食品中重金屬檢測質(zhì)量控制與分析

摘 要：在工業(yè)化發(fā)展的時代背景下，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，重金屬污染已經(jīng)成為食品加工領(lǐng)域的一大隱患。食品中的鉛、汞、鎘等重金屬元素長期累積會嚴(yán)重影響人體健康?；诖?，本文綜述了當(dāng)前食品重金屬檢測新標(biāo)準(zhǔn)以及食品中重金屬元素的提取及檢測的方法，重點從石墨爐原子吸收光譜法、紫外可見光分光光度法、蒸氣發(fā)生原子熒光光譜法和原子吸收光譜法4個維度詳細闡述食品中重金屬檢測技術(shù)的原理和應(yīng)用，旨在為食品安全領(lǐng)域提供準(zhǔn)確、快速的重金屬檢測方法，確保食品質(zhì)量與消費者健康。

關(guān)鍵詞：重金屬；檢測標(biāo)準(zhǔn)；元素檢測；提取方法

Quality Control and Analysis of Heavy Metal Detection in Food

QIN Shunhua

（Guangxi Yiquan Testing and Evaluation Co.， Ltd.， Liuzhou 545000， China）

Abstract： In the era of industrialization， environmental pollution is becoming more and more serious， and heavy metal pollution has become a major hidden danger in the field of food processing. The long-term accumulation of lead， mercury， cadmium and other heavy metal elements in food will seriously affect human health. Based on this， this paper summarizes the current new standards for heavy metal detection in food as well as the methods for extraction and detection of heavy metal elements in food， focusing on graphite furnace atomic absorption spectrometry， ultraviolet-visible spectrometry， vapor-generated atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrometry in four dimensions to elaborate on the principles and applications of heavy metal detection technology in food， with the aim of providing an accurate and rapid heavy metal detection method for the field of food safety and ensuring the quality of food and consumer health.

Keywords： heavy metals; testing standards; element detection; extraction method

食品中的重金屬污染已成為全球性挑戰(zhàn)，其隱蔽性、長期性和危害性備受關(guān)注。鉛、汞、鎘、砷等重金屬在環(huán)境中普遍存在，在食物鏈的累積作用下威脅公眾健康。科技進步推動了重金屬檢測技術(shù)的發(fā)展，但質(zhì)量控制仍是關(guān)鍵問題。雖然各國政府和國際組織加強了重金屬檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定，但深入研究重金屬來源、遷移和毒性機理，建立更完善的檢測方法和質(zhì)控體系同樣至關(guān)重要。

1 食品重金屬檢測新標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前，國際上針對食品中重金屬含量制定有嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及鎘、鉛、汞、砷等重金屬元素，旨在保障食品安全和維護公眾健康。世界衛(wèi)生組織已明確規(guī)定各項重金屬的限量，如鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.2 mg·g-1，鉛為0.3 mg·g-1，汞為0.02 mg·kg-1，砷為0.1 mg·g-1。這些標(biāo)準(zhǔn)均基于保障人體健康制定，故在食品生產(chǎn)與加工過程中必須嚴(yán)格遵守，避免重金屬含量超標(biāo)。

為保障有效執(zhí)行檢測標(biāo)準(zhǔn)，各國均設(shè)有專門的監(jiān)管與檢測機構(gòu)，負責(zé)監(jiān)測食品中的重金屬含量，從而強化食品質(zhì)量與安全。在我國，國家市場監(jiān)督管理總局承擔(dān)此重任，定期抽檢并嚴(yán)格檢測食品中的重金屬，一旦發(fā)現(xiàn)食品中重金屬含量超標(biāo)，相關(guān)食品將立即被召回或下架，保護消費者權(quán)益不受侵害。

2 食品中的重金屬元素提取及檢測方法

2.1 食品中重金屬提取方法

為保障食品安全和消費者健康，在食品安全檢測環(huán)節(jié)中準(zhǔn)確提取和測定食品中的重金屬含量有著不可取代的作用。在提取環(huán)節(jié)中，常用酸消解、微波消解和濕法灰化等重金屬提取方法，且每種方法都有其獨特的優(yōu)缺點。①酸消解法是一種簡便且成本較低的提取方法，將食品樣品與酸溶液混合加熱，有效溶解出重金屬元素。但此方法消解時間較長，對追求高效檢測的實驗室構(gòu)成挑戰(zhàn)，且處理不當(dāng)會污染環(huán)境[1]。②微波消解法在提取速度和效率上具有優(yōu)勢，其高能量和穿透性能迅速釋放食品樣品中的重金屬元素，縮短提取時間。但此方法對設(shè)備要求較高，需專用微波消解儀，并嚴(yán)格控制微波功率和時間，避免樣品過度破壞。③濕法灰化法則在處理易揮發(fā)元素方面表現(xiàn)獨特，通過將食品樣品與強氧化劑混合加熱至高溫，使有機物完全燃燒灰化，保留樣品中的易揮發(fā)元素。

選擇合適的重金屬提取方法需考慮樣品性質(zhì)、重金屬種類及檢測要求等多方面因素，其直接影響方法可行性和適用性。在實際應(yīng)用中，必須根據(jù)具體情況綜合評估各種方法的優(yōu)缺點，選擇最合適的提取方法。3種方法優(yōu)缺點對比見表1。

2.2 重金屬元素檢測

食品中的重金屬元素檢測是一項至關(guān)重要的任務(wù)，涉及樣品前處理、儀器檢測和數(shù)據(jù)分析3個核心步驟。①樣品消解、提取和凈化等前處理是檢測流程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，旨在將食品中的重金屬元素有效轉(zhuǎn)化為適合儀器檢測的形式。此步驟決定著后續(xù)檢測結(jié)果，必須嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作程序，注重樣品完整性和代表性。②儀器檢測是檢測流程中的核心環(huán)節(jié)，依賴于原子吸收光譜儀和原子熒光光譜儀等高靈敏度的分析儀器。先進儀器能精確識別和測量食品中的重金屬元素，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供堅實基礎(chǔ)。③數(shù)據(jù)分析是食品重金屬元素檢測的核心環(huán)節(jié)，其主要對儀器檢測得到的重金屬含量數(shù)據(jù)進行整理、解讀和比對，判斷是否超標(biāo)。通過數(shù)據(jù)分析，能準(zhǔn)確了解食品中重金屬含量，為食品安全監(jiān)管提供有力支持。

3 食品重金屬檢測技術(shù)

3.1 石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜儀作為核心儀器，其性能直接影響到檢測結(jié)果精度。此外，還需備齊相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液、試劑及樣品處理設(shè)備。鑒于食品樣品的多樣性和復(fù)雜性，需針對不同樣品采用相應(yīng)的處理方法[2]。一般而言，樣品處理涉及破碎、研磨、消解等步驟，將食品中的重金屬元素轉(zhuǎn)化為適于儀器檢測的形式。在消解過程中，常用硝酸、鹽酸等酸，且需要按照樣品性質(zhì)優(yōu)化調(diào)整消解溫度和時間。

石墨爐原子吸收光譜儀操作相對復(fù)雜，需由專業(yè)人員進行操作。操作前需開啟光譜儀和石墨爐完成預(yù)熱和校準(zhǔn)，之后則將處理好的樣品注入石墨爐中，利用高溫將樣品中的重金屬元素原子化。在此過程中，必須嚴(yán)格控制石墨爐溫度和升溫程序，維系原子化完全性和穩(wěn)定性。當(dāng)樣品中的重金屬元素被原子化后，光譜儀會測量其特征譜線的強度。特征譜線的強度與重金屬元素的含量成正比，因此可通過測量譜線強度確定重金屬元素的含量。在測量過程中注意避免背景干擾和基體效應(yīng)的影響，提高測量的準(zhǔn)確性。測量完成后需結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、樣品濃度計算等步驟處理和分析數(shù)據(jù)。

3.2 紫外可見光分光光度法

紫外可見光分光光度計作為核心儀器，其性能與檢測結(jié)果精度存在最為直接的聯(lián)系。為了保證檢測結(jié)果符合實際情況，還要備齊相應(yīng)的顯色劑、標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品處理設(shè)備。鑒于食品樣品多樣性和復(fù)雜性，需針對不同樣品采用相應(yīng)的處理方法。一般而言，樣品處理涉及破碎、研磨、消解等步驟，在消解過程中使用硝酸、鹽酸等釋放食品中的重金屬離子，并轉(zhuǎn)化為適于與顯色劑反應(yīng)的形式。

處理完成樣品后，需加入特定的顯色劑與重金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)。根據(jù)目標(biāo)重金屬離子性質(zhì)確定顯色劑，保障反應(yīng)生成的有色化合物具有穩(wěn)定的顏色和明顯的吸收峰。優(yōu)化溫度、時間、pH值等顯色反應(yīng)條件，從而獲得最佳顯色效果[3]。完成顯色反應(yīng)后，選擇合適的波長，使得在該波長下有色化合物的吸光度最大，然后利用紫外可見光分光光度計測量。

3.3 蒸氣發(fā)生原子熒光光譜法

蒸氣發(fā)生原子熒光光譜作為一種先進的分析技術(shù)，在多個領(lǐng)域已展現(xiàn)獨特優(yōu)勢。在食品重金屬檢測中，該方法憑借高靈敏度、寬線性范圍及強抗干擾能力，成為重要檢測手段。蒸氣發(fā)生原子熒光光譜法能準(zhǔn)確、快速測定食品中重金屬元素含量，測量元素原子蒸氣在特定頻率輻射激發(fā)下的熒光強度實現(xiàn)目標(biāo)檢測。與傳統(tǒng)原子吸收光譜法比，蒸氣發(fā)生原子熒光光譜法結(jié)合原子發(fā)射與吸收優(yōu)點，克服二者局限，其發(fā)射譜線簡單，使分析結(jié)果更清晰可靠，且高靈敏度能檢測到更低濃度重金屬元素，嚴(yán)格監(jiān)控食品安全性[4]。

汞、砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鎘和鋅等重金屬元素在食品中存在，將會對人體造成危害，原子熒光光譜儀設(shè)計先進，能精確分析上述重金屬元素。蒸氣發(fā)生原子熒光光譜儀可滿足不同濃度樣品分析需求，無論高低濃度重金屬元素，均可得到準(zhǔn)確結(jié)果，且該方法抗干擾能力強，能有效排除食品中其他成分干擾，提高分析準(zhǔn)確性。

3.4 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法自20世紀(jì)50年代被創(chuàng)立以來，已成為無機元素定量分析的主流技術(shù)。其依據(jù)蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強度，準(zhǔn)確測定試樣中被測元素的含量。相較于其他分析方法，原子吸收光譜法展現(xiàn)出檢出限低、靈敏度高、精度良好、分析速度快及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，在食品重金屬檢測領(lǐng)域具有不可或缺的作用。原子吸收光譜法憑借高靈敏度和低檢出限，能精確測定食品中痕量重金屬元素含量，為食品安全提供有力保障。在原子吸收分析過程中，需將食品樣品制成溶液，制備一系列已知濃度的分析元素的校正溶液，依次測出空白及標(biāo)樣的相應(yīng)值，繪制校正曲線。測出未知樣品的相應(yīng)值，依據(jù)校正曲線得出樣品濃度值[5]。得益于現(xiàn)代計算機技術(shù)和化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展，原子吸收光譜儀性能大幅提升，準(zhǔn)確性和精密度不斷提高。

隨著科技不斷進步，新型元器件不斷涌現(xiàn)，原子吸收光譜儀自動化程度大大提高，操作程序大大簡化。微處理機控制的原子吸收光譜儀提高了分析效率，節(jié)約了分析時間。氣相色譜-原子吸收光譜聯(lián)用儀器研制成功，將原子吸收光譜法應(yīng)用領(lǐng)域推向新高度。此聯(lián)用技術(shù)結(jié)合氣相色譜的分離能力和原子吸收光譜的定量分析能力，為復(fù)雜食品樣品中重金屬元素的形態(tài)分析和含量測定提供了強有力工具。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，食品重金屬檢測技術(shù)也日新月異，各種新型分析方法和儀器不斷涌現(xiàn)，使檢測準(zhǔn)確度和效率顯著提高。石墨爐原子吸收光譜法、先進的蒸氣發(fā)生原子熒光光譜法和原子吸收光譜法等技術(shù)在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷拓寬，為保障食品安全發(fā)揮越來越大的作用。在未來的行業(yè)發(fā)展中，我國政府和科研機構(gòu)都必須加大對食品安全領(lǐng)域的投入，以期用更先進的技術(shù)手段保障食品的質(zhì)量和安全。

參考文獻

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作者簡介：覃順華（1994—），女，廣西融安人，本科，助理工程師。研究方向：食品檢測，環(huán)境檢測。