食品中鉛含量檢測方法的進展研究

◎ 孔曉龍，張 芳

（鄭州科技學院，河南 鄭州 450064)

食品安全問題是關(guān)乎民生的問題，近年來，隨著我國重工業(yè)的發(fā)展，廢水、廢氣、廢料的任意排放使周圍環(huán)境中的重金屬含量越來越高，對食品的污染也是越來越嚴重，會在人體內(nèi)蓄積。鉛對人體產(chǎn)生的毒害作用表現(xiàn)為頭痛、頭暈、失眠和消化系統(tǒng)癥狀，嚴重者會引起肝腎損傷或腹絞痛。鉛在自然界中的分布十分廣泛，且對人體有較大的危害性，因此對于食品中鉛的測定有重要的研究意義[1]。本文對近年來食品中鉛含量測定的常用方法進行總結(jié)闡述。

目前食品中鉛的測定方法有火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、等離子體原子發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、陽極溶出伏安法和生物化學技術(shù)等。

1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是根據(jù)光源輻射出待測特征譜線通過試樣蒸汽時會被蒸汽中的待測元素吸收，由特征譜線減弱程度來判斷待測元素的含量。具體分為石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、氫化物-原子吸收光譜法。

1.1 石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜法被廣泛應用于食品中各種重金屬含量的測定，包括鉛、鈣、鋅、鐵和鈉等40多種元素[3]。在一定濃度范圍內(nèi)，樣本吸光度值與鉛的含量值成正比，檢測鉛標準品的吸光度，并與之對比可得到樣品中的鉛含量。石墨爐原子吸收光譜法是一種單一元素分析法，具有靈敏度高、檢出限低等優(yōu)勢，是一種主要的重金屬檢測方法，試驗中微小的誤差都會引起最終分析結(jié)果的極大偏差。秦琴[4]利用石墨爐原子吸收法測定圓白菜中的鉛、鎘含量。樣品經(jīng)過前處理后，使用石墨爐測定樣品中鉛和鎘的含量。該方法準確度高，適合進行精密檢測，但是石墨爐試驗儀器分析費用高昂。馮銀鳳等[5]利用石墨爐原子吸收光譜法測定成分復雜的樣品，特別是對含鹽分較高的樣品中的鉛，采用磷酸二氫銨溶液+硝酸溶液+抗壞血酸溶液作基體改進劑，升高反應溫度，能提升檢測效率，減少檢測元素的損失。結(jié)果證明用磷酸二氫銨+硝酸+抗壞血酸混合液作基體改進劑能使樣品的回收率提升15%以上，表明實驗所用改進劑能提升實驗精準度，優(yōu)化實驗，相對標準偏差為0.8%～1.7%。實驗所用改進劑較為理想，適合推廣使用，但石墨管容易受到樣品殘留的污染引起記憶效應，而空燒排除記憶效應會縮短石墨管的壽命。

1.2 火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法是利用在某一特定濃度下，鉛的吸光度與鉛的含量呈正相關(guān)關(guān)系，進而測定鉛的含量。范文秀等[6]利用火焰原子吸收法檢測了飼料中的鉛、鎘含量，該方法預處理方便，適合于連續(xù)的測定，方法靈敏、準確。但在某些情況下，當樣品中為痕量鉛時，其檢測限往往很難達到檢測要求，無法直接檢測。采用火焰原子吸收光譜法檢測鉛，儀器操作相對簡單，火焰檢測質(zhì)量穩(wěn)定，重現(xiàn)性高。

1.3 氫化物-原子吸收光譜法

氫化物-原子吸收光譜法是利用鉛元素與還原性物質(zhì)體系作用，形成易揮發(fā)的氫化物，根據(jù)光源輻射出待測特征譜線，通過試樣蒸汽時會被蒸汽中的待測元素吸收，由特征譜線減弱程度來判斷待測元素的含量。該方法優(yōu)勢在于靈敏度高、干擾少，但加樣操作對于檢測結(jié)果影響大，需要專業(yè)人員操作。胡存杰[7]利用氫化物進行前處理，原子吸收光譜儀檢測土壤中的鉛，標準偏差為1.8%～4.5%?；厥章蕿?2%～97%。該方法方便快速，具有良好的準確度和精密度。

2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定，以質(zhì)荷比確定檢測元素，采用外標法，以質(zhì)譜信號與待測元素濃度的線性關(guān)系進行定量分析。該方法樣品制備簡便，分析時間短，簡便快速，精密度和準確度好，靈敏度高，元素覆蓋范圍廣，但是瞬態(tài)峰生成高精度（低相對標準偏差）數(shù)據(jù)不切實際。張維[8]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定魚蝦中的鉛、鎘、汞和砷，樣品經(jīng)過微波消解后，鉛的檢出限為 0.000 5～0.005 0 mg·kg-1，回收率為83.6%～94.1%，該方法方便快捷，適用于實驗室批量處理樣品。

3 二硫腙比色法

二硫腙比色法是目前常用的測定鉛含量的一種傳統(tǒng)的測定方法，不需要昂貴的儀器，且具有較高的靈敏度，但由于其操作復雜，操作不當容易導致實驗失敗?？蒲泄ぷ髡呓?jīng)過不斷改良，對分液漏斗進行了再設(shè)計，解決了常規(guī)的脫鉛不徹底、不均衡的問題，使試驗的精度和試驗的成功率得到了明顯的改善[9]。目前，在檢測食品中鉛含量時，通常都是用雞心瓶替代漏斗，這樣可以安全保存，而且雞心瓶的長度和瓶塞都是一樣的，可以互換使用，在檢查的過程中，不會有液體外泄，而且準確率很高。在日常檢驗中，主要使用二硫化比法來測定肉制品中的鉛。吳悠[10]利用二硫腙比色法測定核桃多肽口服乳劑中鋅含量，加標回收率良好。該法檢出限低，適用于測定口服液中的鉛。

4 溶出伏安法

伏安法分為陽極、陰極溶出伏安法，檢測食品中的鉛使用的是陽極伏安法。該方法原理是利用在一定電位下，使待測離子融入或析出電極，而后施加反電壓，使電極上的金屬氧化產(chǎn)生氧化電流，利用電流-電壓曲線進行分析。陽極溶出伏安法測定是檢測鉛比較好的方法，段玉林[11]利用陽極溶出伏安法測定飲用水中鎘、鉛、銅、砷，方法檢出限為0.000 04～0.001 00 mg·L-1， 加標回收率在98.10%～100.35%，表明該方法穩(wěn)定、靈敏度高，能有效檢測金屬離子。張佛珍[12]利用該法測定化妝品粉中的鉛，樣品經(jīng)過前處理后，得出該方法回收率在95%～98%，變異系數(shù)在2.5～3.5。楊笑梅等[13]利用伏安法測定人血中鉛鎘，該法相對標準差均小于5.2%，回收率為98.7%。說明該方法檢出限低，適合用于食品中重金屬的檢測。

5 原子熒光法

原子熒光法是在酸性條件下，鉛與硼氫化鉀反應生成揮發(fā)性的PbH4，進入原子化器，然后通過空心陰極燈的照射，鉛原子激發(fā)至高能態(tài)，瞬間又回到基態(tài)，發(fā)射出特征波長的熒光，其熒光強度與鉛含量成正比。PbH4中間產(chǎn)物的生成對于檢測起決定性作用，溶液pH值影響鉛含量的測定。唐文杰[14]利用液相色譜-原子熒光測定大米中的有機硒，該加標回收率大于75%，精密度在7.9%～15.5%，均滿足方法的相關(guān)要求，該方法的檢出限低，線性良好。孫倉[15]利用原子熒光光譜法測定水中總鉛，優(yōu)化了溶液酸度、鐵氰化鉀濃度等因素對于測定結(jié)果的影響，在最佳單因素條件下，0～50 μg·L-1內(nèi)線性良好，對地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中的總鉛含量進行了檢測。相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.07 μg·L-1，精密度為1.44%～7.27%，該方法不適合實驗室進行批量樣品的處理。

6 生物化學技術(shù)

6.1 生物傳感器技術(shù)

隨著生物科技的進步，一些具有選擇性的多肽、冠醚等物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)或者合成出來，構(gòu)建出多種Pb2+生物化學傳感器。這類傳感器的主要原理是離子誘導效應引起超分子熒光信號變化，具有靈敏高、選擇性強的優(yōu)點。SERAP[15]利用3-溴-4-羧基苯基合成了一個固定在PVC膜上和乙醇介質(zhì)上的熒光傳感器，對土壤中的鉛進行檢測，結(jié)果令人滿意。MEHEBUB[16]利用溶劑敏感的香豆素衍生物與金納米粒子偶聯(lián)生成Pb2+生物傳感器，偶聯(lián)物的組合被當作重金屬的傳感工具，通過肉眼可見的顏色變化和熒光增強選擇性地檢測Pb2+，以此來檢測自來水、飲用水、牛奶和尿液中的Pb2+。生物傳感器具有反應速度快的優(yōu)點，但在多種離子同時存在的情況下，會對結(jié)果產(chǎn)生干擾，因此無法推廣使用。此技術(shù)發(fā)展時間較短，有較大發(fā)展空間。

6.2 分子信標核酸檢測技術(shù)

分子信標技術(shù)是基于熒光能量共振轉(zhuǎn)移技術(shù)設(shè)計一段與特定核酸互補的寡核苷酸探針，通過與核酸靶分子進行雜交后發(fā)出熒光，根據(jù)熒光強度的變化實現(xiàn)定性和定量分析[17-18]。王青[19]使用的熒光探針在檢測到Pb2+時會產(chǎn)生明顯的熒光信號，該探針可以在常溫下使用，檢測限低。

迄今為止，分子信標技術(shù)僅限于檢測單元素，對于多種離子同時存在的情況還無法應對，該方面的研究具有一定的科研價值，研究力度在后續(xù)研究中有待加強，假如不能確定對于多離子共同存在的樣品的影響，分子信標核酸檢測技術(shù)難以運用實際檢測中。后續(xù)需要加快對于脫氧核酶的研究，利用小分子酶類結(jié)構(gòu)簡單、制取方便的優(yōu)點，發(fā)展分子信標技術(shù)。

7 結(jié)語

鉛的檢測方法有很多，應用最為普遍的包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、二硫腙比色法、溶出伏安法、原子熒光法和生物化學法等，不同的方法各有各的優(yōu)缺點。其中原子吸收光譜法操作簡單快速，精確度高，但儀器都比較昂貴。電感耦合等離子體質(zhì)譜法污染小，準確度高，操作簡單快速，但是儀器和操作費用較高，不利于展開推廣，并且瞬態(tài)峰生成高精度（低相對標準偏差）數(shù)據(jù)不切實際。二硫腙比色法成本低，靈敏度較高，但是操作比較復雜，容易導致實驗失敗。溶出伏安法是一種高效的檢測方法，且靈敏度高較為穩(wěn)定，但需要較長時間進行預電解，不利于快速檢測。該方法靈敏度高，準確性好，譜線比較簡單，標準曲線范圍廣，方便進行檢測。然而熒光會出現(xiàn)淬滅現(xiàn)象，不適合對于復雜樣品進行測定。

目前，檢測鉛含量的方法有很多，但大多數(shù)都是按照國標方法進行檢測，然而目前方法樣品前處理煩瑣，且沒有快速檢測方法。生物化學技術(shù)的發(fā)展帶動了生物傳感器技術(shù)和分子信標技術(shù)的發(fā)展，有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著人們對于健康生活環(huán)境、健康飲食的重視，污染物的檢測技術(shù)正在快速發(fā)展，研發(fā)污染物檢測技術(shù)對環(huán)境檢測、食品中的鉛含量控制有著重要的理論意義和現(xiàn)實意義。