表明油烟冷凝物对果蝇的生殖系统有一定的作用(P<0.05),其中320mg/L组有非常显著的差异(P<0.01)。三个浓度组第Ⅰ窝的不育率分别为2.564%、2.056%和2.845%,与对照组相比统计学上有显著性差异(P<0.05)。
, 百拇医药
    中图分类号 X513.032 TS225 Q319.33

    Study on the chemical components of edible oil fume

    in kitchen and its genotoxity on Drosophila

    Li Shuguang, Wang Yunxiang, Zhang Jing, Zhao Xiansi, et al.

    Shanghai Tiedao University Medical College,Shanghai 200070,China

    Objectives:to study the chemical components of the condensate of edible oil fume in kitchen and its genotoxicity on Drosophila.Methods:Analysis for the chemical components was carried out by gas chromatogrphy and mass spectra (GC/MS) and its genotoxicity was studied by sex linked recessive lethal (SLRL) test in Drosophila.Results:a total of 74 organic compounds were found in samples of condensed oil from the fume in kitchen.It included hydroxylic acids,hydrocarbons,alcohols,esters,aldehydes,ketones,aromatic compounds,and steroids,etc.The total mutagenicity rates in SLRL test induced by the samples at concentrations of 110,320 and 960mg/L were 0.1732%,0.4306% and 0.1707% respectively.The sterility rates of the first broods were 2.564%,2.056% and 2.845% at above 3 concentrations respectively(P<0.05, as compared with the control).The mutagenicity rate of the second brood at 320mg/L was 0.530% and that of the third brood at 110mg/L 0.540%(P<0.001).Conclusion:some of the compounds in the condensate of edible oil fume were proved to have high recessive lethal effect and genotoxic effect on the reproductive system of Drosophila.
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    Key words:edible oil fume, chemical components, Drosophila genotoxicity

    家庭厨房的油烟污染是居民室内空气污染的主要来源之一。本文用气相色谱-质谱仪(GC/MS)对家庭厨房的吸油烟机油杯中冷凝物的总化学成分进行分析,同时采用果蝇伴性隐性致死试验(SLRL)对其冷凝物进行毒理学检测,其目的是为了对食用油烟雾中有害物质的成分及毒性作进一步的了解。

    1 研究方法

    1.1 样品采集

    厨房油烟冷凝物样品取自居民家庭厨房中吸油烟机油杯中的液态冷凝物并将其倒入棕色瓶内保存。称取1.3250g样品以6ml环己烷分三次溶解后倒入分液漏斗,用二甲基甲酰胺和环己烷分别萃取和反萃取3次,静置后收集上层液,待其挥干后加1ml环己烷定容供化学成分分析用。另取适量样品用2%二甲基亚砜(DMSO)溶解后,再加5%的蔗糖配制溶液,供SLRL试验用。
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    1.2 化学成分分析

    采用美国惠普HP5890Ⅱ型的GC/MS对样品的萃取液进行全谱分析,根据色谱相对保留时间及质谱图的计算机检索,分析并检出化合物。色谱条件:进样口温度:300℃;进样口压力:52kPa/min,2min,然后以10.4kPa/min速率升至32Psi;柱温80℃,2min,然后以18℃/min速率升至250℃,再以10℃/min速率升至320℃。质谱的离子化方式;E1,谱库检索:用NBS75K和Wiley 138库。

    1.3 SLRL试验

    选用我院果蝇实验室的两种黑腹果蝇即野生型Orengon K雄蝇和Basc雌蝇,普通玉米粉培养基在(25±1)℃下培养。预试验用乙醚麻醉1天龄的雄蝇500只,分装于5只特制的染毒瓶,果蝇在染毒前饥饿4小时后再进行试验以保证果蝇摄食。喂饲染毒连续3d,观察结果后确定110mg/L,320mg/L和960mg/L三个浓度组和一个对照组进行正式试验,具体方法参照文献[1]。
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    2 结果

    2.1 油烟冷凝物样品中化学成分分析

    经GC/MS分析样品中共有74种化合物,其中同分异构件有15种,另外的59种化合物可将其分为烃类、醇酚类、醛酮类、羧酸类、稠环杂环类、甾醇类等8类化合物。表1依出峰顺序列出了59种有机化合物的名称(不包括15种同分异构体),表2将其分为8类,并列出其中部分化合物。

    表1 厨房油烟冷凝物中化合物成分 序号

    化合物

    分子式

    序号

    化合物

    分子式
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    1

    2-戊基呋喃

    C9H14O

    34

    6,10,14-三甲基-2-十五烷酮

    C18H36O

    2

    己酸

    C6H12O2

    35

    三羰基铁四羟基环戊二烯酮
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    C8H4FeO8

    3

    2-辛烯醛

    C8H12O2

    36

    邻苯二羧酸二丁酯

    C16H22O4

    4

    1-十四烷醇

    C14H13O
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    37

    十六酸

    C16H32O2

    6

    3-甲硫基壬醛

    C10H20OS

    45

    十八酸

    C18H36O2

    7

    辛酸
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    C8H16O2

    46

    9,12-十八碳二烯酸

    C18H32O2

    8

    1-丁基-1H-1,2,4-三唑

    C6H11N3

    48

    2-辛基环丙基辛醛

    C19H36O
, 百拇医药
    9

    2-癸烯醛

    C10H18O

    49

    3-甲基吲哚

    C9H9N

    10

    壬酸

    C9H18O2

    50

    3,8-二甲基癸烷
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    C12H26

    12

    2,4-壬二烯醛

    C10H16O

    51

    N-2,4-二甲氧基苯亚甲基二胺

    C9H14N2O2

    13

    1-环丙基-1-十二烷酮

    C15H28O
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    52

    双二乙基-1,2-苯二羧酸

    C12H14O4

    14

    2-十一烯醛

    C11H20O

    53

    3-硝基邻苯二甲酸

    C8H5NO6

    15
, 百拇医药
    癸酸

    C10H20O2

    54

    邻苯二甲酸二正辛酯

    C24H36O4

    16

    3-甲基-2,6-二氧代-4-已烯酸

    C7H8O4

    55

    四十四烷
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    C44H9O

    17

    环十四烷

    C14H28

    56

    1-苯基-2-乙基-2-丁烯基硼酸

    C14H22BO2

    18

    叔丁基-4-甲氧基苯酚

    C11H16O2
, 百拇医药
    57

    2-甲基吲哚

    C9H9N

    19

    十五烷

    C15H32

    58

    四十三烷

    C42H88

    20

    9-十八碳烯酸
, 百拇医药
    C18H34O

    59

    2-羟基-1羟甲基-十八碳烯

    C21H40O4

    21

    2,6-二叔丁基对甲酚

    C15H24O

    60

    9-十六碳烯酸甲酯

    C17H32O2
, 百拇医药
    22

    己酸异丙烯酯

    C9H16O2

    61

    4-甲基-2-乙基-1-戊烯

    C8H16

    24

    十六烷

    C16H34

    63

    2,3,5,8-四甲基-1,5,9-癸三烯
, 百拇医药
    C14H24

    25

    β-4-甲基环己基乙醇

    C9H18O

    65

    二十七烷

    C27H46O

    26

    磷酸三丁酯

    C12H27O4P
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    66

    二十烷

    C20H42

    27

    N-甲基-N-[4-(4-甲氧基乙酰胺)]

    C13H22N2O2

    67

    胆固醇

    C27H46O

    28
, 百拇医药
    十七烷

    C17H36

    68

    9-十八碳烯酸十八酯

    C36H70O2

    29

    1-乙酰基-19,21-白坚木醇(-17-醇)

    C23H30N2O5

    70

    (3α,5β)-麦角醇-22-烯-3-醇
, 百拇医药
    C28H48O

    30

    2,5-二(1,1-二甲基乙基)-1,4-苯二酚

    C14H22O2

    71

    豆甾醇

    C29H48O

    31

    十四酸

    C14H28O2
, 百拇医药
    73

    (3d,24s)-豆甾-5-烯-3-醇

    C29H50O

    32

    3-十八烯醛

    C18H34O

    74

    8-十七碳烯酸

    C17H32O2

    33

    苯并(a)奥
, 百拇医药
    C14H10

    表2 厨房油烟冷凝物中化合物分类 分 类

    代表性化合物

    烃类

    3,8-二甲基癸烷,环十四烷,十五烷,十六烷,十七烷等

    醇,酚类

    正十四烷醇,β-4-甲基环乙基乙醇,2,6-二叔丁基对甲酚等

    醛,酮类

    2-辛烯醛,3-甲硫基壬醛,1-环丙基-1-十二烷酮等

    酸类
, 百拇医药
    己酸,辛酸,壬酸,癸酸,十四酸,十六酸,十八酸等

    羧酸酯类

    己酸异丙烯酯,邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸,二正辛酯等

    稠环杂环类

    苯并[α]奥,2-戊基呋喃,3-甲基-1H-吲哚等

    甾醇类

    胆甾醇,豆甾醇,(3α,5β,…)麦角甾-22-烯-3-醇等

    其他

    磷酸三丁酯,苯亚甲基二胺,二乙基硼酸等

    2.2 SLRL试验
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    由表3,表4结果可见油烟冷凝物对黑腹果蝇不同生殖细胞的致突变作用的不育性情况的影响。3种不同浓度的样品共培养3600管,结果获3487管,代表3487个染色体。结果显示,除了110mg/L浓度组的第Ⅰ、Ⅱ窝和960mg/L浓度组的第Ⅲ窝与对照组比较统计学上无显著性差异外,其余各组与对照组比较均有显著性差异(P<0.01)。同时还发现厨房油烟的冷凝物对果蝇的生殖系统有一定的影响,可导致不育情况的发生。由表4可见第Ⅰ窝的3个浓度组同对照组比较统计学上有非显著性差异(P<0.001),将三个阶段的结果合计则显示110、960mg/L浓度组有显著性意义(P<0.05),而320mg/L组亦有显著性差异(P<0.01)。油烟冷凝物样品对果蝇不同生殖阶段的致突作用和不育情况均未见剂量-反应关系。

    表3 油烟冷凝物对果蝇不同生殖阶段SLRL突变率(1) 浓度(mg/L)

    Ⅰ

, 百拇医药     Ⅱ

    Ⅲ

    总突变率

    M/C

    突变率(%)

    M/C

    突变率(%)

    M/C

    突变率(%)

    M/C

    突变率(%)

    0

    0/396
, 百拇医药
    0

    0/391

    0

    0/389

    0

    0/1176

    0

    110

    0/396

    0

    0/395

    0

    2/370
, 百拇医药
    0.540(2)

    2/1155

    0.173(2)

    320

    1/389

    0.257(2)

    2/377

    0.530(2)

    2/395

    0.506(2)

    5/1161
, 百拇医药
    0.431(2)

    960

    1/386

    0.259(2)

    1/387

    0.258(2)

    0/398

    0

    2/1171

    0.171(2)

    注:(1)M为突变数,C为检查的染色体数;(2)P<0.001
, 百拇医药
    表4 油烟冷凝物对果蝇不同生殖阶段的不育率 浓度(mg/L)

    Ⅰ

    Ⅱ

    Ⅲ

    总不育率

    U/C

    不育率(%)

    U/C

    不育率(%)

    U/C

    不育率(%)

    U/C

    不育率(%)
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    0

    2/396

    0.505

    7/391

    1.790

    2/389

    0.514

    11/1176

    0.094

    110

    10/390

    2.564(1)

, 百拇医药     4/395

    1.013

    2/370

    0.541

    16/1155

    1.385(2)

    320

    8/389

    2.056(1)

    8/371

    2.122

    3/395
, 百拇医药
    0.759

    19/1161

    1.636(3)

    960

    11/386

    2.845(1)

    5/387

    1.292

    2/398

    0.503

    18/1171

    1.537(3)
, 百拇医药
    注:U为不育管数,C为检查的培养管数;与对照组相比 (1)P<0.001 (2)P<0.05 (3)P<0.01

    3 讨论

    有文献报道用玻璃纤维滤膜采集的样品经分析后发现厨房空气中存在26种化学物质[2],作者曾用薄层扫描法对用滤膜采集的样品进行分析发现,精制油、豆油、菜油的油烟雾中,存在苯并(a)芘、苯并(e)芘、苯并(a,h)蒽、苯并(a,b)蒽、苯并(a)蒽等5种具有强致癌性的多环芳烃[3],Shields等用GC/MS法测定,在实验条件下菜油、豆油、花生油等油烟雾样品,时发现有54种易挥发性化学物质[4],有报道其中有些物质同本次研究结果相吻合,如辛酸、壬酸、癸酸、十五烷、十六烷、杂环类的二戊基呋喃等[5]。我们认为这些研究结果的差异,可能是由于样品的来源、采样方法、分析手段、加热的温度和时间以及煎炸食品的种类和数量的不同所造成的。
, 百拇医药
    本次试验中所发现的2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)是一种应用广泛的抗氧化剂,但最近有报道BHT是一种具有致癌或促癌作用的化学物质,动物实验表明可引起SWR小鼠的肺癌形成,它也可促使小鼠产生急性肺毒性,从而增加肺癌形成的可能性;增加BHT的剂量,可导致包括呼吸道慢性改变在内的病理和生化变化[6,7]。应该指出的是BHT在经过高温加热后并未发生破坏或分解,而是作为一种易挥发性物质存在于厨房油烟雾中,在整个样品所占的比例为1.08%,因此对BHT作进一步的定量分析和毒理研究是必要的。

    用SLRL试验对厨房油烟冷凝物所作的研究表明其具有较强的致突变作用,三个浓度组的总突变率分别为0.173%,4.306%和0.171%,高于油炸、烘烤和鱼肉中分离的杂环胺类化合物的致突变性[8]。第Ⅱ窝的320mg/L与第Ⅲ窝的110mg/L组的致突变率分别高达0.53%和0.54%(P<0.001),显示有较高的隐性致死作用。而第Ⅲ窝960mg/L组的突变率为零,其原因可能是厨房油烟冷凝物的浓度较高、味道不佳、果蝇食入量少的缘故,故对精母细胞(Ⅲ)的影响也较小,这也可能是各浓度间未出现剂量-反应关系的原因之一。
, 百拇医药
    不同的测试物对果蝇生殖系统的不同阶段将会产生不同的影响,本次研究的结果果表明厨房油烟冷凝物对果蝇的生育系统有一定的作用。表4显示总不育率中的试验组与对照组比较有显著性差异(P<0.05),其中320mg/L组有非常显著的差异(P<0.01)。这种不育的结果主要表现在第Ⅰ窝,三个浓度组的不育率分别为2.564%,2.056%,2.845%,与对照组比较均有非常显著的差异(P<0.001),这表明Oregon K雄蝇生殖细胞的影响可能主要是在果蝇成熟精子的活性方面,但其作用机制有待进一步研究。

    * 铁道部科研基金资助项目B96(32)-1268

    作者简介:
厉曙光,男,硕士,副教授

    参考文献

    1 叶恩赐,艾裕和.果蝇伴性陷性致死试验在突变物、致癌物筛选方面的应用.肿瘤,1983,6:243—45
, 百拇医药
    2 崔明珍,陈震阳,赵振华,等.饭店厨房空气中化学成分分析.中国公共卫生,1994,10(1):4

    3 Li SG,Wang GX,Pan DH,et al.Analysis of PAH in cooking oil fumes.Arch Environ Health,1994,49(2):119—122

    4 Shields P G,Xu GX, Blot WJ, et al.Mutagens from heated chinese and V.S cooking oils. J N Lancer lnst, 1995,87(11):836-841

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    7 Miller AC,Dwyer LD,Auerbash CE,et al.Strain-related diffiences in the pneumotoxic effects of chronically administered butylated hydroxytoluene on protein kinase and calpain.Toxicology,1994,90(1,2):141-159

    8 叶恩赐,艾裕和.1Q对黑腹果蝇生殖细胞的遗传毒性.卫生毒理学杂志,1990,4(4):250-52

    1998-06-05收稿, http://www.100md.com