原子熒光光譜分析在糧油食品檢測污染物中的應(yīng)用

岑永權(quán)

摘 要：長久以來，糧油食品安全一直是我國民眾的關(guān)注問題，隨著經(jīng)濟的全球化發(fā)展，糧油食品貿(mào)易的規(guī)模不斷擴大，糧油食品安全問題備受人們關(guān)注。一旦糧油食品中有害微量元素（汞、鉛、鎘、砷等）超標(biāo)，經(jīng)人體攝入后，將會產(chǎn)生明顯的毒性作用，嚴(yán)重影響到人體健康。因此，必須重視糧油食品檢測中的微量元素分析。通過原子熒光光譜分析在糧油食品檢測中的應(yīng)用，能精確檢測出糧油食品中所含的礦物質(zhì)及金屬元素、氨基酸和維生素等，同時也能對糧油食品中所含的中霉變物質(zhì)、菌類污染、添加劑、防腐劑以及食品包裝有害物質(zhì)等進(jìn)行分析，為糧油食品安全提供了有效的保障。

關(guān)鍵詞：原子熒光光譜分析；糧油食品安全；微量元素

前言

1964年，由美國弗羅里達(dá)大學(xué)Windfordner研究組首先提出了原子熒光光譜分析（AFS）的概念，經(jīng)20年的發(fā)展，該技術(shù)已得到較大幅度的改善。原子熒光光譜是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。其工作原理為：一般蒸汽狀態(tài)的原子吸收合適的一定頻率的敷設(shè)后，被激發(fā)至高能狀態(tài)，然后再激發(fā)過程中通過光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。即檢測待測元素的原子蒸氣在特定波長的輻射能激發(fā)下，定量分析該元素原子發(fā)射的熒光強度。原子熒光的波長在紫外光區(qū)和可見光區(qū)。氣態(tài)自由原子在吸收一定波長的輻射后，其外層電子從低能態(tài)或基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣芘_，約10-8秒的時間，又恢復(fù)至低能態(tài)或基態(tài)，并發(fā)射出熒光。原子熒光的類型主要有五類，分別為共振熒光、直越線熒光、階躍線熒光、熱助階躍線熒光和熱助反stokes熒光。

原子熒光光譜分析應(yīng)具備化學(xué)蒸汽分離、非色散光學(xué)系統(tǒng)等特性，能快速、準(zhǔn)確的測定出汞、鉛、鎘、砷等微量元素，具有較高你的靈敏度，校正曲線的線性范圍寬達(dá)2-5個數(shù)量級，尤其在激光光源為激光時，效果最為明顯，此外，其能同時測定多種元素，目前已有超過20中元素的檢出限優(yōu)于AES和AAS，目前已廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、高純物質(zhì)、礦物、水質(zhì)監(jiān)控、生物制品、醫(yī)學(xué)分析和糧油食品安全檢測中。目前，我國糧油食品在生產(chǎn)、加工、運輸、儲存和銷售等環(huán)節(jié)的污染，嚴(yán)重威脅到消費者的身體健康，其中主要以有害微量元素的危害性最為嚴(yán)重。汞、鉛、鎘、砷等微量元素一經(jīng)人體攝入，將會產(chǎn)生明顯的毒性作用，且該類有毒微量元素具有較強的積累性和生物富集性。其中元素砷的毒性較低，但其化合物均有毒性，經(jīng)人體吸收后，將對細(xì)胞的氧化還原能力造成破壞，阻礙細(xì)胞的正常代謝，繼而造成組織損害和機體障礙；鎘的毒性較大，經(jīng)人體吸收后，會引起中毒，且長期服用會新城隔行慢性中毒，對腎臟造成損害。因此，微量元素污染備受人們關(guān)注。下面將對近幾年來，原子熒光光譜分析在糧油食品檢測中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

一、糧油食品中礦物質(zhì)及金屬元素的分析

在分析糧油食品中的礦物質(zhì)及金屬元素時，通常采用普通消解、紫外消解和微波消解等方式來對糧油食品進(jìn)行破壞，繼而將糧油食品中的礦物質(zhì)及金屬元素以鹽、離子或酸根的形式融入液體中。汪祿祥等利用微波消解法處理樣品后，用氫化物-原子熒光光譜分析法同時檢測出了食品中的汞和砷，同時也利用其檢測出了鹽漬鱈魚中的痕量鉛。汞的檢出限為 ，回收率為93%-103%；砷的檢出限為 ，回收率為95%-105%，RS均小于10%。該類檢測方式的檢出限和準(zhǔn)確度均符合糧油食品檢測的標(biāo)準(zhǔn)要求。不少研究人員還利用原子熒光光譜分析法檢測出了多種糧油食品或食品添加劑中的鐵、硒、錳、鋅、鎘等元素。

二、糧油食品中氨基酸、維生素等的分析

氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的重要物質(zhì)，對人體健康有著重要的意義。酪氨酸是人體內(nèi)的非必要氨基酸，但屬于重要的蛋白質(zhì)。其作用在于產(chǎn)生神經(jīng)傳導(dǎo)素，包括有左旋多巴、多巴胺和正腎上腺素等。大部分的乳制品、肉類、粗糧和酒類中都含有酪氨酸。向海艷等利用鉬（VI）對酪氨酸的熒光所具有的猝滅作用，研究出了測定酪氨酸的方法，即檢測過程中設(shè)定激發(fā)波長為278nm，發(fā)射波長為305nm，線性范圍為 ，檢測限為 。該類檢測方式被廣泛應(yīng)用于啤酒和葡萄酒中的絡(luò)氨酸含量檢測中。

仲岳桐等利用二極管陣列-熒光檢測器以及在線衍生技術(shù)檢測出了視頻中15種氨基酸，有效解決了離線手工衍生的誤差，顯著提高定性的可靠性和定量的準(zhǔn)確性。倪永年等利用高效液相色譜法（HPLC）作對照，利用三維同步熒光技術(shù)和平行因子分析法（PARAFAC），檢測出了維生素 、 和 混合物的三維熒光數(shù)據(jù)，且效果顯著。

三、糧油食品中霉變物質(zhì)、菌類污染的分析

糧油食品霉變物質(zhì)中的黃曲霉素（AFT）所具有的誘導(dǎo)突變、抑制免疫和致癌等作用，嚴(yán)重威脅到人類的身體健康。馮婷等利用免疫親和柱技術(shù)熒光計法檢測出了餅干中的AFT，檢出限為 。與傳統(tǒng)的薄層色譜法相比，該類檢測方式更為快捷、簡便和準(zhǔn)確。

赭曲霉毒素屬于異香豆素的衍生物之一，其毒性最強，一旦人體攝入，將嚴(yán)重?fù)p害腎臟。褚慶華等針對香辛料和藤蔓水果干中可能存在的赭曲霉毒素，利用免疫親和柱層析凈化方式，構(gòu)建熒光快速篩選檢測法和高效液相色譜快速確證法。方法滿足SN/OTO159-9法人規(guī)定，符合快速、準(zhǔn)確檢測的標(biāo)準(zhǔn)要求。

大腸桿菌群是糧油食品安全檢測中的重要檢測內(nèi)容之一。由于大腸桿菌群能對4-甲基傘型酮- -D半乳糖苷進(jìn)行分解，促使4-甲基傘型酮游離，在波長為366nm的紫外燈照射下呈藍(lán)色熒光。鄭晶等經(jīng)從蔬菜中檢測出了大腸桿菌群。

沙門氏菌是造成食物中毒的常見病菌之一，糧油食品均存在感染沙門氏菌的可能性。針對沙門氏菌的檢測方式，通常采用國際官方分析化學(xué)家協(xié)會公布的標(biāo)準(zhǔn)分析方法——酶聯(lián)免疫熒光分析法，該類檢測方式適用于所有食品檢測。

四、糧油食品中添加劑、防腐劑、食品包裝有害物質(zhì)的分析

苯甲酸是較為常見的防腐劑。謝躍生等設(shè)定激發(fā)波長為225nm、發(fā)射波長為310nm，當(dāng)溶液的酸堿值為2-3時，利用熒光法對市面銷售飲料中的苯甲酸進(jìn)行檢測，該檢測方式較為快速、準(zhǔn)確。

甲醛對人體的危害性較大?，F(xiàn)階段，甲醛的檢測方式主要有三種，分別為高效液相色譜法、極譜法和熒光法。劉佳坤在酸性條件下，基于甲醛的催化作用，氧化吡口羅紅產(chǎn)生熒光淬滅的特性，構(gòu)建了熒光動力學(xué)法測定痕量甲醛的方式。方法線性范圍為0.06-1.14L/m，檢出限為 。

糧油食品包裝材料中通常還有一定量的有害酚類物質(zhì)。方亞敏等利用熒光分光光度法檢測出了飲用水和食品包裝材料中的苯酚含量，檢出濃限為0.001ml/L，以符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。

五、糧油食品中農(nóng)藥殘留、藥物殘留分析

糧油食品中農(nóng)藥殘留、藥物殘留將直接危害到消費者的身體健康。原子熒光光譜分析在食品殘留分析中的應(yīng)用較為普遍。王忠東等研究分析了常用氨基甲酸脂類農(nóng)藥（西維因、克百威和殘殺威等）的熒光特性。

PCF結(jié)合HPLC能測定出檢測樣品中的多種殘留成分。李英等利用PCFH-PLC，構(gòu)建了同時檢測蔬菜水果中12種氨基甲酸脂類農(nóng)藥和3種代謝物殘留的方法，即利用乙腈提出，氨基酸相萃取柱分離凈化，反相分配色譜梯度洗脫，柱后衍生化后，進(jìn)行熒光檢測。檢測結(jié)果顯示，12種農(nóng)藥和3種代謝物在35mm內(nèi)能獲得較好的分離效果。

糧油食品的抗生素殘留分析中，需將樣品進(jìn)行富集分離，因此，通常需采用熒光分析結(jié)合HPLC進(jìn)行檢測。任一平等對動物性食品中土霉素和四環(huán)素進(jìn)行檢測，方法為將樣品用HPLC分離，用濃度為8%的氧氯化鋯柱后衍生，如鋯離子的結(jié)合物在激發(fā)波長406nm、發(fā)射波長515nm處檢測出土霉素和四環(huán)素，檢出限分別為 和 。

侯曉林等利用HPLC，F(xiàn)CS，F(xiàn)PM技術(shù)，對牛組織中埃普利諾菌素、阿維菌素、多拉菌素和伊維菌素殘留進(jìn)行了檢測。方法為將樣品用乙腈提取，堿性氧化鋁凈化，采用衍生化試劑為乙酸酐和1-甲基咪唑。檢測結(jié)果顯示，該類菌類的檢出限為 ，定量限為 。

六、結(jié)語

隨著我國加入WTO，我國食品標(biāo)準(zhǔn)也逐漸向國際化靠攏，糧油食品檢測要求也越來越嚴(yán)格化。原子熒光光譜分析法因具備較高靈敏度和較強選擇性，而被廣泛應(yīng)用于糧油食品安全檢測中。氫化物-原子熒光分析法在檢測砷、汞、鍺、硒和鉛等微量元素中，取得了較好的成效。此外，實時熒光定量PCF技術(shù)結(jié)合其他分子生物技術(shù)，顯著提高了對菌類分析的準(zhǔn)確性和可靠性。綜上所述，原子熒光光譜技術(shù)在糧油食品安全檢測中的意義重大。

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