食品中重金屬元素分析技術(shù)研究進(jìn)展

張浩然 徐 汀 張亦菲 田 愷 華賢輝 黃家鶯*

（上海市獸藥飼料檢測(cè)所，上海201103）

民以食為天，食以安為先。食品安全問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直是社會(huì)的焦點(diǎn)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力，我國(guó)已經(jīng)具備了相當(dāng)完善的食品質(zhì)量控制體系，有效地確保了人民群眾舌尖上的安全。重金屬檢測(cè)分析是食品質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，本文綜述了主流的重金屬分析技術(shù)，淺析了技術(shù)原理及相關(guān)應(yīng)用，以期找到未來(lái)食品中重金屬分析技術(shù)的發(fā)展方向。

1 食品中重金屬的危害

重金屬是密度大于5.0×10-3kg/m3的金屬元素，普遍毒性較大，共45 種左右[1]。其中，毒性又以砷、鉻、鎘、汞及鉛最大[2]。例如，砷能夠傷害機(jī)體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)，可能導(dǎo)致腫瘤[3]；鉻會(huì)通過(guò)消化系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)體，并富集在肝臟、腎臟或內(nèi)分泌系統(tǒng)中引起慢性中毒甚至死亡[4]；鎘會(huì)損傷肺臟、肝臟等器官，過(guò)度攝入會(huì)致癌[5]；汞能引起機(jī)體運(yùn)動(dòng)功能失調(diào)，嚴(yán)重者會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)的缺陷[6]；鉛會(huì)對(duì)機(jī)體的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等各系統(tǒng)造成損害，還會(huì)導(dǎo)致骨骼畸形及癌癥[7]。因此，對(duì)于食品中重金屬含量的檢測(cè)分析尤為重要。

2 食品中重金屬的檢測(cè)分析技術(shù)

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是較為常見(jiàn)的元素分析方法，其基本原理是利用高溫，得到原子化的氣態(tài)元素，再利用特征輻射，將基態(tài)原子激發(fā)，通過(guò)測(cè)定相應(yīng)原子共振輻射的吸收強(qiáng)度對(duì)其定量。本法主要有火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法兩種，均被廣泛應(yīng)用于食品中重金屬元素分析領(lǐng)域。梁文革等[8]應(yīng)用石墨爐原子吸收法，對(duì)食用菌中鉛和鎘的含量進(jìn)行了評(píng)估，食用菌在栽培材料、環(huán)境方面潛在的鉛、鎘攝入風(fēng)險(xiǎn)。曹栩菡等[9]利用火焰原子吸收法對(duì)干桂圓核中的銅、鎂及鈣進(jìn)行測(cè)定，方法線性良好，回收率為98.1%～100.1%。盧春香等[10]以石墨爐原子吸收法測(cè)定了鎘、鉛、鉻，方法的回收率97.92%～104.6%，變異系數(shù)分別為0.39%～2.92%。

以上研究表明，原子吸收光譜法具有較高的回收率及精密度，但是線性范圍較窄，無(wú)法同時(shí)測(cè)定多種元素。

2.2 原子熒光光譜法

原子熒光光光譜法主要原理是原子被激發(fā)后，會(huì)發(fā)射特定波長(zhǎng)的光輻射。

通過(guò)計(jì)算此輻射的強(qiáng)度來(lái)對(duì)原子濃度進(jìn)行定量。在食品中重金屬檢測(cè)領(lǐng)域也得到一定應(yīng)用。商云帥等[11]使用原子熒光法測(cè)定了胡蘿卜中的砷，檢出限為0.04μg/L，回收率為85.0%～98.8%，RSD 為4.2%～6.5%。張艷等[12]建立了原子熒光測(cè)定食用玫瑰中砷、鉛、汞的方法，檢出限分別為0.0053 μg/L，0.0227μg/L、0.0079μg/L，回收率為90.2%～107.5%，RSD 均小于5%。原子熒光光譜法具有低檢出限，高回收率等優(yōu)點(diǎn)，并且成本低于原子吸收光譜法，但是應(yīng)用范圍較局限，普及性較低。

2.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法是目最為先進(jìn)的無(wú)機(jī)分析技術(shù)，其原理待測(cè)元素經(jīng)高溫離子化并在真空中進(jìn)入質(zhì)量分析器，到達(dá)檢測(cè)器，根據(jù)待測(cè)元素響應(yīng)值和濃度成正比的關(guān)系，計(jì)算含量。董丹丹等[13]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法建立了大米中鉛、鎘、鉻、砷等22 種元素的定量方法，該法檢出限為0.00043～0.887μg/L，回收率為84.49%～101.17%，RSD 為0.73%～11.01%。劉仙金[14]建立了測(cè)定海帶中鎂、銅、鉛等種元素的電感耦合等離子體質(zhì)譜法，回收率為88.0%～102.1%，RSD 為4.0%～6.8%，均通過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的驗(yàn)證。

上述研究表明，電感耦合等離子體質(zhì)譜法的線性外圍寬、回收率及精密度均較高，并且能滿(mǎn)足同時(shí)測(cè)定不同元素的需求，檢測(cè)效率更高，但是儀器購(gòu)置及維護(hù)的成本較高是本法的一大缺點(diǎn)。

3 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的提高及生產(chǎn)生活的需要，食品中重金屬的檢測(cè)方法必定會(huì)朝著更低的檢出限及檢測(cè)成本、更高的準(zhǔn)確度及精密度等方向不斷發(fā)展。

未來(lái)，如何簡(jiǎn)化儀器所需的前處理步驟，如何提高檢測(cè)效率，如何兼顧多元素的同時(shí)測(cè)定和檢測(cè)成本，均是值得深思的方向。