海南熱帶水果芒果重金屬含量特征分析

摘 要：目的：了解海南熱帶水果芒果中重金屬含量特征以及受污染程度。方法：采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)對(duì)海南熱帶水果芒果中重金屬的含量進(jìn)行檢測(cè)，然后采用污染指數(shù)對(duì)其受污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。結(jié)果：建立的檢測(cè)方法在0～50 μg·L-1線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)大于0.995；在加標(biāo)水平為5 μg·mL-1時(shí)，回收率為91.2%～108.0%，RSD為0.14%～4.53%。芒果中重金屬含量變化范圍較寬，重金屬Cu平均含量最高，為2.72 mg·kg-1，Hg和As未檢出。結(jié)論：所建立的方法精密度高，操作簡(jiǎn)單、快速，可同時(shí)測(cè)定芒果中多種重金屬含量。所測(cè)芒果樣品重金屬含量均低于相應(yīng)的規(guī)定限值，沒(méi)有超標(biāo)現(xiàn)象，屬于清潔安全食品。

關(guān)鍵詞：芒果；微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜；重金屬；污染指數(shù)

Analysis of Heavy Metal Content Characteristics of Tropical Fruit Mangoes in Hainan

LIANG Qiong1， ZHANG Yuxia2， LIN Shuxiu1， GU Mantun3*

（1.Hainan Academy of Inspection and Testing， Haikou 570311， China; 2.Hainan Technology and Business College， Haikou 570203， China; 3.Hainan Institute for Food Control， Key Laboratory of Tropical Fruits and Vegetables Quality and Safety for State Market Regulation， Haikou 570314， China）

Abstract： Objective： To understand the characteristics of heavy metal content and pollution level in tropical fruit mangoes in Hainan. Method： The contents of eight heavy metals in Hainan tropical fruits and mangoes were determined by microwave-inductively coupled plasma mass spectrometry （MD-ICP-MS）. Then the pollution index is used to evaluate the pollution degree. Result： The established method showed good linearity in the concentration range of 0～50 μg·L-1 with the correlation coefficients greater than 0.995. The recoveries ranged from 91.2% to 108.0% at the spiked level of 5 μg·mL-1， and the RSD were from 0.14% to 4.53%. The heavy metal contents in mango varied over a wide range， with the highest average content of heavy metal Cu at 2.72 mg·kg-1， and Hg and As were not detected. Conclusion： The established method has high precision， simple and rapid operation， and can be used for the simultaneous determination of various heavy metals in mango. The heavy metal contents of the measured mango samples were lower than the corresponding prescribed limits and did not exceed the limits， which are clean and safe foods.

Keywords： mangoes; microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry; heavy metal; pollution index

我國(guó)南部和西南地區(qū)大多都是芒果的產(chǎn)地，其中海南省是我國(guó)芒果主要產(chǎn)區(qū)之一，其芒果種植面積全國(guó)占比超過(guò)60%[1]。近年來(lái)，隨著城市發(fā)展，人類的生活污水不規(guī)范排放、農(nóng)作物的灌溉以及農(nóng)藥化肥使用不合理、工業(yè)廢料廢水排放增多導(dǎo)致海南各地土壤受到不同程度的重金屬污染[2-3]。楊劍洲等[4]研究發(fā)現(xiàn)，海南省集約化種植園中的芒果鉛含量超標(biāo)率較高。人體對(duì)重金屬的代謝慢，積累過(guò)量的重金屬會(huì)誘發(fā)疼痛病、肌肉萎縮和免疫系統(tǒng)損害等健康疾病[5-6]。因此，本文旨在采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)（Microwave Digestion-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，MD-ICP-MS）建立同步測(cè)定海南本地主要芒果品種中8種重金屬含量的方法，分析芒果果實(shí)中8種重金屬的污染特征及受其污染程度，為海南芒果的安全性評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持，為其深加工產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)提供思路。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采集的芒果品種有金煌芒、貴妃、澳芒、臺(tái)農(nóng)、青芒和象牙等，所有樣品的采集均按照《農(nóng)、畜、水產(chǎn)品污染監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 398—2000）[7]規(guī)定執(zhí)行。

1.2 試劑與儀器

硝酸：GR，美國(guó)Merk公司；多元素標(biāo)準(zhǔn)使用液：100 μg·mL-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。

微波消解儀：MARS6，美國(guó)CEM安培有限公司；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：7900，美國(guó)Agilent公司。

1.3 測(cè)定方法

參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268—2016）[8]測(cè)定，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.4 質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法

根據(jù)NY/T 398—2000選取Hg、Ni、Zn、Cu、As、Pb、Cd和Cr等8種重金屬元素為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，其相應(yīng)的限值如表1所示。

采用農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)指標(biāo)單因子污染指數(shù)Pi和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)PN對(duì)海南芒果果實(shí)中重金屬污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。相應(yīng)的計(jì)算公式為

式中：Pi為重金屬i的單因子污染指數(shù)；Ci為重金屬i的檢測(cè)值，mg·kg-1；Si為重金屬i的限值指標(biāo)，mg·kg-1；PN為重金屬i的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pi，max為Pi的最大值；Pi，ave為Pi的平均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行計(jì)算分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍與檢出限

采用ICP-MS法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液（0 μg·L-1、2 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1和50 μg·L-1），內(nèi)標(biāo)法校正定量分析，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合回歸方程。結(jié)果表明，8種重金屬元素的線性范圍為0～50 μg·L-1，在線性范圍內(nèi)各元素的質(zhì)量濃度與其信號(hào)響應(yīng)強(qiáng)度呈較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.995以上。儀器檢出限均在0.1 μg·L-1以下。

2.2 精密度、加標(biāo)回收率

待測(cè)樣按樣品處理方法進(jìn)行處理，連續(xù)測(cè)定6次，測(cè)量精密度；在樣品中分別加入多元素標(biāo)準(zhǔn)使用液標(biāo)準(zhǔn)液，使待測(cè)元素濃度為5 μg·mL-1，按樣品處理方法進(jìn)行處理，每種元素重復(fù)測(cè)量2次，結(jié)果取兩次的平均值計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，加標(biāo)回收率在91.2%～108.0%，符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》（GB/T 27404—2008）[9]的回收率要求，說(shuō)明所建立的方法回收率好，準(zhǔn)確可行。所測(cè)元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜5%，說(shuō)明所建立的方法的精密度好、重復(fù)率高。

2.3 芒果中重金屬含量檢測(cè)結(jié)果

如表3所示，芒果中8種重金屬的含量差異較大，且變化范圍較寬。重金屬Cu平均含量最高，為

2.72 mg·kg-1，Hg和As未檢出。各元素含量的平均值由高至低排序?yàn)镃u＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cd。所檢測(cè)的海南芒果中的Hg、As和Cd含量相對(duì)較低，此結(jié)果與王鵬等[3]的研究結(jié)果一致。樣品中8種重金屬元素含量均低于規(guī)定的限值，均未超標(biāo)。Cd的變異系數(shù)最大，說(shuō)明不同種類芒果對(duì)Cd的富集能力不同，存在很大差異；Cr、Ni、Cu和Pb的變異系數(shù)相近，說(shuō)明芒果對(duì)這4種元素的累積能力相近；Zn的變異系數(shù)最小，說(shuō)明該元素受外界因素產(chǎn)生累積的影響較小。

2.4 芒果質(zhì)量評(píng)價(jià)

由于海南芒果中Hg和As的含量為未檢出，故不對(duì)其進(jìn)行分析。芒果中其他元素的單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)見(jiàn)表4。按照單因子污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)Pi≤1時(shí)，污染程度為清潔[10]。其中Ni的單因子污染指數(shù)最小，Pb最大。各個(gè)元素的單因子污染指數(shù)相對(duì)較低，均＜1，可判定所有元素的污染程度為清潔。按照內(nèi)梅羅綜合指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)PN≤0.7時(shí)為安全級(jí)[11]。海南芒果的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)PN=0.29＜0.7，因此可判定海南芒果污染程度為安全。

3 結(jié)論

本文建立了MD-ICP-MS同步測(cè)定芒果中8種重金屬元素的方法，在0～50 μg·L-1，8種重金屬元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)大于0.995。該方法操作簡(jiǎn)單、快速，回收率好、精密度高，適用于同時(shí)測(cè)定芒果中多種重金屬元素含量。同時(shí)，本研究抽檢的海南省芒果中8種重金屬的含量均低于相應(yīng)規(guī)定限值，沒(méi)有超標(biāo)現(xiàn)象，芒果的單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)都達(dá)到等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的最高級(jí)別，屬于清潔安全食品。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（熱帶果蔬質(zhì)量與安全）基礎(chǔ)應(yīng)用研究課題（KF-2023015）。

作者簡(jiǎn)介：梁瓊（1981—），女，廣西玉林人，碩士。研究方向：食品檢驗(yàn)檢測(cè)。

通信作者：谷滿屯（1991—），男，河南信陽(yáng)人，碩士。研究方向：食品檢驗(yàn)檢測(cè)。E-mail：gumantun-zx@163.com。