蔣忭?xiàng)?蔣江宇

摘 要：食品安全是一個(gè)重要的社會(huì)問(wèn)題，重金屬是食品安全的重要組成部分。食品中重金屬的檢測(cè)分析技術(shù)主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法。本文介紹了每種方法的原理和應(yīng)用情況，為今后重金屬檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了參考。

關(guān)鍵詞：重金屬;食品檢測(cè);危害

The Harm and Detection of Excessive Heavy Metals in Food

JIANG Bianyang， JIANG Jiangyu

（Dongyang Testing Institute for Food and Drug Control， Dongyang 322100， China）

Abstract： Food safety is an important social issue， and heavy metals are an important part of food safety. The detection and analysis techniques of heavy metals in food mainly include atomic absorption spectroscopy， atomic fluorescence spectroscopy and inductively coupled plasma mass spectrometry. This article introduces the principle and application of each method， which provides a refrernce for the development of heavy metal detection technology in the future.

Keywords： heavy metals; food inspection; harm

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，嚴(yán)重威脅人們的生命健康和人身安全的食品安全問(wèn)題引發(fā)了社會(huì)恐慌，影響了社會(huì)的和諧穩(wěn)定發(fā)展。食物是維持人體正常功能的基本物質(zhì)之一。能源、建筑、交通等行業(yè)的粉塵以氣溶膠的形式進(jìn)入食品，導(dǎo)致食品中重金屬含量明顯超標(biāo)。另一個(gè)原因是，我國(guó)在發(fā)展中忽視了良好的環(huán)境保護(hù)工作，導(dǎo)致大氣、水和土壤中不同程度的重金屬污染，最終影響食品安全。由于嚴(yán)重的食品安全問(wèn)題，有效監(jiān)測(cè)食品重金屬可以避免購(gòu)買被重金屬污染的食品，進(jìn)而減少重金屬中毒事件的發(fā)生。重金屬具有長(zhǎng)期積累和緩慢作用，重金屬中毒會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的傷害。

1 食品檢測(cè)與重金屬檢測(cè)的介紹

食品檢驗(yàn)對(duì)構(gòu)建食品衛(wèi)生體系具有重要的支撐作用。食品重金屬檢測(cè)是食品安全檢測(cè)的一個(gè)重要方面。食品檢驗(yàn)與人們的生活以及食品的質(zhì)量有著直接關(guān)系，其可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估食品的狀況。目前使用的食品檢驗(yàn)體系正在形成，使用的相關(guān)技術(shù)也比較成熟。食品檢驗(yàn)過(guò)程主要應(yīng)用化學(xué)和生化知識(shí)，將基礎(chǔ)理論與相應(yīng)技術(shù)結(jié)合，檢測(cè)食品原料、成品、副產(chǎn)品和其他相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)副產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢查和評(píng)估，以確定產(chǎn)品是否合格。食品檢驗(yàn)內(nèi)容包括感官檢驗(yàn)、食品中相關(guān)營(yíng)養(yǎng)素檢驗(yàn)、食品中有害物質(zhì)檢驗(yàn)等。在我國(guó)食品管理體系不斷完善的過(guò)程中，食品檢驗(yàn)方法也得到了改進(jìn)。因此，我國(guó)已經(jīng)確定了相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)，且對(duì)食品檢驗(yàn)提出了較高要求。這些指標(biāo)包括成分分析、農(nóng)藥殘留分析、食品添加劑分析等。不同的檢測(cè)方法有不同的檢測(cè)指標(biāo)，因此不僅要注意檢測(cè)的數(shù)值和指標(biāo)，還要注意檢測(cè)方法，只有更可靠的檢測(cè)方法，才能更可靠地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。儀器分析是除常規(guī)分析方法外常用的檢測(cè)方法，可以利用分光光度法和原子熒光光譜法等化學(xué)方法分析相關(guān)數(shù)據(jù)[1]。

2 食品重金屬發(fā)展現(xiàn)狀及意義

2.1 食品檢測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

食品檢測(cè)的發(fā)展與完善是近年來(lái)的重大研究課題之一，更是關(guān)系到人們生活發(fā)展的一大因素。最廣義的食品檢測(cè)內(nèi)容包括對(duì)食品質(zhì)量和變化的調(diào)查和評(píng)價(jià)。目前，我國(guó)食品企業(yè)對(duì)于食品質(zhì)量的相關(guān)檢測(cè)技術(shù)研究相對(duì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)成熟，但是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，我國(guó)食品檢驗(yàn)制度仍存在一定的滯后性，食品安全問(wèn)題仍處于高發(fā)階段，危害著人們的生命安全。作為食品安全管理的重要組成部分，食品檢驗(yàn)非常重要，其可進(jìn)一步解決我國(guó)食品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備落后問(wèn)題，進(jìn)而積極推動(dòng)食品安全技術(shù)發(fā)展，規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)合作，切實(shí)提高食品檢驗(yàn)質(zhì)量和效率，加強(qiáng)安全保障。因此，促進(jìn)食品檢驗(yàn)研究，關(guān)注食品安全檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，是當(dāng)前的重要課題[2]。

2.2 重金屬檢測(cè)在食品檢測(cè)中的意義

重金屬定量檢測(cè)技術(shù)作為各類食品定量檢測(cè)的重要技術(shù)組成的一部分，有助于我國(guó)建立與完善各類食品定量檢測(cè)技術(shù)體系。重金屬定量檢測(cè)的主要目是用于檢測(cè)含有汞、鎘、鉛、鉻和砷等類重金屬或其他類型重金屬，也可能包括銅、鋅、鎳、鈷和錫等某些認(rèn)為有毒的重金屬。這些重金屬對(duì)所有生物體的生命安全都具有一定的負(fù)面影響。因此，避免這些重金屬的過(guò)量攝入一直以來(lái)是目前人們非常關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。隨著近來(lái)我國(guó)食品系統(tǒng)的快速發(fā)展，人們正在大力推動(dòng)我國(guó)食品生產(chǎn)加工工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，各種微量的重金屬元素會(huì)逐漸滲入各類食品，并對(duì)人體產(chǎn)生危害。

3 常用檢測(cè)方法

3.1 紫外可見(jiàn)分光光度法

紫外可見(jiàn)分光光度法最初是比較常用的檢測(cè)食品重金屬的方法，紫外可見(jiàn)分光光度法是在190～800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定物質(zhì)的吸光度，用于鑒別、雜質(zhì)檢查和定量測(cè)定的方法。當(dāng)光穿過(guò)被測(cè)物質(zhì)溶液時(shí)，物質(zhì)對(duì)光的吸收程度隨光的波長(zhǎng)不同而變化。因此，通過(guò)測(cè)定物質(zhì)在不同波長(zhǎng)處的吸光度，并繪制其吸光度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖即得被測(cè)物質(zhì)的吸收光譜。這種檢測(cè)方法靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低，但檢測(cè)結(jié)果易受著色劑或色系的影響，且通常含有有毒物質(zhì)。在這種情況下，一次只能測(cè)量很少的樣品。此外，分光光度法的檢測(cè)限相對(duì)較低。若要使用分光光度法來(lái)充分地檢測(cè)食品中的重金屬含量，則該方法必須找到合適的顯色劑，以增加系統(tǒng)的吸光度。

3.2 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法

該種重金屬污染物的檢測(cè)方法是介于原子發(fā)射和原子吸收之間的光譜分析技術(shù)。其主要用于被測(cè)原子吸收特定光譜輻射能后，由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，激發(fā)到高能級(jí)，從而發(fā)出特定波長(zhǎng)的熒光，檢驗(yàn)員可以通過(guò)熒光強(qiáng)度分析被測(cè)樣品的含量。氫化物析出原子熒光光譜法雖然操作快捷方便，可用于各種重金屬物質(zhì)的檢測(cè)，但檢測(cè)重金屬元素含量低的食品并不容易。因此，在檢測(cè)這些重金屬元素時(shí)，需要加入一些增效劑[3]。

3.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是指利用最基本的電化學(xué)方法和原理，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)，對(duì)重金屬進(jìn)行定量分析和結(jié)構(gòu)分析。該種檢測(cè)方法具有靈敏度高、成本低、結(jié)果準(zhǔn)確、檢測(cè)速度快、簡(jiǎn)便易行等特點(diǎn)。電化學(xué)分析方法也可應(yīng)用于各種重金屬的檢測(cè)。雖然重金屬污染物的最低檢測(cè)階數(shù)可以達(dá)到10～12 mol/L，但是這種檢測(cè)方法的選擇性比較低。目前，測(cè)定食品中鎘等重金屬含量，比較常用的電化學(xué)方法有示波極譜法和溶出伏安法。此外，示波極譜法還可用于測(cè)量重金屬中的銅和鉛，溶出伏安法可以同時(shí)檢測(cè)汽車中的銅、鎘和鉛等重金屬元素[4]。

3.4 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法的工作原理是利用電感耦合等離子體作為激發(fā)光源，激發(fā)測(cè)試樣品中各種元素和各種原子之間產(chǎn)生的各種譜線。因此，不同譜線的波長(zhǎng)和長(zhǎng)度本身可以為檢查員提供確定重金屬含量的依據(jù)。例如，檢驗(yàn)人員可以使用IPC-AES檢測(cè)方法專門檢測(cè)水果和蔬菜中鎘、砷、鉛、錫、銅和鉻等各種有害重金屬的含量。該檢測(cè)方法的平均回收率為91%～107%，RSD值不超過(guò)3.5%，鎘的確定最低檢測(cè)限為0.03 ng/kg。

4 重金屬檢測(cè)的前處理方法

4.1 微波消解法

微波消解法是將樣品置于密封的聚四氟乙烯消解管中，微波加熱，完成有機(jī)質(zhì)分解的工作。同時(shí)，微波消解法的消解罐一般是密封的，可以減少試樣的揮發(fā)損失，減少酸溶液的用量，也可以減少加酸后釋放的氮氧化物。避免對(duì)溶液、檢驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)室造成損害，并提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，這種處理方法無(wú)法處理大量的測(cè)試樣本，因?yàn)橐淮慰梢蕴幚淼臏y(cè)試樣本數(shù)量非常有限[5]。

4.2 超聲輔助提取法

超聲波輔助提取法是利用一系列超聲波空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，增加介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度和介質(zhì)分子的滲透，加速活性物質(zhì)的溶解、釋放、擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)快速萃取分離。超聲輔助提取可分為靜態(tài)超聲提取和動(dòng)態(tài)超聲提取。在某些工藝中，通常采用數(shù)控超聲波清洗單元作為主要提取單元，酶、酸、水等物質(zhì)作為提取樣品。這種預(yù)檢測(cè)處理方法的主要影響因素是電振蕩的強(qiáng)度和頻率、樣品顆粒的大小以及樣品提取溶劑的性質(zhì)。這種處理方法比較簡(jiǎn)單、安全、節(jié)能、省時(shí)，用途廣泛。

4.3 濕法消解法

濕法消解法也稱為濕氧化法或濕灰化法，樣品在強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑并加熱的條件下，有機(jī)質(zhì)被分解，其中碳、氫、氮以C02、H2O和氨的氧化物等形式揮發(fā)逸出，無(wú)機(jī)鹽和金屬離子則留在溶液中，濕法消解法是目前最經(jīng)濟(jì)、最有效、最直接的元素分析處理方法。其適用于在測(cè)試前處理所有樣品，并且可以同時(shí)處理多個(gè)樣品。但該處理方法對(duì)操作條件要求較高，試劑消耗較多。此外，試劑的氧化性和腐蝕性會(huì)污染容器和測(cè)試樣品。

5 提高食品抽樣檢測(cè)效率的對(duì)策

當(dāng)人體攝入重金屬元素時(shí)，人體并不會(huì)立即產(chǎn)生不適癥狀，因?yàn)橹亟饘僭谶M(jìn)入人體細(xì)胞內(nèi)有一定不同程度的氧化積累。長(zhǎng)期大量食用一些含有重金屬元素超標(biāo)的同類食品，會(huì)直接使人體各器官中的組織功能受到嚴(yán)重?fù)p害，甚至?xí)斐刹豢赡娴膫?。因此，相關(guān)部門有必要不斷加強(qiáng)檢測(cè)食品中的重金屬元素含量的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，防止含重金屬元素超標(biāo)的食品產(chǎn)品大量上市，保障消費(fèi)者的人身健康和安全。食品中的重金屬元素的總體含量出現(xiàn)超標(biāo)時(shí)，就可能會(huì)直接引起慢性食物中毒。因此，若要有效解決食品重金屬元素污染問(wèn)題，首先必須要從源頭上對(duì)食品重金屬元素污染問(wèn)題進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，并加以預(yù)防。對(duì)此，相關(guān)部門要建立明確、健全的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)控機(jī)制，采用各類食品重金屬含量檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)，科學(xué)合理地進(jìn)行安全預(yù)防監(jiān)控工作。同時(shí)，當(dāng)前我國(guó)科技進(jìn)步，食品安全中的各種重金屬含量檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)正逐步向質(zhì)量高、靈敏度、智能化3大方向快速發(fā)展，對(duì)人們的健康具有重要意義。

5.1 加強(qiáng)食品檢驗(yàn)人員培訓(xùn)，提高整體素質(zhì)

進(jìn)一步增強(qiáng)食品抽樣檢驗(yàn)的安全性和可靠性，需要加強(qiáng)食品檢驗(yàn)人員的培訓(xùn)，提高其專業(yè)素質(zhì)[6]。因此，食品檢驗(yàn)部門和單位必須積極開(kāi)展相關(guān)的食品檢驗(yàn)培訓(xùn)和活動(dòng)，所有員工必須有效地了解與領(lǐng)會(huì)食品抽樣標(biāo)準(zhǔn)和要求，明確各種抽樣檢驗(yàn)方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保食品樣品運(yùn)輸?shù)暮侠砘?，并有效提高食品樣品抽取的有效性和代表性。食品檢驗(yàn)部門也可以邀請(qǐng)食品檢驗(yàn)專家進(jìn)行相關(guān)的食品檢驗(yàn)培訓(xùn)和指導(dǎo)。食品抽樣檢驗(yàn)人員能夠認(rèn)識(shí)到工作中的不足，不斷提高整體質(zhì)量。同時(shí)，我國(guó)還需要提高和確保檢測(cè)的嚴(yán)格性和效率，促進(jìn)未來(lái)我國(guó)食品取樣和檢驗(yàn)業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

5.2 科學(xué)取樣

食品樣品對(duì)最終食品檢測(cè)的結(jié)果有非常重要的影響。在選樣過(guò)程中，相關(guān)食品檢驗(yàn)人員必須嚴(yán)格堅(jiān)持食品抽樣原則，進(jìn)行隨機(jī)抽樣，確保提取過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。同時(shí)，在選樣過(guò)程中必須有效控制各種因素。

5.3 加強(qiáng)食品安全監(jiān)測(cè)和研究

無(wú)論從食品生產(chǎn)到市場(chǎng)的聯(lián)動(dòng)，相關(guān)食品監(jiān)管部門都必須按照國(guó)家公布的相關(guān)政策和指南，加強(qiáng)食品安全管理，按時(shí)協(xié)調(diào)完善檢驗(yàn)作業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，食品安全受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。同時(shí)，食品企業(yè)需要提高檢測(cè)技術(shù)和水平以及食品安全檢測(cè)的計(jì)算機(jī)化、高效化和技術(shù)化。因此，相關(guān)研究人員必須加強(qiáng)食品安全監(jiān)測(cè)和研究，不斷提高我國(guó)的食品檢驗(yàn)?zāi)芰蜆?biāo)準(zhǔn)。

5.4 保證食品檢測(cè)試劑的合理性

在食品檢驗(yàn)過(guò)程中，有必要減少化學(xué)試劑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。選擇檢測(cè)試劑時(shí)，應(yīng)特別注意檢測(cè)試劑的有效期、操作環(huán)境和濃度。檢測(cè)試劑若不符合測(cè)試要求和標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)食品檢驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響，并導(dǎo)致食品檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此，相關(guān)人員有必要保證食品檢測(cè)中使用的檢驗(yàn)試劑的合理性。

5.5 不斷完善食品安全監(jiān)管體系，加強(qiáng)食品生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管

進(jìn)一步加強(qiáng)食品檢驗(yàn)管理，需要不斷完善食品安全監(jiān)測(cè)體系，加強(qiáng)食品生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)管理。食品生產(chǎn)企業(yè)需要搭建科學(xué)有效的食品安全管理平臺(tái)，做好相關(guān)食品檢驗(yàn)的統(tǒng)一準(zhǔn)備，建立專門的食品安全指導(dǎo)小組，在食品安全生產(chǎn)和檢驗(yàn)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。食品監(jiān)管部應(yīng)建立健全的食品安全監(jiān)管制度，嚴(yán)格執(zhí)行食品檢驗(yàn)監(jiān)管任務(wù)，有效協(xié)調(diào)跨職能計(jì)劃，讓每位員工各司其職。

6 結(jié)語(yǔ)

關(guān)注食品安全就是關(guān)注人類健康。食品中的重金屬污染會(huì)導(dǎo)致人們慢性中毒。解決食品中的重金屬污染問(wèn)題需要注重預(yù)防。這意味著控制污染源，防止被重金屬污染的食品進(jìn)入流通環(huán)節(jié)。相關(guān)部門要有效建立完善的食品重金屬預(yù)警機(jī)制，應(yīng)用科學(xué)高效的檢測(cè)技術(shù)，在檢測(cè)食品重金屬污染前采取相應(yīng)措施。除上述通用的檢測(cè)方法外，近年來(lái)，隨著質(zhì)譜等新興技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，食品中重金屬的檢測(cè)正逐步從常規(guī)化檢測(cè)轉(zhuǎn)向高靈敏度檢測(cè)。因此，食品重金屬檢測(cè)是非常重要的，檢測(cè)人員在檢測(cè)前必須掌握合適的樣品處理方法，綜合考慮成本、檢出率和檢測(cè)難度，選擇科學(xué)的方法。新的重金屬污染物檢測(cè)方法提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，極大地促進(jìn)了人們的飲食安全和社會(huì)的和諧穩(wěn)定。

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