多種測汞方法在食品檢測中的研究進展

◎ 楊 艷，廉子明

（黔南民族師范學院 化學化工學院，貴州 都勻 558000）

汞元素及其化合物具有高毒性，研究食品中汞的測定方法具有重要的現實意義。我國對食品中的汞有明確限量標準[1-3]：蔬果、乳制品≤0.01 mg·kg-1，糧食≤0.02 mg·kg-1，肉蛋類≤0.05 mg·kg-1，食用菌≤0.1 mg·kg-1，水產品≤0.5 mg·kg-1。同時，我國國家標準《食品中總汞及有機汞的測定》[4]中規(guī)定了食品中總汞及甲基汞的測定方法，常用的有原子熒光光譜分析法、冷原子吸收光譜法、液相色譜-原子熒光光譜聯用法等。對食品中多種測汞方法的研究將有助于相關從業(yè)人員進行合理選擇。

1 食品中汞的檢測方法

1.1 常用光譜法

1.1.1 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法（AFS法）的工作原理是在酸性介質中，汞被KBH4或NaBH4還原成原子態(tài)載入原子化器中[5]，在汞空心陰極燈的照射下被激發(fā)至高能態(tài)，當再次回到基態(tài)時發(fā)射出特征波長的熒光，測得的熒光強度與汞含量成正比，與標準系列比較定量。湯燕[6]對茶葉樣品采用干法、濕法和微波消解法3種不同的消解方法進行預處理，基于不同預處理方式對原子熒光光譜法進行數據總結，測定結果顯示，微波消解法的汞損失量最低，測得汞含量為0.025 mg·kg-1。因此，選擇AFS法的預處理方式尤為重要。陳曉妹[7]測定水中的痕量汞時，檢出限可達0.015 8 μg·L-1，RSD=0.91%。說明其靈敏度好，精密度高，適合對痕量汞進行檢驗。

AFS法在檢驗各種海產品、農產品時均有應用。汪娌娜等[8]人采用原子熒光光譜法測定了海產品中的汞，董娜[9]測定了大米中的汞，張艷等[10]人測定了食用玫瑰中的各種重金屬元素。此法具有發(fā)射譜線簡單、線性范圍較寬、干擾較少等優(yōu)點，故應用廣泛。但此類方法在測定時其預處理過程略微繁瑣，同時易導致汞損失和對環(huán)境造成污染。此外，AFS法測定過程中硼氫化物的使用促進了過量H的形成，可能導致光譜干擾[11]。

1.1.2 原子吸收光譜法

（1）冷原子吸收光譜法。此方法基于汞的揮發(fā)性進行改進，其原理是先對樣品進行酸消解[12]，將汞轉化成Hg2+，在強酸性條件下將其還原成元素汞，汽化為汞蒸氣后吹入測定裝置，在波長253.7 nm的共振線下進行吸收值測定，在其線性范圍內，測定數值與汞含量成正比，外標法定量。

氯化亞錫試劑用量大，配制濃鹽酸操作繁雜，易對環(huán)境造成污染。譚洪濤[13]使用硼氫化鉀作還原劑代替?zhèn)鹘y的氯化亞錫，在汞加入量相同時，使用硼氫化鉀所測得的吸收值更大（平均值大約提高10），其靈敏度得到了優(yōu)化，檢出限為0.13 μg·L-1，當允許誤差≤±5%時，在含0.1 μg·L-1Hg2+的標準溶液中，SO42-、SO32-、K+、Na+、Mg2+、Cl-、Ca2+、Zn2+、Fe3+、As3+、Mn2+、I-均不干擾測定；對乳制品、青菜、鯽魚測定的相對標準偏差維持在3.2%～4.3%。因此，冷原子吸收光譜法在選擇性、靈敏度和準確性上均符合食品級國家標準，但其所用儀器和裝置較為特殊和昂貴。

（2）直接汞分析法。此法是目前提出的測定復雜基體中痕量汞的較好方法之一。該設備可用于固體和液體樣品的分析，不需要任何預處理。樣品熱分解后將汞氧化，再進行金汞齊反應，加熱釋放汞蒸氣進行測定[14]。直接存儲器存取的化學分析的效率依賴于被處理樣品的同質性。通常，校準曲線需要使用標準物質建立，但最終也可以通過外部校準技術來完成。李艷麗等[15]人的研究表明，此方法在200 ng·L-1的濃度內均具有相關性良好的線性關系，最低檢出限為0.218 μg·kg-1；在測定食用菌時RSD≤5.56%，回收率為93.3%～106.5%。說明測汞儀取樣量少，但回收率高，無需進行前處理，且能夠減少污染，降低人為誤差的同時提升分析效率，方便快捷，便于推廣。于趁等[16]人采用直接測汞儀以山楂、金銀花、白芍、中槐提取物4種中藥作為測定對象，也得到了較為滿意的測定結果，反映了此方法的廣泛適用性。

直接測汞儀法與冷原子吸收光譜法（CV-AAS）同屬于原子吸收光譜法，CV-AAS是國家標準方法，但由于儀器和裝置的特殊性，易為測定帶來不便。直接測汞儀法可將人工步驟的預處理與儀器測定步驟相結合，其操作更為簡便。另外，也可將直接測汞儀法作為對比的檢測方法，通過檢測結果的對比來檢驗新的測汞方法是否具有良好的檢出限、精密度及準確度。

1.1.3 原子發(fā)射光譜法

對于汞的分析不只單一采用原子發(fā)射光譜法（AES），而是電感耦合等離子體（ICP）與原子發(fā)射光譜相聯合使用（ICP-AES）。ICP-AES以等離子體為光源，將樣品霧化后進入等離子體通道再被原子化，發(fā)出特征元素波長的光，通過分光系統檢測特征譜線判定樣品中是否有該特征元素，并分析該元素的含量[17]。

牛建兵等[18]對罐頭食品中的汞進行檢測，得到最低檢出限為0.08 μg·kg-1，回收率94.6%，RSD=4.8%，靈敏度和準確性均能達到食品級別標準。曹燦[19]采用ICP-AES方法，確定了蔬菜中的5種重金屬的含量。李剛[20]通過微波消解預處理和ICP-AES測定搭配的方法，測定了植物樣品中11個微量元素的量值。由此可知，ICP-AES對于多種金屬元素的測定，具有明顯優(yōu)勢。說明此方法適用于檢測食品多種有害的重金屬元素，其應用范圍也可拓展到測量食物中的營養(yǎng)元素含量的高低。

1.2 光譜與質譜聯用法

利用電感耦合等離子體與質譜聯用（ICP-MS）也常用來檢測食品中汞的含量。陳慧等[21]在測定進口飲料中的汞時，采用ICP-MS測得汞最低檢出限為0.004 μg·kg-1，線性系數 在0.999 4以 上，線 性 關 系良好。楊立學等[22]人在測定嬰幼兒食品時，先采用微波消解法前處理，再用ICP-MS進行后續(xù)測定。樣品加標回收率為87.5%～93.7%，最低檢出限為0.002 5 mg·kg-1，線性系數可達到0.999 0。由此可見ICP-MS的可信度和檢測限在多種測汞方法中處于較優(yōu)地位。王欣美等[23]人對英國食品分析水平評估計劃（FAPAS）組織的罐裝魚的5種元素進行檢測，得到的數據與參考值吻合，從而驗證了此方法的高度準確性。馬玲等[24]人對香辛料中的11種元素進行檢測，發(fā)現包括汞在內的多種元素的加標回收率為93.1%～96.7%，RSD為0.3%～3.6%，說明ICP-MS測定元素覆蓋范圍廣且干擾少，準確度精密度良好，適合對多種元素同時測定，但檢測成本相對偏高。

1.3 其他方法

1.3.1 分光光度法

分光光度法測定汞的常用顯色劑為雙硫腙，但食品中的汞含量往往較低，傳統雙硫腙顯色劑有時不能達到要求。鄰羧基苯基重氮氨基偶氮苯與汞在pH約為10的硼砂溶液中能產生紅色的絡合物，因此可作為分光光度法的顯色試劑。李秀華等[25]對動物飼料樣品先碳化再灰化，冷卻后用硝酸溶解并加熱至近于干燥，再加硝酸溶解。過濾后的濾液通過汞離子富集柱富集洗脫并調節(jié)pH=7.0（目的是排除其他金屬離子的干擾，例如鈣鎂離子），后續(xù)加入硼砂緩沖液、Triton X-100和顯色劑，測定回收率為97%～101%，與原子吸收法同步測量，得出的結果誤差較?。ú怀^0.02 μg·g-1），因此其準確度和靈敏度均合格。此方法產生的絡合物較為穩(wěn)定，反應在室溫下即可進行，靈敏度和準確度高，操作簡單，成本低廉。

1.3.2 納米銀的應用方法

納米銀具有很好的穩(wěn)定性，但這種方法在測汞技術中應用并不常見。任藝[26]制備了幾種粒徑均勻分散的球形納米銀粒子，用紫外-可見吸收光譜表征出靈敏度最高的納米銀粒子（平均粒徑為3.9 nm）進行實驗；在標準溶液中最低檢測限可達0.7 μg·L-1。對幾種蔬菜樣品采用酸消解，RSD為7.5%～8.3%，加標回收率為97.25%～100.63%，在鈣鎂離子存在時依然對汞離子具有高選擇性，同理也可推廣到其他食品測量中。此法準確性和精確度較高，但其原材料的制備略顯繁瑣，且為了保證方法較高的靈敏度，需將納米銀粒徑盡量做的很小，故目前未得到較大推廣。此種方法尚未完全成熟，要得到應用仍需進一步改善優(yōu)化。

1.3.3 熒光探針法

熒光探針法因其設備簡單、操作簡便，而廣泛應用于分析檢測中，通過改變熒光分子來達到不同的分析檢測目的。此種方法較為適用于水中的離子檢測，但對食品樣品進行消解后依然適用。石吉勇等[27]人對CQDs和CuNCs進行復合制作熒光探針，用于檢測螃蟹中的汞離子，回收率為102.5%～105.4%，且經過對比該比率型復合體系相比于單發(fā)射熒光檢測具有更高準確性和穩(wěn)定性。此法可達到最低檢測限為2.83 nmol·L-1，具有較高的靈敏度，且對于十幾種常見的金屬離子均不產生相互作用，選擇性很好。但對于海鮮產品，測定汞離子的研究意義不如同時測定甲基汞和汞離子的含量。熒光探針法應該更多的應用到對蔬菜、谷物、奶制品等的檢測中。

1.4 其他聯用法

1.4.1 液相色譜-原子熒光光譜聯用法

此聯用方法一般用于對不同形態(tài)的汞進行分離測量，在水產品中應用范圍更為廣泛。孫蕾等[28]使用HPLC-AFS測得無機汞、甲基汞、乙基汞的檢出限分別為20 μg·kg-1、5 μg·k-1g和10 μg·kg-1。使用鹽酸混合提取液提取狗魚樣品中的無機汞、甲基汞和乙基汞，色譜柱分離汞的不同形態(tài)，測得回收率為88.2%～101.3%，RSD=1.5%～2.8%，表明該方法準確度較好。液相色譜預處理簡單，分析快速且對不同形態(tài)的汞分離效果較好。

樊祥等[29]人測定水產品的汞化合物，在濃度為1.0～20.0 μg·L-1，相關系數為0.999，無機汞和乙基汞檢出限均為0.009 mg·kg-1、甲基汞檢出限為0.006 mg·kg-1。后續(xù)測定了黃花魚中的3種形態(tài)的汞含量，無機汞由于易揮發(fā)的物理性質，其相對標準偏差略大于有機汞。此外還測定了FAPAS質控樣品蟹肉罐頭T07231QC中不同形態(tài)汞的含量，僅檢出甲基汞，對比其證書中的甲基汞標準測定值，誤差僅為10 μg·kg-1，從而驗證了此方法的準確性。

液相色譜-原子熒光光譜聯用法同普通原子吸收光譜（AAS）相比，其更加適用于不同形態(tài)汞含量的測定，而不是對單一元素進行分析。有機汞和無機汞的毒性差別很大，不同物質含相同濃度的汞元素，毒性差別卻未必相同，因此，對于有機汞含量較高的食品（大部分為水產品）進行檢測尤為重要。

1.4.2 高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用法

高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用法（ICP-MS）可快速精確的檢測多種元素，與HPLC聯用后可檢測不同形態(tài)的同種元素。李吉龍等[30]人以魚松為樣品（其中汞的主要存在形態(tài)為甲基汞，約占總含量的50%以上），將魚松濕法消解制成樣液，進行高效液相色譜分離，再用ICP-MS測定樣品中的甲基汞。測得檢出限為1 μg·kg-1，回收率為85.0%～108.5%，RSD≤8.0%，靈敏度和準確度高。賈彥博等[31]人也采用此方法測定東海烏參中的二價汞、甲基汞、乙基汞和苯基汞，得到的結果較好。此方法適用于不同形態(tài)的汞含量的分析，在水產品中的應用尤為廣泛。

2 結語

在食品樣品中汞的測定中，定量步驟并不復雜。但由于汞及其化合物的揮發(fā)性，在預處理過程中要保證溶出率和揮發(fā)率在正常范圍內，故樣品制備步驟非常關鍵。因此，應進一步研究各種可能含有汞元素的食物基質，以確保對不同樣品進行測定時選取最適宜的預處理方法。

光譜法檢測食品中的汞是目前最常用和普遍的方法，隨著科技的發(fā)展得到了推廣和使用，同時也衍生出了許多新型的聯用方法，大多基于現有基本方法進行改造和優(yōu)化，其核心往往是AAS或AFS。原子光譜法具有良好的推廣范圍和檢測能力，相信在不久的將來會有更多優(yōu)秀的聯用方法出現。

一些經典的方法例如分光光度法，依靠其簡單的原理和顯色劑的廉價易得，在當今依然在使用，隨著新型的顯色劑的涌現使得其煥發(fā)出新的光彩。此外，雖然納米技術基于分子光譜法的測定手段并不常見，但是也為間接測汞方法提供了思路，意味著檢測者不僅可以使用顯色法這種常規(guī)方法來間接測定，利用發(fā)散思維往往能夠得到更多的收獲。此外，熒光探針法中使用的試劑可以復合再使用，或者可以開發(fā)新的熒光分子用于前沿的檢測，具有研究意義。

汞對于生存環(huán)境和人類健康的危害巨大，因此，有必要將安全監(jiān)管體系與防止污染聯合起來，加強食品品質和環(huán)境安全，完善汞的檢測技術，分析各類樣品的預處理方法及食品中汞的檢測技術，對保障食品安全具有重要意義。