食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制的優(yōu)化路徑

巢玉彬

（臨朐縣檢驗(yàn)檢測中心，山東濰坊 262609）

食品安全關(guān)乎人們的生命健康，而食品污染問題則是造成食品安全隱患的重要原因之一。常見的食品污染物包括農(nóng)藥、生物毒素、重金屬等，重金屬作為自然環(huán)境中普遍存在的一種污染物，會通過各種渠道進(jìn)入人體系統(tǒng)，對人的身體健康造成難以估量的危害。食品重金屬污染的來源相對比較固定，絕大部分是由于環(huán)境污染造成。因此，在環(huán)境污染日趨惡化和食品加工工業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，做好食品重金屬檢測技術(shù)的質(zhì)量控制工作是一項(xiàng)重要課題。

1 食品重金屬污染來源與新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)概述

食品中重金屬污染主要指汞、鎘、鉛、鉻及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，而食品重金屬污染主要來源于以下幾個(gè)方面：①受到地質(zhì)環(huán)境的影響，有些靠近火山或者礦山地區(qū)食品很容易受到重金屬的污染；②環(huán)境污染，如重工業(yè)發(fā)展水平較高的城市會將一部分的工業(yè)廢氣排放到空氣中，這些廢氣含有大量的重金屬微量元素，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物在吸收后會導(dǎo)致食品出現(xiàn)重金屬污染的嚴(yán)重問題；③來自于化肥、農(nóng)獸藥、飼料等的污染，這些物品的大量濫用會在很大程度上導(dǎo)致重金屬在食品原料中發(fā)生持續(xù)性積累，最終通過一系列流程轉(zhuǎn)移到食品中；④絕大部分食品在生產(chǎn)、倉儲、運(yùn)輸和售賣過程中接觸到了外源污染，如倉儲過程就是引起食品重金屬污染問題的重要流程環(huán)節(jié)。研究表明，食品中含有的重金屬微量元素能夠和人體中的蛋白質(zhì)和酶的氫硫基進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而導(dǎo)致人體中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象，進(jìn)而大幅度削弱人體中反應(yīng)酶的活性功能，造成人體細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象[1]。

如今，食品重金屬檢測方法主要包括傳統(tǒng)類與快速類。傳統(tǒng)類檢測方法涵蓋原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、紫外可見光譜法等。這些檢測方法都需要大型儀器設(shè)備，在配備高復(fù)合型、專業(yè)化人才的基礎(chǔ)上，昂貴的費(fèi)用成本以及檢測周期也是繞不開的話題[2]。同時(shí)，傳統(tǒng)類檢測方法對于樣本與現(xiàn)場檢測的硬件設(shè)施也提出了更高的要求。綜上所述，傳統(tǒng)類食品重金屬檢測方法在靈活性與實(shí)效性等方面存在一系列優(yōu)勢，但依然無法滿足市場化的快速精準(zhǔn)檢測的需要，這就促使食品安全工作者在堅(jiān)持傳統(tǒng)類檢測技術(shù)方法的同時(shí)，急需探索更加領(lǐng)先的檢測技術(shù)方法深化新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制工作。而作為快速檢測技術(shù)方法的代表，生物傳感器檢測技術(shù)具備一定靈活適應(yīng)性特點(diǎn)，再加上價(jià)格低廉、攜帶使用較為方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠在一定程度上克服傳統(tǒng)檢測技術(shù)方法的劣勢，因此生物傳感器檢測技術(shù)方法擁有比較廣闊的市場應(yīng)用潛力。如今隨著各種現(xiàn)代技術(shù)與功能材料的相繼問世，納米技術(shù)與納米材料成為了業(yè)界廣泛關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域，這也為生物傳感器檢測技術(shù)方法的優(yōu)化升級和快速檢測食品重金屬含量指標(biāo)提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制中存在的問題

新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制中普遍存在傳統(tǒng)檢測技術(shù)需要創(chuàng)新、重金屬源頭治理需要加強(qiáng)和檢測操作程序復(fù)雜煩瑣等方面的主要問題。

2.1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)需要創(chuàng)新

傳統(tǒng)食品重金屬檢測技術(shù)方法具有一些比較鮮明的特點(diǎn)，以石墨爐原子吸收光譜法和電感耦合等離子體法為例，它們具備一定的檢測精準(zhǔn)度，但檢出時(shí)限存在一定的滯后性，這些傳統(tǒng)的檢測技術(shù)方法比較適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中。但傳統(tǒng)檢測技術(shù)方法在檢測食品重金屬含量的過程中，在前處理方面費(fèi)時(shí)耗力，大型機(jī)器設(shè)備造價(jià)成本較為昂貴，且使用體積較大，在快速現(xiàn)場檢驗(yàn)方面缺乏針對性與實(shí)效性。因此，傳統(tǒng)食品重金屬檢測技術(shù)方法雖然擁有自身獨(dú)特的性能，但仍需要進(jìn)行改革創(chuàng)新。

2.2 重金屬源頭治理需要加強(qiáng)

土地資源是我國食品的主要來源，但重金屬源頭治理層面沒有做好科學(xué)的細(xì)化工作，在采礦、冶煉、汽車工業(yè)和加工制造業(yè)日益興盛的時(shí)代，各種污染層出不窮，給農(nóng)田造成了大量的重金屬污染。同時(shí)，在源頭治理的原則貫徹層面，一些地區(qū)在防護(hù)意識上有待加強(qiáng)，以預(yù)防為主、防治結(jié)合為主導(dǎo)的原則還需要進(jìn)一步深入貫徹。此外，在重金屬污染防治的路徑上也有待進(jìn)一步強(qiáng)化。

2.3 檢測操作程序復(fù)雜煩瑣

當(dāng)前，我國的食品重金屬檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與制度沒有建立一種常態(tài)化且權(quán)威性的參考指標(biāo)，如突擊檢查、隨機(jī)抽查等傳統(tǒng)方式依然占據(jù)主導(dǎo)地位，沒有運(yùn)用科學(xué)性、系統(tǒng)性的方式手段來開展食品重金屬檢測質(zhì)量控制工作[3]。同時(shí)，檢測操作流程與程序在科學(xué)性層面有待欠缺，久而久之造成一定程度上的檢測資源與人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，導(dǎo)致食品重金屬檢測效果與結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性與一致性。檢測操作程序的復(fù)雜煩瑣還會限制質(zhì)量控制工作的效率提升，且可能出現(xiàn)一些檢測失誤與風(fēng)險(xiǎn)的隱患，不利于新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制工作的可持續(xù)性開展。

3 新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制的優(yōu)化路徑

在新時(shí)代背景下，食品重金屬檢測技術(shù)質(zhì)量控制的優(yōu)化路徑可以具體從運(yùn)用生物傳感器檢測方法、把控樣品前處理基本環(huán)節(jié)和引入食品重金屬評估體系等方面展開探索實(shí)踐。

3.1 運(yùn)用生物傳感器檢測方法

生物傳感器檢測方法是現(xiàn)如今市面上新型的檢測技術(shù)，它的功能發(fā)揮建立在生物元素基礎(chǔ)上，通過各種物理作用和化學(xué)作用進(jìn)行展現(xiàn)。常見的生物傳感器構(gòu)建模式有熒光生物傳感器、SERS 傳感、電化學(xué)傳感器。①熒光傳感器分析熒光基因理化性質(zhì)的變化來檢測食品中的重金屬含量。熒光基因與重金屬離子之間存在一定的密切關(guān)系，能夠有效量化重金屬的離子濃度。因此，該方法具有較高的靈敏度，在食品重金屬的檢測質(zhì)量工作中可適當(dāng)應(yīng)用。②SERS 是一種分子振動光譜技術(shù)，可行之有效地將各式各樣的金屬粒子同有機(jī)配體相互結(jié)合，在產(chǎn)生納米粒子的基礎(chǔ)上，從而檢測與觀察食品中重金屬離子濃度的變化，金屬納米粒子的強(qiáng)有力聚集，有利于增強(qiáng)SERS 的檢測效應(yīng)[4]。因此，相比較傳統(tǒng)的食品重金屬檢測技術(shù)方法，SERS 傳感本身也具有特色鮮明的檢測靈敏度。③電化學(xué)傳感器將生物或化學(xué)材料與電子檢測技術(shù)相結(jié)合，以電極作為轉(zhuǎn)換元件和固定載體，將生物敏感物質(zhì)，如抗原、抗體、酶和激素等，或者生物本身作為敏感元件固定在電極上，通過生物分子之間的特異性識別作用將目標(biāo)分子或電活性分子與其反應(yīng)信號轉(zhuǎn)化成電信號，如電容、電流、電位和電導(dǎo)率等，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)分析物的定性或定量檢測。根據(jù)電極上修飾的物質(zhì)不同，電化學(xué)傳感器可分為電化學(xué)酶傳感器、電化學(xué)免疫傳感器、電化學(xué)適配體傳感器和電化學(xué)微生物傳感器等。電化學(xué)傳感技術(shù)對重金屬離子的靈敏度高、響應(yīng)速度快，也可實(shí)現(xiàn)樣品中多種金屬離子的同時(shí)檢測。但電極的結(jié)構(gòu)限制了電化學(xué)傳感技術(shù)在快速檢測領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，如電極的鈍化現(xiàn)象會影響電極的靈敏度，電極的穩(wěn)定性差會導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度不夠等。

3.2 把控樣品前處理基本環(huán)節(jié)

樣品前處理作為食品重金屬檢驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選擇方法是否恰當(dāng)對于檢測結(jié)果的真實(shí)性有著積極的影響。樣品前處理方法的科學(xué)選擇有利于排除各種因素的干擾，同時(shí)促使各種待測成分轉(zhuǎn)化為檢測要求所需要的狀態(tài)，為新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)的質(zhì)量控制工作奠定強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。①做好樣品采集工作。食品重金屬檢測結(jié)果與樣品的代表性與采集方法有密切的聯(lián)系，樣品的采集誤差會嚴(yán)重阻礙質(zhì)量控制工作的進(jìn)程。因此，采集的樣品必須將日期、批號、數(shù)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格篩選與把關(guān)，以此來滿足食品重金屬檢驗(yàn)的要求。②在具體的樣品采樣標(biāo)準(zhǔn)層面。蔬菜和水果類的樣品必須用清水洗去異物后，在自然晾干的基礎(chǔ)上，提取大約500 g 進(jìn)行磨碎混勻；糧食與固體食品可分別從上中下3 部分進(jìn)行樣品采集，然后按照四分法進(jìn)行對角取樣，最后用食品加工機(jī)械磨碎均勻；肉類與水產(chǎn)品應(yīng)該按照具體要求采取不同部分樣品的混合采樣。因此，食品重金屬污染物的監(jiān)測樣品具有復(fù)雜多樣的特征，在樣品采集后，必須及時(shí)進(jìn)行處理，而為了減少污染危害，樣品的處理過程更應(yīng)該做好科學(xué)性籌劃工作。

3.3 引入食品重金屬評估體系

近年來，許多國家都在通過建立各種專門性負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)，并引入食品重金屬風(fēng)險(xiǎn)評估體系，來保證食品健康安全。食品重金屬的風(fēng)險(xiǎn)體系涵蓋的內(nèi)容較為廣泛，主要體現(xiàn)在對于重金屬污染源的研判與危險(xiǎn)性判別界定、污染效應(yīng)的必要性評估、重金屬膳食的暴露評判以及重金屬風(fēng)險(xiǎn)等級描述等方面。通過嘗試建立食品重金屬風(fēng)險(xiǎn)評估體系，有利于將未知的安全隱患通過科學(xué)化、系統(tǒng)化的常規(guī)嚴(yán)謹(jǐn)手段進(jìn)行充分挖掘。此外，大眾經(jīng)常食用的各類食品也可得到有效甄別，無論是危害程度，還是營養(yǎng)功能，都能通過風(fēng)險(xiǎn)評估體系得到進(jìn)一步了解。同時(shí)，專門化機(jī)構(gòu)是保證風(fēng)險(xiǎn)評估體系進(jìn)行落地實(shí)踐的根本保障與支持后盾。眾所周知，食品重金屬評估體系必須發(fā)揮管理部門與專門化機(jī)構(gòu)的統(tǒng)籌指導(dǎo)與把關(guān)定向的作用，這種工作引發(fā)的積極性、主動性、創(chuàng)造性能夠真實(shí)有效地推動食品安全工作的良好有序開展。管理部門可通過了解國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善食品重金屬檢驗(yàn)安全限度標(biāo)準(zhǔn)，對食品質(zhì)量安全存在的重金屬風(fēng)險(xiǎn)隱患做好管理預(yù)案。此外，評估體系的建立更應(yīng)該落實(shí)在實(shí)踐層面，在路徑上應(yīng)該有針對性地減少重金屬向資源環(huán)境中的大量排放，在改進(jìn)生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，對工業(yè)化污染過程中的重金屬進(jìn)行有機(jī)回收。在治理方式上可通過利用多樣化手段清理污染物，通過觀察特定植物的特性，對土壤中的重金屬進(jìn)行有效根除，同時(shí)，也可改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，致使重金屬微量元素不會根深蒂固地影響食品安全[5]。

4 結(jié)語

食品中含有的重金屬元素不是人體中需要的必要元素，長期食用受到重金屬污染的食品會對人的身心造成難以估量的危害。新時(shí)期食品重金屬檢測技術(shù)的質(zhì)量控制工作能夠在最大程度上檢測食品中的重金屬含量，為提高人們生活質(zhì)量，保障人們生命健康提供有力的智力保障與制度支撐。