基于原子荧光光谱法的食品重金属检测新技术

基于原子荧光光谱法的食品重金属检测新技术

刘晓凤1 ,赵慧芳2 ,刘宁3 ,黄惠敏4

1、2、4 漯河市质量技术检验测试中心， 河南 漯河 462000

3 漯河市漯西工业集聚区建设管理委员会， 河南 漯河 462000

摘要：食品安全是世界各国关注的重点问题，开展食品检测，对推动食品管理、食用安全均具有重要价值。但随着食品检测分析方案不断更新，食品检测分析仪逐渐取代了常规分析方案。仪器分析法主要利用精密仪器分析各物质理化性质，进而明确各种食物含量、组成与结构，可用于检测微量组分、痕量组分检测中。目前我国应用分析仪器类型较多，结合检测原理、检测范围，可细分为专用型检测仪器或多用型检测仪器，具有准确性高、检测速度快、灵敏度高等优势，在食品安全检测中具有广阔应用前景。

关键词：原子吸收光谱法；食品；重金属检测

引言

随着经济的快速发展，人们对物质生活的要求越来越高，对食品的质量安全越来越重视。但是工业发展伴随着大量污染物的排放，其中，重金属对食品安全的影响尤为突出。污水灌溉、汽车尾气排放和化肥农药的大量使用等促使重金属通过根系和叶在农产品中富集，导致农产品重金属超标。然后，通过食物链进入人体，在人体中不断积累，达到一定的阈值会产生毒害作用，对人的中枢神经、心脑血管、肾脏系统等产生不可逆的影响，诱发老年痴呆症，造成代谢障碍，甚至具有“三致效应”。为此，对农产品重金属检测前处理技术进行综述，主要包括消解技术（干法灰化技术、湿法消解技术、微波消解技术）和萃取富集技术（浊点萃取技术、液相微萃取技术、固相萃取技术），以期为建立简单快速的前处理方法提供参考依据。

1食品中重金属的来源及危害

食品中重金属污染主要指汞、镉、铅、铬及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指锌、铜、镍、钴、锡等毒性一般的重金属。重金属在食物链中可积累不可降解。食品重金属污染主要来源于以下几个方面:(1）地质环境的影响，有些火山或者矿山地区附近的食品就很容易受到重金属的污染；(2）环境污染，比如重工业发达的城市会将大量的工业废气排放到空气中，这些废气含有大量的重金属，当地的农作物吸收后会导致食品中重金属的污染；(3）化肥、农兽药、饲料等的污染，这些产品的滥用会导致重金属在食品原料中持续积累，最终转移到食品产品中；(4）食品在加工、储藏、运输和销售过程中引入的外源污染，比如在储藏过程中重金属涂层发生脱落等。食品中重金属能和人体中的蛋白质和酶的巯基（氢硫基）结合，而氢硫键则是蛋白质中半胱氨酸的侧链，从而使人体中的蛋白质变质或者抑制人体中反应酶的活性，使细胞质中毒。通过对绿色木霉中提取的葡萄糖氧化酶的特性进行分析，发现重金属离子几乎完全抑制酶的活性。探讨了重金属对环境的影响和对人类健康的毒性，通过了解重金属的特点寻找针对性的解决办法。重金属对人体的危害和基于纳米技术对食品中重金属的检测技术，提出在种植、生产和加工环节中减少食品中重金属含量的思路。

2原子吸收光谱法在食品重金属检测中的实践

2.1饮料重金属元素检测

在酒精饮料生产中，为增加饮料的多样性，各种酒精饮料需加入各种食品添加剂，然而多数食品添加剂中均含有重金属元素[4]。为保证产品的质量和安全，应严格控制其元素含量，采用石墨炉原子发射光谱法测定样品中钙、镁、铁、锰、锌、铜和铝等元素的含量，并对测定结果进行分析。由于不同类型食品的成分不一，导致实验结果有一定差异。因此，要建立一个合理有效的分析方法，需要将食品样品进行预处理，才能得到准确可靠的数据。通过重金属元素检测方法研究，确立适合白酒和饮料类食品中重金属元素检测分析的方法，从而实现对食品中重金属元素进行快速、准确的测定。

2.2液相微萃取技术

液相萃取是指2个完全不溶或微溶的溶剂因其溶解度或分配系数不同，使化合物从一种溶剂中转移到另外一种溶剂中。液相微萃取是在其基础上采用微量萃取剂分离并富集目标物的一种处理技术，与传统的液相萃取相比，具有溶剂消耗少、过程简单、成本较低、环保性较高、富集倍数大等特点。根据其萃取模式可以分为单滴微萃取、中空纤维膜液相微萃取和分散液微萃取。利用氯化胆碱－苯酚作为萃取溶剂，分析蘑菇和大豆中的铬含量，该方法的加标回收率在92.0%~98.5%，结果准确可靠，操作简单快捷。采用液相微萃取方法，利用高效液相色谱对水中的铝、铁、铜、铅进行检测，发现4种金属离子的检出限分别为10.7、30.4、48.3、53.8ng/L，加标回收率在95.0%~103.5%。也有学者辅以超声等手段促进萃取过程，采用超声辅助液相萃取，使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定烟叶中的8种金属元素含量，发现最佳超声时间为15min，萃取时间为30min，检出限为0.001~0.200μg/g。2.3固相萃取技术。

2.3降低空白值

待检样品数量、试剂、器皿等在实际检测中，受水、空气与灰尘等影响，可能出现空白值。检测期间，出现空白值后，可能影响检测精度及灵敏度，尤其纯度检测、痕量或微量元素检测中，空白值影响较大。因此实际检测时，需明确空白值源头，并尽早消除。结合实践分析空白值影响，可从输送、备水、存储等环节分析，并综合分析检测环境，规避上述因素影响，致某元素含量增加。同时，还需重点分析人工清洁器皿时，是否残留洗涤物质，并考虑试液内是否存在灰尘污染。此外，选取样本后，传输期间，也存在污染风险。上述各因素均可增加检测空白值，因此实际检测期间，需转变工作方案，尽可能减少或消除空白值对检测结果的影响，如准备稀盐酸对检测器皿进行清洁，同时保障实验室干燥、清洁，并叮嘱检测人员，利用专业技术、专业实际处理检测各环节，包括提取、传输、存储样本等，尤其注意避免换用器皿情况。开展痕量分析时，需积极减少空白值，以提升检测精度，可利用优级纯试剂取代传统检测试剂、利用一级水取代传统检查中二级水，尽可能减少空白值。同时还可从器皿、仪器等不同方面减少空白值影响，保障检测人员能从各检验环节中重视空白值影响。

3冷原子吸收光谱法注意事项

冷原子吸收光谱法虽然取得了较好效果，但是局限性非常大。例如，灵敏度低；样品中存在的干扰物质多而复杂，不能用于痕量分析等。近年来，人们采用一些新方法来提高冷原子荧光光谱分析灵敏度和选择性，其中以等离子体增强技术最为活跃。等离子体是一种强电子流，具有高电离度、高能量密度以及强烈的表面等离子激光效应。它仅能探测汞元素，探测时需用氯化锡或者烃基胺盐酸盐还原并以此测定原子吸收。

结束语

为确保消费者食品安全，需要在食品进入销售市场前对其重金属元素做相应检测以掌握其含量情况，以免其超标而对人体造成危害。检测人员应熟悉原子吸收光谱仪的原理及特点，避免因操作不当造成测试结果误差，同时也要了解原子吸收光谱法在实际生产过程中的注意事项。在具体应用中需要根据具体情况确定测定范围，正确使用仪器，做好数据处理工作，测量时应尽量保持标准物质稳定性。实际应用时，应对测试样品按不同条件进行处理，合适的检测方法能使结果更加准确有效。

参考文献

[1]王智斌,魏万鸿.食品中重金属污染危害分析与其检测方法研讨[J].现代食品,2020(24):219-221.

[2]魏磊.浅析常见食品及食品外包装中的危害性物质[J].食品安全导刊,2020(36):125-126.

[3]毛腾霄,程龙,袁涛,谢莉,汪洋,陈红,邱翔,倪恒凡.7种即食中药中5种重金属的健康风险评估[J].中成药,2020,42(12):3265-3269.

[4]黄章程.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用[J].化工管理,2020(34):174-175.

[5]余翔,王巍,程廷涛.食品中常见重金属及检验方法探究[J].中国食品,2020(23):127.