食品中重金屬檢測技術質量控制的優(yōu)化路徑

隨著社會不斷發(fā)展，我國的食品種類逐漸豐富，數(shù)量越來越龐大，但卻存在質量參差不齊的現(xiàn)象，甚至暗藏食品安全問題。為保障國民食品安全，應加強食品中重金屬含量的檢測，利用原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法等技術，有效檢測食品中重金屬含量，避免發(fā)生食品安全問題。

一、食品中重金屬的危害

重金屬是指密度大于4.5g/cm3的金屬，包括金、銀、銅、鐵、汞、鉛、鎘等，目前常見的重金屬種類大約有45種?？茖W研究發(fā)現(xiàn)，有些重金屬通過食物進入人體，會干擾人體的正常生理功能，危害人體健康，被稱為有毒重金屬，包括鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、汞（Hg）、砷（As）等。

隨著工業(yè)與農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，重金屬對我國的農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)造成嚴重的污染，持續(xù)威脅人們的健康。當前我國受到重金屬污染的耕地面積逐漸擴大，截至2023年，受污染耕地面積將近2000萬平方米。嚴重的土壤污染不僅導致糧食減產(chǎn)，糧食中的污染物含量超標，還會威脅人們的生命安全。比如，人類若食用了重金屬鉛與汞含量超標的食物，鉛與汞可以穿過血腦屏障進入大腦，對神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，甚至會導致認知功能低下、行為異常。再如，若過量攝入重金屬鎘，可能導致腎臟損傷，進而引起腎功能不全，導致慢性腎病。

二、食品中重金屬的檢測技術

（一）原子吸收光譜法

原子吸收光譜法（AAS）是基于試樣蒸氣中待測元素的基態(tài)原子，對光源發(fā)出的該原子的特征譜線的吸收作用進行重金屬元素定量分析的一種方法，其檢測原理如圖1所示。具體來看，AAS是利用空心陰極燈的光源發(fā)出一定波長的激光，經(jīng)過原子化器內的原子蒸氣時會有一部分被吸收，而透射出去的那一部分則可以通過光譜與探測系統(tǒng)測出被吸收的程度，也就是吸收率，吸收率與重金屬元素的原子濃度呈現(xiàn)出線性關系，進而可以得到被測物質的含量。

AAS廣泛應用于農(nóng)業(yè)檢測中，不僅可以檢測土壤、化肥和植物中的微量元素，也可以檢測農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬，用于評估與分析農(nóng)業(yè)環(huán)境。AAS檢測重金屬含量的最高限度達到10/L，具有選擇性好、靈敏度高、分析范圍廣、抗干擾能力強、精密度高等優(yōu)點，但也存在多元素同步檢測困難、非金屬和難熔性元素難以確定、對復雜樣品的干擾大等問題。

圖1：原子吸收光譜法的檢測原理

（二）電感耦合等離子體質譜法

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）是一種將電感耦合等離子體（ICP）和質譜結合在一起的分析儀器，具有靈敏度較高、檢測范圍較廣等優(yōu)點。ICP-MS儀器可以用于分離和檢測不同的同位素，儀器的主要裝置放在真空系統(tǒng)中，將物質中的成分氣化、電離生成離子束，經(jīng)過電壓加速和聚焦作用，然后通過磁場以及電場。不同質量的離子受到磁場、電場的偏轉作用的不同，使每種成分被聚焦在不同的位置上，從而獲得不同同位素的質譜圖。ICP-MS可用于物質的定性、半定量和定量分析以及同位素比測定，檢測模式靈活多樣。

（三）激光誘導擊穿光譜法

激光誘導擊穿光譜法（LIBS）是目前重金屬檢測領域應用最廣泛的一種方法，其工作原理如下：激光經(jīng)透鏡聚焦在樣品表面，當激光脈沖的能量密度大于擊穿門檻能量時，就會在局部產(chǎn)生等離子體，稱作激光誘導等離子體。等離子體隨著向外界環(huán)境膨脹過程而逐漸冷卻，并發(fā)射表征樣品組分信息的光譜，利用光電探測器和光譜儀對等離子體發(fā)射光譜進行采集。通過解析等離子體光譜，并結合定量分析模型，便可以得到分析樣品組分的類別和含量信息，從而對化學元素進行實時、快速的定性、定量分析。激光誘導擊穿光譜具有無需樣品前處理、易于實現(xiàn)原位、快速檢測、與被測物體無關等優(yōu)點，但也存在設備昂貴、脈沖能量波動大、無法均勻分布樣本等不足。

（四）原子熒光光譜法

原子熒光光譜法（AFS）是一種利用輻射能進行原子光譜分析的方法，其檢測原理如圖2所示。具體來看，利用激發(fā)光源發(fā)出的原子蒸氣產(chǎn)生原子熒光，在特定的條件下，其發(fā)光強度與待測物中待測元素濃度之間的關系符合朗伯特-比爾（Lambert-Beer）定律，通過測量其熒光強度，便可以得到待測元素的含量。原子熒光光譜法的優(yōu)勢是吸收了原子吸收法和原子發(fā)射法的優(yōu)點，同時也彌補了這兩種方法在某些方面的缺陷，具有靈敏度高、譜線簡單等特點。

圖2：原子熒光光譜法的檢測原理

三、食品中重金屬檢測技術質量控制路徑

（一）建立符合質量管理規(guī)范的質量管理體系

建立完善的食品中重金屬檢測質量管理文件，制定科學合理的操作規(guī)程及標準化程序，按照實驗程序嚴格操作與記錄，合理分析實驗檢測中出現(xiàn)的不合理數(shù)據(jù)，對其進行統(tǒng)計并分析不合格的原因，及時采取措施改進，提高檢測效能與效益。

具體來看，首先，按照檢測的目的及需求，制定科學、合理的質量目標，設定靈敏度、準確性、重現(xiàn)性等指標，明確標準的檢測程序。其次，通過使用內部質量控制與外部質量評比兩種方式，合理監(jiān)測與評價食品中重金屬檢測方法的效果，若發(fā)現(xiàn)問題及時解決。最后，積極與其他企業(yè)一起交流最新檢測技術，引進新的技術與質量管理理念，提高食品中重金屬檢測技術的質量管理水平。

（二）嚴格執(zhí)行操作規(guī)程和技術規(guī)范

在食品中重金屬的檢測過程中，若檢測技術不規(guī)范，或者未嚴格按照檢測規(guī)程完成檢測，都會導致檢測質量較差，因此制定和完善操作規(guī)程和技術規(guī)范對于提高檢測水平具有重要意義。

在進行食品中重金屬的檢測過程中，采樣、制備、檢測各環(huán)節(jié)要尤其注意，檢測機構要明確設備的使用規(guī)范、具體樣品的處理及檢測方法，保障每個環(huán)節(jié)的步驟都清晰明了，使檢測人員可以實現(xiàn)標準化操作。

檢測人員在檢測前也應經(jīng)過專業(yè)的培訓，尤其要把操作規(guī)程與技術規(guī)范納入培訓范疇，按照新的食品重金屬檢測要求及時更新操作規(guī)程與技術規(guī)范，并結合實際檢測情況進行適當調整，確保質量管理體系的規(guī)范性與有效性。每次檢測前，檢測人員應做好記錄，詳細記錄每一次的操作過程、檢測參數(shù)及最終結果，便于后續(xù)溯源。

（三）建立可追溯體系

1.標準物質的使用。建立追溯體系之前，要重視標準物質的使用，實驗室應把標準物質作為校準儀器的“助手”，也可以利用標準物質驗證所用檢測技術的準確性。所有實驗室選擇標準物質時，應該選擇符合我國國家標準及行業(yè)標準、來源可靠、高純度且具有良好穩(wěn)定性的標準物質。

2.樣品的編號和記錄。檢測過程中可能會用到大量樣品，為避免樣品發(fā)生混淆，應在每一個實驗樣品上進行編號，并將編號輸入系統(tǒng)中，詳細登記檢測樣品的來源、采樣時間及保存信息等。針對檢測結果發(fā)生異常的樣品，應記錄出現(xiàn)異常的原因，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供有效的參考。

3.校準和驗證記錄。實驗室應加強校準與驗證記錄的管理，詳細記錄儀器的校準時間、方法及檢測結果，提高檢測儀器設備的精確度與準確度。同時，加強檢測結果驗證記錄的管理，重視驗證時間、方法、結果等信息的登記，提高檢測方法的準確性與可重復性。

綜上所述，為保障我國食品安全，應重視食品中重金屬檢測技術的質量管理，不斷完善我國食品中重金屬檢測技術的質量管理體系，嚴格執(zhí)行相應的操作規(guī)程與技術規(guī)范，并建立可追溯體系，落實我國的食品安全監(jiān)管制度，更好地保障人民群眾“舌尖上的安全”。

作者簡介：高海成（1992-），男，漢族，山東人，助理工程師。