食品中常見(jiàn)的重金屬污染及檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

竇義輝

（連云港市贛榆區(qū)綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，江蘇連云港 222002）

民以食為天，食以安為先，保證食品質(zhì)量安全意義重大。近年來(lái)，食品質(zhì)量安全問(wèn)題的頻頻發(fā)生為人們敲響了警鐘，同時(shí)對(duì)食品質(zhì)量安全檢測(cè)工作提出了更高的要求。

1 食品重金屬污染原因分析

食品中的重金屬污染來(lái)源廣泛，如食品原材料污染、自然地理環(huán)境污染、農(nóng)藥化肥污染、工業(yè)廢料污染、食品加工環(huán)節(jié)污染、食品運(yùn)輸環(huán)節(jié)污染、食品存儲(chǔ)環(huán)節(jié)污染等，某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，均極易造成食品重金屬污染，影響食品質(zhì)量安全，危及人體健康。目前，食品重金屬污染常見(jiàn)元素包括鉛污染、砷污染、汞污染、鎘污染等。

1.1 鉛污染

鉛是食品中常見(jiàn)的重金屬污染物，其會(huì)對(duì)人體造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及血管產(chǎn)生較大的毒害，尤其是兒童，食品中若鉛含量過(guò)高，會(huì)影響兒童智力發(fā)育，導(dǎo)致兒童出現(xiàn)智力低下、認(rèn)知功能障礙等現(xiàn)象。目前，我國(guó)食品規(guī)定鉛類重金屬殘留限量最高為0.8 μg·mL-1，鮮乳為0.05 μg·mL-1[1]。

1.2 砷污染

食品砷污染主要是含砷土壤、農(nóng)藥以及水體等所造成的。砷及化合物屬于細(xì)胞原漿毒，人長(zhǎng)期食用砷含量超標(biāo)的食品會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中毒，甚至有的會(huì)誘發(fā)肺癌、皮膚癌，并且會(huì)對(duì)胎兒造成危害。目前，我國(guó)食品規(guī)定砷類重金屬殘留限量最高為0.7 mg·kg-1，鮮乳為0.2 μg·mL-1。

1.3 汞污染

汞對(duì)于人體的危害巨大，若食品中汞元素超標(biāo)，會(huì)損害人的神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟以及腎臟，并且可通過(guò)胎盤(pán)對(duì)胎兒造成影響，引發(fā)胎兒畸形、先天性癡呆。汞類重金屬污染物中危害最大的是甲基汞，目前，我國(guó)食品規(guī)定汞類重金屬殘留限量最低為0.01 mg·kg-1[2]。

1.4 鎘污染

鎘是食品中常見(jiàn)的重金屬污染物，其對(duì)人體的毒害主要分為急性和慢性兩種，急性鎘中毒會(huì)出現(xiàn)胸悶、呼吸困難等癥狀。慢性鎘中毒會(huì)損傷腎臟，引發(fā)高磷酸尿、高氨基酸尿、葡萄糖尿。目前，我國(guó)食品規(guī)定鎘類重金屬殘留限量最高為0.03 ～0.05 mg·kg-1。

2 食品重金屬污染檢測(cè)技術(shù)探討

2.1 常規(guī)檢測(cè)技術(shù)

2.1.1 原子吸收光譜法

食品重金屬檢測(cè)時(shí)，原子吸收光譜儀是常用的檢測(cè)儀器設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鉛、鎘、汞、砷等多種重金屬元素的精準(zhǔn)有效檢測(cè)。原子吸收光譜法檢測(cè)食品重金屬主要是通過(guò)3 種方法實(shí)現(xiàn)的。①火焰原子吸收光譜法，其優(yōu)勢(shì)在于具備較高的精密度，成本低，在線分析方便，但也具有檢出限高的劣勢(shì)，因此常用于食品中目標(biāo)元素含量較高的食品重金屬殘留檢測(cè)。②石墨爐原子吸收光譜法，其優(yōu)勢(shì)在于具備較高的靈敏度，檢出限低，但檢測(cè)速度緩慢，檢測(cè)范圍狹窄，每次只能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一個(gè)重金屬元素的檢測(cè)，因此檢測(cè)效率不理想，多被用于檢測(cè)食品中的鉛、鎘等因素。③氫化物發(fā)生法，其優(yōu)勢(shì)在于具備極高的檢測(cè)靈敏度，并且自動(dòng)化水平高，目前用于檢測(cè)食品中的鉛、砷等重金屬。

2.1.2 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法，其檢測(cè)原理是利用待測(cè)元素的原子蒸氣在特定頻率輻射下能激發(fā)光源所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度判斷食品中某種重金屬元素的殘留量。原子熒光光譜法具有諸多的優(yōu)勢(shì)，如較快的分析速度、較高的靈敏度、較低的檢出限、操作便捷等，因而被廣泛應(yīng)用于食品中汞、砷、鉛、硒等多種重金屬物質(zhì)的殘留檢測(cè)，極大地滿足了食品重金屬檢測(cè)需求[3]。

2.1.3 紫外分光光度計(jì)法

紫外分光光度計(jì)法在食品重金屬殘留檢測(cè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品中砷的測(cè)定可采用二乙氨基二硫代甲酸銀比色法，鉛的測(cè)定可采用雙硫腙比色法。紫外分光光度計(jì)法是利用重金屬元素和試劑反應(yīng)顯色在紫外光下有吸收的這一原理測(cè)定食品重金屬元素的含量，當(dāng)前該法憑借自身操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)結(jié)果可靠等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測(cè)中，但該法也具有一定的劣勢(shì)，如特定顯色劑造價(jià)高、檢出限較高等。

2.1.4 電感耦合等離子體法

電感耦合等離子體法主要包括兩種。①電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，該法是利用高頻感應(yīng)電流所產(chǎn)生的高溫，將反應(yīng)氣加熱、電離，然后借助元素所發(fā)出的特征譜線，對(duì)譜線強(qiáng)度和重金屬含量進(jìn)行對(duì)比測(cè)定，最終確定重金屬含量。目前，該法憑借自身較小的干擾和較高的靈敏度，被廣泛用于鎘、汞等元素的檢測(cè)中。②電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該法是將電感耦合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)合應(yīng)用，利用電感耦合等離子體對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行氣化處理，分離出待測(cè)金屬物質(zhì)，然后利用質(zhì)譜測(cè)定，通過(guò)離子荷質(zhì)比定性、定量分析食品中的多種重金屬元素，其優(yōu)勢(shì)在于檢出限低，但易于遭受污染，并且檢測(cè)成本高，在海帶、調(diào)味品的銅、鋅、鎘、鉛等重金屬的檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。

2.1.5 高效液相色譜法

高效液相色譜是色譜法的重要組成部分，其在食品重金屬殘留檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用。該法主要以液體為流動(dòng)相，借助高壓輸液系統(tǒng)將單一、混合溶劑裝入固定相的色譜柱內(nèi)，然后自動(dòng)分離各類成分，利用檢測(cè)器檢測(cè)處理，最終得出檢測(cè)樣品中重金屬殘留量。當(dāng)前，高效液相色譜法憑借自身易于回收、不易被破壞和干擾的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于食品中鋅、鎘、鉛等多種重金屬元素的同時(shí)測(cè)定中，為保障食品安全提供了重要的技術(shù)支撐。

2.2 快速檢測(cè)方法

2.2.1 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法應(yīng)用于食品重金屬檢測(cè)中，是利用電化學(xué)方法和原理檢測(cè)食品樣本，可實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中重金屬殘留量的定性、定量分析。電化學(xué)分析法具有諸多的優(yōu)勢(shì)，如成本低、操作方便、靈敏度高、檢測(cè)效率高等，對(duì)于食品中重金屬殘留的最低檢測(cè)限可達(dá)10 ～12 g·L-1。但是該檢測(cè)法應(yīng)用時(shí)對(duì)檢測(cè)條件有著較為苛刻的要求，測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性不高。目前，電化學(xué)分析法常被應(yīng)用于食品中銅、鎘、鉛等重金屬元素的檢測(cè)中[4]。

2.2.2 陽(yáng)極溶出伏安法

食品重金屬檢測(cè)中，陽(yáng)極溶出伏安法發(fā)揮著重要的作用，該法是在一定電位下，使部分待測(cè)金屬離子還原成為金屬，然后析出于電極表面，此時(shí)向電極施加反向電壓，促使微電極上的金屬氧化，最終產(chǎn)生氧化電流，通過(guò)分析氧化環(huán)節(jié)電流-電壓曲線，即可判斷出重金屬殘留情況。陽(yáng)極溶出伏安法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于具備較高的檢測(cè)靈敏度和精度，并且檢測(cè)成本低，這是傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)方法所不具備的，當(dāng)前陽(yáng)極溶出伏安法憑借自身諸多優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于食品中銅、鉻、鎘等多種元素的檢測(cè)中，極大地保障了食品質(zhì)量安全。

2.2.3 酶分析法

酶分析法應(yīng)用于食品中重金屬殘留的檢測(cè)中，主要是利用酶和重金屬離子兩者之間的反應(yīng)變化分析判斷重金屬種類及殘留量。部分重金屬離子和酶相遇后會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)變化，這些變化主要通過(guò)導(dǎo)電性、酸堿度、吸光率以及顯色劑顏色等體現(xiàn)，通過(guò)肉眼觀察的方式以及檢測(cè)pH 值的方式即可快速獲取結(jié)果，通過(guò)分析即可判斷出食品當(dāng)中重金屬元素的含量和種類。應(yīng)用酶分析法時(shí)，需使用較多的酶，如過(guò)氧化氫酶、脲酶等，相較而言，脲酶的應(yīng)用更加廣泛。酶分析法用于分析食品重金屬，具有價(jià)格便宜、操作方便、測(cè)定便捷等方面的優(yōu)勢(shì)，為新時(shí)期食品重金屬殘留檢測(cè)提供了巨大便利和幫助。

2.2.4 免疫分析法

免疫分析法是將食品中的重金屬離子和化合物相結(jié)合，將結(jié)合了金屬離子的化合物連接至載體蛋白上，促使其產(chǎn)生特異性的抗體，最終分析抗體即可明確食品當(dāng)中重金屬的類型及殘留量。免疫分析法應(yīng)用于食品重金屬殘留檢測(cè)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)汞、鎘、鉛等多種重金屬元素的定性、定量分析，具備較高的靈敏度和特異性，極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和儀器設(shè)備的缺陷，能夠現(xiàn)場(chǎng)快速完成重金屬污染樣品的檢測(cè)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)批量樣品的快速檢測(cè)，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程具備較高的效率和質(zhì)量，極大地降低了檢測(cè)成本方面的投入。

2.2.5 生物傳感技術(shù)

生物傳感器具有小而輕便的特征，借助該儀器設(shè)備檢測(cè)食品重金屬時(shí)，待測(cè)物質(zhì)和生物傳感器當(dāng)中的活性材料產(chǎn)生反應(yīng)變化后會(huì)形成化學(xué)信號(hào)，該化學(xué)信號(hào)經(jīng)過(guò)生物傳感器轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟軌蛴糜诙糠治鎏幚淼碾娦盘?hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大輸出后，經(jīng)過(guò)換算即可得到待測(cè)物質(zhì)的濃度，最終測(cè)得食品重金屬含量和種類。生物傳感技術(shù)用于檢測(cè)食品重金屬，需要借助相應(yīng)的生物傳感器完成，包括細(xì)胞傳感器、酶生物傳感器、微生物傳感器等。當(dāng)前生物傳感技術(shù)憑借自身低成本、方便快捷以及較強(qiáng)的抗干擾性能和較高的準(zhǔn)確度被廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測(cè)中。

2.2.6 快速檢測(cè)試紙法

快速檢測(cè)試紙法在食品重金屬現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用，該法是將具有特效顯色反應(yīng)的生物染色劑通過(guò)浸漬附載到試紙上，制作成重金屬快速檢測(cè)試紙，在經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)之后最終確定試紙和重金屬的最佳反應(yīng)條件，最終即可用于檢測(cè)食品重金屬殘留情況?？焖贆z測(cè)試紙檢測(cè)食品重金屬的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)效率非常高，非常適宜用于食品的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，只需要10 min 左右就能夠精準(zhǔn)完成檢測(cè)工作，對(duì)食品當(dāng)中重金屬的檢測(cè)靈敏度能夠達(dá)到0.01 ～20.00 mg·kg-1，這是新時(shí)期食品重金屬檢測(cè)的重要應(yīng)用方向[5]。

2.2.7 納米粒子比色法

納米粒子比色法是新型技術(shù)的重要產(chǎn)物，主要是利用目標(biāo)物所引起的納米粒子的聚集、分散反應(yīng)，以及出現(xiàn)的顏色變化，進(jìn)而分析判斷重金屬殘留情況。目前，依靠納米粒子比色法研制出的納米探針，憑借自身優(yōu)越的性能和極小的污染性引發(fā)了越來(lái)越多人的關(guān)注，相關(guān)技術(shù)將是未來(lái)食品重金屬檢測(cè)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

3 結(jié)語(yǔ)

食品質(zhì)量安全與民生息息相關(guān)。針對(duì)當(dāng)前頻發(fā)的食品重金屬污染問(wèn)題，相關(guān)人員要高度重視起來(lái)，提高食品重金屬檢測(cè)意識(shí)，靈活應(yīng)用重金屬檢測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確測(cè)定食品重金屬殘留量，了解判斷食品質(zhì)量狀況，及時(shí)處理重金屬殘留超標(biāo)的“問(wèn)題”食品，杜絕其流入市場(chǎng)，保障食品衛(wèi)生安全，防止食品質(zhì)量安全問(wèn)題的發(fā)生，確保消費(fèi)者舌尖上的安全，為食品行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定有利的基礎(chǔ)。