食品中的重金屬檢測(cè)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)分析

◎ 次仁歐珠

（西藏日喀則市市場(chǎng)監(jiān)督管理局，西藏 日喀則 857000）

當(dāng)前，食品安全問題已成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。食品中的重金屬是影響食品安全的重要因素，對(duì)人體健康有極大的危害。近年，隨著食品工業(yè)不斷發(fā)展，食品生產(chǎn)、加工、包裝等環(huán)節(jié)中的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)越來越大。食品中的重金屬具有隱蔽性、長(zhǎng)期性、累積性，經(jīng)食物被人體攝入，極可能造成人體慢性中毒，且毒性作用很難被察覺，長(zhǎng)期堆積在體內(nèi)，對(duì)人類生命造成嚴(yán)重威脅。因此，相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)食品中重金屬檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用，以確保食品安全。

1 重金屬基本概述

1.1 重金屬基本介紹

重金屬的單位密度比普通金屬元素要高得多，一般超過4.5 g/cm3[1]。食品中常見的重金屬包括鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和砷（As）等，當(dāng)重金屬長(zhǎng)期堆積在體內(nèi)，并達(dá)到一定量時(shí)，會(huì)與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)、酶類等相互反應(yīng)，致使酶的結(jié)構(gòu)遭到破壞，蛋白質(zhì)失去活性，進(jìn)而影響人體組織和器官的正常功能，對(duì)人體構(gòu)成潛在的威脅。值得注意的是，重金屬在人體內(nèi)的反應(yīng)往往是緩慢而持續(xù)的，對(duì)人體造成的影響具有長(zhǎng)期性特征。

1.2 重金屬對(duì)人體的具體危害

重金屬對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在3 個(gè)方面。①危害肝臟：重金屬與血液中的血卟啉結(jié)合會(huì)損傷肝臟，促使肝臟硬化，嚴(yán)重者造成肝癌的病變。②損害血液循環(huán)系統(tǒng)：重金屬中毒后，使血液黏度變大，含氧量低，嚴(yán)重時(shí)造成休克等。③危害神經(jīng)系統(tǒng)：抑制和干擾神經(jīng)系統(tǒng)的功能，特別是對(duì)老人和兒童危害非常大，因?yàn)槔先舜x能力較慢、兒童免疫力低都會(huì)導(dǎo)致重金屬排除困難[2]。

2 食品中重金屬的主要來源

2.1 地質(zhì)環(huán)境影響

我國國土面積遼闊，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，涵蓋礦山、火山等多種地質(zhì)資源。受到復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的影響，空間內(nèi)重金屬的含量大大增加，周圍的動(dòng)植物會(huì)對(duì)空間中的重金屬進(jìn)行吸收，進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)域動(dòng)植物體內(nèi)的重金屬含量明顯高于一般自然地區(qū)。

2.2 環(huán)境污染影響

當(dāng)前，我國工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，不可避免地對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。含有重金屬物質(zhì)的工業(yè)廢氣、廢水和廢料等大量排放，導(dǎo)致地區(qū)水源、農(nóng)田和土壤遭到污染和破壞，進(jìn)而對(duì)區(qū)域農(nóng)作物造成重金屬污染。

2.3 加工與銷售環(huán)節(jié)影響

除了以上因素影響，食品中的重金屬還來源于加工、儲(chǔ)存、包裝、運(yùn)輸和銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中，加工技術(shù)不到位、操作不標(biāo)準(zhǔn)，以及使用劣質(zhì)包裝材料、加工機(jī)械、管道等，都有可能造成食品中的重金屬含量超標(biāo)。比如，一些食品包裝企業(yè)采用劣質(zhì)包裝材料，生產(chǎn)出的包裝制品中含有大量有害重金屬，進(jìn)而對(duì)食品造成重金屬污染。

3 食品中常見的重金屬檢測(cè)技術(shù)

雖然人體需要吸收一定量的重金屬元素，但一旦食品中的重金屬含量超過標(biāo)準(zhǔn)限制，不僅會(huì)對(duì)食品安全造成不良影響，還會(huì)對(duì)人們的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須對(duì)食品進(jìn)行更加嚴(yán)格的安全檢測(cè)，以確保食品中所含重金屬元素符合標(biāo)準(zhǔn)，避免重金屬含量超標(biāo)的食品出現(xiàn)在人們的餐桌上。目前，隨著重金屬檢測(cè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，我國常見的食品重金屬檢測(cè)技術(shù)，主要包括以下幾種。

3.1 紫外-可見分光光度法

該重金屬含量檢測(cè)方法基于紫外輻射環(huán)境下重金屬元素與試劑反應(yīng)顯色，并被紫外光吸收的原理，可檢測(cè)食品中的重金屬含量。該方法被廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測(cè)領(lǐng)域，檢測(cè)過程主要采用紫外可見分光光度計(jì)[3]。該檢測(cè)技術(shù)操作起來簡(jiǎn)單方便，在實(shí)驗(yàn)室中具有較高的適用性，但其主要缺陷在于某些特定顯色劑的獲取存在一定困難，且成本比較高昂。

3.2 原子光譜法

原子光譜法是食品重金屬檢測(cè)中的一項(xiàng)常規(guī)技術(shù)，可有效檢測(cè)食品中的重金屬。原子光譜法具體可分為以下幾種。

3.2.1 原子吸收光譜法

該方法利用原子吸收光譜，對(duì)食品中的重金屬進(jìn)行檢測(cè)，簡(jiǎn)便易行、耗時(shí)短、效率高。在應(yīng)用的過程中，檢測(cè)人員先對(duì)檢驗(yàn)樣品進(jìn)行消解處理，制備出樣品溶液，并適當(dāng)預(yù)留一些樣品，然后嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定和要求，制作標(biāo)準(zhǔn)濃度分析元素校正液，再對(duì)制備出的樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)濃度分析元素校正液進(jìn)行檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上，繪制標(biāo)樣矯正曲線，并對(duì)未知樣本進(jìn)行檢測(cè)，以確定食品中的重金屬含量。針對(duì)由高濃度元素構(gòu)成的重金屬，該檢測(cè)方法具有較強(qiáng)的適用性，且檢測(cè)精準(zhǔn)度較高。但是，針對(duì)具備高溫耐性的重金屬，該方法并不適用，檢測(cè)精準(zhǔn)度存在一定的缺陷。目前，該方法已被廣泛應(yīng)用于食品中鉛、汞、鎘等重金屬元素的檢測(cè)[4]。

3.2.2 原子發(fā)射光譜法

該檢測(cè)方法具有靈敏度高、便于選擇、線性范圍廣泛等特征，可在同一時(shí)間檢測(cè)和分析不同重金屬元素，特別是電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法，表現(xiàn)出更強(qiáng)大的靈敏度。該方法可直接檢測(cè)液態(tài)或固態(tài)樣品的重金屬元素含量，無須任何預(yù)處理步驟。借助光電直讀光譜儀，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)10 種元素的高效精準(zhǔn)檢測(cè)。

3.2.3 原子熒光光譜法

該方法主要是基于輻射條件下，對(duì)待測(cè)重金屬原子蒸氣的熒光強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而檢測(cè)重金屬含量，可用于檢測(cè)食品中的汞、錫和砷重金屬。該檢測(cè)方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，如靈敏度更高、具有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是也存在一些缺點(diǎn)，如在散色光較為嚴(yán)重時(shí)，檢測(cè)結(jié)果容易受到干擾，檢測(cè)精準(zhǔn)度下降，且該方法無法對(duì)多種重金屬進(jìn)行有效檢測(cè)，應(yīng)用范圍存在一定限制。

3.2.4 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

該方法是將電感耦合等離子體作為離子源的質(zhì)譜分析方法，可實(shí)現(xiàn)多種重金屬元素的精準(zhǔn)檢測(cè)，并可與其他色譜分離技術(shù)相結(jié)合，以達(dá)到更精準(zhǔn)的檢測(cè)效果。目前，該技術(shù)被應(yīng)用于檢測(cè)食品中的鉛、鎘重金屬元素，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在靈敏性強(qiáng)、譜線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)多達(dá)數(shù)十個(gè)元素的定量測(cè)定，在準(zhǔn)確性和精密度方面表現(xiàn)卓越。但是該技術(shù)也有缺陷，比如，檢測(cè)樣品的前期處理相當(dāng)煩瑣，且檢測(cè)費(fèi)用較高，因此，在食品重金屬檢測(cè)領(lǐng)域，該技術(shù)的推廣面臨著較大的挑戰(zhàn)。

3.3 比色法

比色法是利用檢測(cè)試紙和化學(xué)試劑對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)的一種方法。在比色法應(yīng)用中，檢測(cè)人員將表面附著顯色劑的檢測(cè)試紙與食物接觸，基于顯色劑與重金屬的反應(yīng)，形成有色分子。接著，檢測(cè)人員觀察試紙顏色變化，然后與反應(yīng)色卡標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，進(jìn)而檢測(cè)食品中的重金屬含量是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。比色法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在操作方式簡(jiǎn)便易行，成本較為低廉，但其也存在一定的劣勢(shì)，即無法對(duì)所有重金屬進(jìn)行檢測(cè)，也就是說，比色法能夠有效檢測(cè)的重金屬元素種類較少，且檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。

3.4 酶聯(lián)免疫吸附法

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)是一種高效的檢測(cè)方法，可用于快速檢測(cè)食品中的重金屬。該項(xiàng)技術(shù)的核心原理在于將特異性抗原抗體的免疫學(xué)反應(yīng)與酶催化反應(yīng)相互融合，基于酶促反應(yīng)的催化作用，特異性抗原與抗體之間的初級(jí)免疫反應(yīng)得以顯現(xiàn)。該技術(shù)檢測(cè)準(zhǔn)確度較高、檢測(cè)耗時(shí)短，且無須對(duì)檢測(cè)樣本進(jìn)行過多的預(yù)處理，適用于快速檢測(cè)大量樣本，且具有較高精度。目前，在食品重金屬檢測(cè)領(lǐng)域，酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)應(yīng)用廣泛，其中，脲酶的成本更低、更易獲取，應(yīng)用更加普遍[5]。

3.5 X 射線熒光光譜法

每一種重金屬元素皆有其獨(dú)特之處，其呈現(xiàn)的特征譜線均有固定波長(zhǎng)，基于高能射線激發(fā)原子所形成的特定X 射線光譜線，對(duì)X 射線熒光光譜線的波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，可以明確檢測(cè)樣品中所含的重金屬種類，進(jìn)而完成重金屬檢測(cè)。檢測(cè)過程中，檢測(cè)人員對(duì)某一重金屬元素的分析譜線強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，并將其與標(biāo)準(zhǔn)樣品中的相同譜線強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，可以測(cè)出食品中所含重金屬的總量。該方法不僅具有實(shí)用性，而且成本較低，能夠及時(shí)高效地檢測(cè)出食品中的重金屬元素，常用于檢測(cè)大米中的鎘元素，為大米中鎘元素的快速篩查提供了可靠的技術(shù)支持。

4 食品重金屬檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在食品生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸、儲(chǔ)存、包裝等眾多環(huán)節(jié)中，重金屬污染是普遍存在的問題，其實(shí)，在食物自然生長(zhǎng)的過程中，很少有重金屬超標(biāo)的情況出現(xiàn)?；诖耍谑称芳庸きh(huán)節(jié)中，檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)重金屬檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用。目前，針對(duì)食品中重金屬的檢測(cè)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)3 個(gè)方面的突破：①檢測(cè)設(shè)備的功能不斷升級(jí)，無論是在軟件功能還是硬件功能方面，都呈現(xiàn)出日益完善的趨勢(shì)。②在檢測(cè)樣品處理方面，取得了相應(yīng)的進(jìn)展，包括消解樣品和必要的富集方法等方面的改進(jìn)。③檢測(cè)方法不斷優(yōu)化，準(zhǔn)確性與可靠性得以不斷提高。目前，我國食品中重金屬元素的檢測(cè)工作主要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)展開，檢測(cè)過程中，需要運(yùn)用大量先進(jìn)的儀器設(shè)備，同時(shí)需要投入大量的人力和物力資源，不僅要耗費(fèi)巨大的資金投入，還必須克服各種檢測(cè)技術(shù)的限制和多方面因素的影響，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，食品重金屬檢測(cè)應(yīng)朝著開發(fā)便攜、實(shí)用、高精度、高質(zhì)量、低成本檢測(cè)設(shè)備的方向發(fā)展，進(jìn)而提高重金屬檢測(cè)技術(shù)水平，為食品安全提供保障。