張浩然 徐 汀 張亦菲 田 愷 華賢輝 黃家鶯*
(上海市獸藥飼料檢測(cè)所,上海201103)
民以食為天,食以安為先。食品安全問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直是社會(huì)的焦點(diǎn)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力,我國(guó)已經(jīng)具備了相當(dāng)完善的食品質(zhì)量控制體系,有效地確保了人民群眾舌尖上的安全。重金屬檢測(cè)分析是食品質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié),本文綜述了主流的重金屬分析技術(shù),淺析了技術(shù)原理及相關(guān)應(yīng)用,以期找到未來(lái)食品中重金屬分析技術(shù)的發(fā)展方向。
重金屬是密度大于5.0×10-3kg/m3的金屬元素,普遍毒性較大,共45 種左右[1]。其中,毒性又以砷、鉻、鎘、汞及鉛最大[2]。例如,砷能夠傷害機(jī)體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng),可能導(dǎo)致腫瘤[3];鉻會(huì)通過(guò)消化系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)體,并富集在肝臟、腎臟或內(nèi)分泌系統(tǒng)中引起慢性中毒甚至死亡[4];鎘會(huì)損傷肺臟、肝臟等器官,過(guò)度攝入會(huì)致癌[5];汞能引起機(jī)體運(yùn)動(dòng)功能失調(diào),嚴(yán)重者會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)的缺陷[6];鉛會(huì)對(duì)機(jī)體的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等各系統(tǒng)造成損害,還會(huì)導(dǎo)致骨骼畸形及癌癥[7]。因此,對(duì)于食品中重金屬含量的檢測(cè)分析尤為重要。
原子吸收光譜法是較為常見的元素分析方法,其基本原理是利用高溫,得到原子化的氣態(tài)元素,再利用特征輻射,將基態(tài)原子激發(fā),通過(guò)測(cè)定相應(yīng)原子共振輻射的吸收強(qiáng)度對(duì)其定量。本法主要有火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法兩種,均被廣泛應(yīng)用于食品中重金屬元素分析領(lǐng)域。梁文革等[8]應(yīng)用石墨爐原子吸收法,對(duì)食用菌中鉛和鎘的含量進(jìn)行了評(píng)估,食用菌在栽培材料、環(huán)境方面潛在的鉛、鎘攝入風(fēng)險(xiǎn)。曹栩菡等[9]利用火焰原子吸收法對(duì)干桂圓核中的銅、鎂及鈣進(jìn)行測(cè)定,方法線性良好,回收率為98.1%~100.1%。盧春香等[10]以石墨爐原子吸收法測(cè)定了鎘、鉛、鉻,方法的回收率97.92%~104.6%,變異系數(shù)分別為0.39%~2.92%。
以上研究表明,原子吸收光譜法具有較高的回收率及精密度,但是線性范圍較窄,無(wú)法同時(shí)測(cè)定多種元素。
原子熒光光光譜法主要原理是原子被激發(fā)后,會(huì)發(fā)射特定波長(zhǎng)的光輻射。
通過(guò)計(jì)算此輻射的強(qiáng)度來(lái)對(duì)原子濃度進(jìn)行定量。在食品中重金屬檢測(cè)領(lǐng)域也得到一定應(yīng)用。商云帥等[11]使用原子熒光法測(cè)定了胡蘿卜中的砷,檢出限為0.04μg/L,回收率為85.0%~98.8%,RSD 為4.2%~6.5%。張艷等[12]建立了原子熒光測(cè)定食用玫瑰中砷、鉛、汞的方法,檢出限分別為0.0053 μg/L,0.0227μg/L、0.0079μg/L,回收率為90.2%~107.5%,RSD 均小于5%。原子熒光光譜法具有低檢出限,高回收率等優(yōu)點(diǎn),并且成本低于原子吸收光譜法,但是應(yīng)用范圍較局限,普及性較低。
電感耦合等離子體質(zhì)譜法是目最為先進(jìn)的無(wú)機(jī)分析技術(shù),其原理待測(cè)元素經(jīng)高溫離子化并在真空中進(jìn)入質(zhì)量分析器,到達(dá)檢測(cè)器,根據(jù)待測(cè)元素響應(yīng)值和濃度成正比的關(guān)系,計(jì)算含量。董丹丹等[13]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法建立了大米中鉛、鎘、鉻、砷等22 種元素的定量方法,該法檢出限為0.00043~0.887μg/L,回收率為84.49%~101.17%,RSD 為0.73%~11.01%。劉仙金[14]建立了測(cè)定海帶中鎂、銅、鉛等種元素的電感耦合等離子體質(zhì)譜法,回收率為88.0%~102.1%,RSD 為4.0%~6.8%,均通過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的驗(yàn)證。
上述研究表明,電感耦合等離子體質(zhì)譜法的線性外圍寬、回收率及精密度均較高,并且能滿足同時(shí)測(cè)定不同元素的需求,檢測(cè)效率更高,但是儀器購(gòu)置及維護(hù)的成本較高是本法的一大缺點(diǎn)。
隨著科學(xué)技術(shù)的提高及生產(chǎn)生活的需要,食品中重金屬的檢測(cè)方法必定會(huì)朝著更低的檢出限及檢測(cè)成本、更高的準(zhǔn)確度及精密度等方向不斷發(fā)展。
未來(lái),如何簡(jiǎn)化儀器所需的前處理步驟,如何提高檢測(cè)效率,如何兼顧多元素的同時(shí)測(cè)定和檢測(cè)成本,均是值得深思的方向。