食品重金屬檢驗樣品處理和檢驗方法研究

◎ 杜 艷

（廊坊卓冠檢測科技有限公司，河北 廊坊 065000）

在食品生產(chǎn)過程中，重金屬通過各種途徑被帶入食品中，當其累積到一定數(shù)量時，就會對人們的身體健康產(chǎn)生很大的傷害。所以，在進行食品檢驗時，技術人員要對食品中的重金屬成分和含量進行分析檢測。由于各種重金屬的性質(zhì)不相同，采用的檢測方法也不相同。為保證檢測結(jié)果的準確性，取樣和樣品處理也很重要。本文對食品中一些常見的重金屬進行了分類，并對其產(chǎn)生的原因進行了詳細地分析，針對檢測方法和手段進行了詳細地探討，以期為我國的食品行業(yè)重金屬檢測工作提供借鑒。

1 檢測重金屬的重要性

1.1 重金屬含義

重金屬是一種對人類健康有危害的金屬，如鎘、鉛、汞、鉻、砷等。在工業(yè)的發(fā)展過程中，產(chǎn)品的加工和運輸過程都會對大氣、土壤和水資源造成污染，而重金屬污染則是最嚴重的，因為其無法被分解，會對土壤和水體造成污染[1]。

1.2 重金屬的危害

食品中的有毒重金屬元素，一部分來自于農(nóng)作物對重金屬元素的富集，另一部分則來自于食品生產(chǎn)加工、貯藏運輸過程中出現(xiàn)的污染。常見的食品重金屬污染有鉛污染、砷污染、汞污染、鎘污染等。如果吃了含重金屬物質(zhì)的食物，重金屬被攝入體內(nèi)積累，就會變成一種長期的毒素，與人體中的蛋白質(zhì)等產(chǎn)生化學反應，從而影響機體的代謝，進而危及人類的生命。食品生產(chǎn)、加工、包裝、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)都可能會遇到重金屬的污染。比如，一些生產(chǎn)不達標的劣質(zhì)餐具中含有大量的鉛，在使用后，這些鉛被身體慢慢吸收，會導致人的身體出現(xiàn)貧血，長期食用被鉛污染的食品會導致人食欲減退，尤其對兒童生長發(fā)育會產(chǎn)生比較大的影響。鎘是一種很容易引起疾病的金屬，其會導致人體的消化系統(tǒng)變得遲鈍，還會對骨骼產(chǎn)生不良的影響[2]。在殺蟲劑中，砷是常見的一種成分，目前種植過程中不可避免地會使用殺蟲劑和肥料，如果被噴灑了殺蟲劑的蔬菜未被洗干凈就被食用，那么農(nóng)藥中的砷會導致人們產(chǎn)生腸胃炎、皮膚暗淡、神經(jīng)衰弱等問題。

1.3 檢測重金屬的重要性

鉛、砷、汞、鉻、鎘等金屬污染，對人體、動植物、生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生一定的影響。一般情況下，重金屬中毒都是長期的，隨著時間的推移，重金屬會慢慢地進入身體，逐漸累積，進而給身體帶來損傷。因此，對食品中的重金屬進行檢測，可以從根本上降低對人類健康的傷害，避免重金屬含量超標的食品進入市場，從而解決了食品的安全性問題[3]。

1.4 規(guī)避重金屬污染

（1）特別注意使用食品容器和包裝材料。彩釉陶器、搪瓷器皿及部分玻璃杯的內(nèi)壁常具有鉛釉，錫酒壺中也含有鉛元素，應注意不要用這些器皿盛放酸性食品或飲料，以免鉛溶解而中毒；有些帶花紋的玻璃制品、冰箱里的鍍鎘的冰槽、塑料制品都不能存放或者接觸酸性食物、飲料，以防鎘溶解；不銹鋼餐具不能接觸酒精，以免鎘、鎳元素游離，危害健康。

（2）不要大量、集中地食用容易造成重金屬污染的食品。通過食物鏈的富集，某些食物中的重金屬含量較高，如貝類、蛤類等水生生物的鉛、鎘含量較高，應盡量少吃或不集中食用；少吃罐頭食品和含鉛的松花蛋。

（3）注意調(diào)整飲食。多吃富含果膠的水果、蔬菜，如柑、桔、蘋果、木耳、海帶、大白菜等。鎘污染區(qū)居民應補充足夠的維生素以及硒、鋅、鈣等微量元素，以促進鎘的排出。

2 樣品前處理

在食物中，重金屬通常是以化學鹽形態(tài)出現(xiàn)的。所以，要對樣品進行預加工，讓重金屬以離子的形式存在于試樣中，可以得到較好的檢測結(jié)果。另外，對試樣進行預加工，以消除影響檢測精準度的因素，通常情況下含重金屬元素的待測成分被濃縮或者被提純。常規(guī)的處理方式有濕法和干法。濕式消解是將硝酸、高氯酸、硫酸等氧化能力較強的酸加入待檢的食物中，通過高溫將其分解。干法灰化是將有機物質(zhì)在高溫下進行氧化和降解，殘留的無機物質(zhì)用于分析。2 種方法雖然都能起到一些作用，但都有各自的優(yōu)缺點。

3 檢測重金屬的方法

3.1 免疫分析法

利用免疫分析法對重金屬進行測定，可以將其歸結(jié)為多克隆抗體和單克隆抗體2 大類，而后者則可以采用間接競爭，利用ELISA 一步法進行免疫測定。通過免疫測定方法的研究，需要做2 方面工作：①選擇適當?shù)呐浜衔?，與重金屬的金屬離子生成特定的空間結(jié)構(gòu)，形成相應的反應源。②將金屬離子與載體蛋白質(zhì)結(jié)合，從而獲得免疫原性，而在此過程中，與該金屬離子相結(jié)合的復合物的篩選對于是否能夠制造出特定的抗體至關重要[4]。Wiley DE 等首先利用G-Hg 復合體對Hg（Ⅱ）進行了免疫，獲得2 個具有Hg（Ⅱ）特異的單抗4A10 和1F10。ELISA 檢測結(jié)果顯示，兩種藥物的水銀分離常數(shù)為每升/升，而谷胱甘肽與其他金屬陽離子及抗體則無交叉作用。Blake DA 等[5]已經(jīng)證明，金屬配合物也能作為一種特殊的金屬抗體用于免疫動物的生產(chǎn)，所以，僅用少量的配位劑即可實現(xiàn)對大部分重金屬的單抗的合成及對其進行免疫檢測。然而，傳統(tǒng)的金屬離子單抗很難得到，且易于制造的多克隆抗體也不能完全適應金屬離子檢測的需要，從而制約了其進一步的應用和開發(fā)。

3.2 濕消化法

這種處理方式主要是將樣品放在高溫下，并添加一種酸性物質(zhì)，從而將其分解，方便后續(xù)的鑒定和檢測。該工藝使用的是高純的化學藥劑，不僅價格便宜，而且操作也比較簡便，只要掌握好消化溫度就可以。然而，這種氧化過程需要更多的時間，并且每一次分解的樣本都很小，這就導致了檢測工人的工作量很大，降低了檢測效率。若采用高氯酸、亞硝酸進行測試，也會產(chǎn)生酸霧，造成儀器的損壞。若將強酸性物質(zhì)添加到氧化劑中，不僅會對裝置造成侵蝕，而且還會對試驗的精度產(chǎn)生一定的干擾。因此，必須對以上工藝進行脫酸。不過在溶解時，要根據(jù)溶液的色澤來調(diào)整酸度，以免樣品發(fā)生炭化而導致重金屬元素流失。

以大豆中的含砷量為實例，采用高氯酸和亞硝酸鹽的混合物，使其加標率達到95%。然而，該工藝所需的氧化期最短，最短1 h，而且一次分解的樣本數(shù)不超過10 個，顯示了高勞動強度和低效率，而且在高氯酸和硝酸的使用中，極易產(chǎn)生酸霧，對通風設備造成侵蝕。

HNO3,H2SO4,HCIO4,H202,KMnO4等是最常見的氧化劑。HNO3是目前應用最廣的一種預氧化劑，能對試樣中的有機物造成損傷；H2SO4對有機化合物的脫除作用較大，可以分解有機化合物，并可部分分解難溶性化合物，并增加其沸點值；HCIO4是最好的氧化劑和脫水劑，其具有很高的沸點，可以在HNO3被去除之后對試樣進行氧化。在試樣中，由于單個酸液的降解性能受到限制，在試樣中存在大量的無機鹽時，通常采用混合酸來進行降解。①最常見的是HNO3/HCIO4，其配比為7:1 ～1:5；②HNO3/H2SO4/HCIO4，一般采用HNO3/H2SO4進行預分解，將HNO3排除后，在沸騰的水中滴入HCIO4，直到有機物質(zhì)徹底溶解為止；③在基質(zhì)中存在大量的無機鹽時，通常使用HC1 的混合酸溶解液，HNO3和HC1（1:3 的容積比例）是一種很好的溶解系統(tǒng)。

3.3 干灰化法

這種方法可以將試樣的溫度升高，以揮發(fā)試樣中的有機物，這樣可以一次性對大量的試樣進行加工，而且操作相對容易，但如果將試樣加熱到500 ℃，則會導致一些材料的蒸發(fā)，從而降低測試的精度。另外，該工藝在實踐中回收量小、試驗周期長，可以采用添加硫酸鹽提高灰化效率，使試件的灰化程度得到提高。

3.4 比色法

當金屬與發(fā)光體發(fā)生化學反應時，會產(chǎn)生1 個具有不同色彩的光點，光圈的色澤代表著金屬元素和濃度，通過色彩可以判斷其中的重金屬元素，這個方法的優(yōu)勢在于測試設備比較簡單，使用起來也比較容易。

3.5 試紙法

試紙法是將一種帶有染料性質(zhì)的材料放置于1 張紙上，如果包含了1 種金屬，其就會呈現(xiàn)1 種不同的色彩，可以用來測量不同的元素。比如，將1 張PVC薄膜涂上1 層顏料，就可以從色彩中判斷其中的成分，這一測試方法簡單方便，應用廣泛。

3.6 酶學法

該方法具有高效、特異性強等優(yōu)點，在金屬元素的檢測方面有著廣泛的應用前景，尤其是在對重金屬元素進行檢測時，可以準確地檢出其中的重金屬元素。目前國內(nèi)還沒有廣泛采用酶學技術，但在國外卻有很好的發(fā)展，比如，寇冬梅提出了一種新型的脲酶抑制劑，并對其試驗方案進行了詳細地探討，結(jié)果表明，該技術具有很好的準確率和廣闊的運用空間。

3.7 電化學法

由于樣本中包含了重金屬，將其放置于相應的溶劑中，經(jīng)過電極的作用，可以顯示出該物質(zhì)的一些性質(zhì)，一般可以將其溶解，也可以將其分解成氧化物。與其他的測定方法相比較，電化學法具有更高的準確度和更高的靈敏度以及更低廉的測試費用。電化學分析有極譜分析和溶解分析2 類，用溶解伏安分析法對食物中的鉛進行了分析，其回收率可達93%～108%，與雙硫酸鹽法比較，兩者差別不大，操作簡便，費用低廉，適用于基層。

4 結(jié)語

食品安全關系每個人的生活和身體健康，而食物中的重金屬含量超標是危害人類健康的主要原因。因此，要從源頭上著手，對重金屬的檢測手段進行優(yōu)化，加大對食物中的重金屬污染的治理力度。近年來，隨著科技水平的提高，各種金屬元素的測定效率也不斷提高，隨著食品安全的檢測監(jiān)督手段不斷加強，老百姓餐桌的安全會日益得到保障。