狄 慧，陳佳琛，陳正源

（河北省張家口市食品藥品檢驗中心，河北張家口 075000）

重金屬廣泛存在于人們生產(chǎn)生活的各個方面，食品中也含有一定量的重金屬成分，為避免重金屬成分對人體健康造成危害，必須進行食品中重金屬檢測。目前，食品中重金屬檢測傳統(tǒng)的前處理技術(shù)主要包括傳統(tǒng)微波消解法、濕法消解法以及高壓管消解法等。但傳統(tǒng)的消解方法都有一定的弊端，影響到檢測技術(shù)的推廣和應(yīng)用，為有效消除或減少前處理技術(shù)應(yīng)用過程中存在的缺陷，需使用更新升級后的前處理技術(shù)進行工作。

1 重金屬概述

重金屬是指密度不小于4.5 g/cm3的金屬元素，主要包括鉛、銅、鉻、鎳等45 種金屬物質(zhì)。部分重金屬元素能在人體內(nèi)部產(chǎn)生毒性，這些金屬元素被稱為有毒重金屬。重金屬可以存在于食物中，被人食用后會進入人體，對人體健康造成一定危害。美國非營利組織“Healthy Babies Bright Futures”發(fā)布報告稱，對168 種美國主要生產(chǎn)商生產(chǎn)、經(jīng)銷的嬰兒食品進行測試，發(fā)現(xiàn)95%的受檢產(chǎn)品含鉛、73%含砷、75%含鎘、32%含汞；且1/4 受檢食品同時含有上述4 種重金屬。按照不同食品重金屬成分對智商影響的高低進行排序，結(jié)果如表1 所示。為減少重金屬對人體健康的危害，需針對食品重金屬污染情況進行治理，并在開展檢測的過程中不斷優(yōu)化升級重金屬檢測技術(shù)和前處理技術(shù)，從而提高檢測效率和檢測質(zhì)量[1]。

表1 不同食品中的重金屬成分及對IQ 的影響

2 食品中重金屬檢測前處理技術(shù)

2.1 溶劑提取法

溶劑提取法是對酸、堿及有機溶劑等物質(zhì)進行提取的一系列技術(shù)的總稱，不僅操作相對較簡單、成本低，而且在使用過程中不會對環(huán)境和生態(tài)造成威脅，能廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測和重金屬形態(tài)檢測的前處理工作中[2]。

2.1.1 酸提取技術(shù)

酸提取技術(shù)是指通過硝酸、硫酸等具有較強的金屬元素溶解能力的酸作用于食品中的重金屬，使食品中存在的重金屬元素可以鹽的形式溶解在提取液中，從而更好地使用儀器進行相應(yīng)的檢測[3]。在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，使用的酸液種類以及酸液的濃度與酸提取效率相關(guān)，酸液濃度與提取效率呈正相關(guān)關(guān)系[4]。目前，我國用于農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量檢測工作中的國標(biāo)法是較傳統(tǒng)的微波消解法，使用該方法進行重金屬檢測的前處理工作存在一定的弊端，如使用該方法進行處理需要比較苛刻的工作環(huán)境和反應(yīng)條件，而且應(yīng)用這種技術(shù)所需要的設(shè)備價格昂貴，因此該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中受到很多限制[5]。李海露等[6]在實驗過程中將稀硝酸作為提取劑，提取秸稈以及稻米中的鎘元素，并在此過程中對硝酸濃度、浸提方式、浸提時間以及固液比等進行充分的對比研究，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)使用的提取液的濃度與重金屬提取率之間呈正相關(guān)關(guān)系。

2.1.2 堿提取技術(shù)

堿提取技術(shù)是在含有重金屬物質(zhì)的食品樣本中加入堿性提取劑，如氫氧化鈉提取劑等，再通過一系列離心、振蕩等操作，得到重金屬聚合物溶液，從而使用一起對樣品聚合物溶液中存在的重金屬物質(zhì)和重金屬物質(zhì)的含量進行檢測。通過堿提取技術(shù)開展前處理工作，能有效減少低價態(tài)金屬發(fā)生氧化變化的可能，因此其適用于檢查食品中的重金屬物質(zhì)鉻。但在使用堿提取法過程中也存在一定的弊端，堿液中的重金屬離子無法長時間保持穩(wěn)定的狀態(tài)，會在一定程度上影響堿提取法的準(zhǔn)確度和應(yīng)用范圍。

2.1.3 有機溶劑提取技術(shù)

有機溶劑提取技術(shù)是使用兩種互不相溶的液體溶劑進行萃取，能將食品中的重金屬萃取出。呂建菁等[7]在實驗中分別采用微波消解法、乙酸提取法等方法對白酒包裝中含有的重金屬形態(tài)和重金屬含量進行研究。結(jié)果顯示，使用BCR 提取法進行重金屬提取的重金屬形態(tài)的總量為微波消解后總量的84.9%～109.38%，而且由于白酒是使用陶瓷進行包裝，長期存放的情況下，由于白酒具有氧化還原的性質(zhì)，有極大可能會溶出重金屬物質(zhì)，使用BCR 提取法能有效檢測出白酒包裝中的重金屬物質(zhì)在白酒中的溶出規(guī)律。但必須根據(jù)重金屬物質(zhì)檢測的目標(biāo)物質(zhì)進行有機溶劑提取劑的種類選擇，利用重金屬物質(zhì)和有機溶劑之間的相似相溶性形成沉淀物，從而完成對食品內(nèi)部存在的重金屬物質(zhì)的提取。使用有機溶劑進行重金屬物質(zhì)的提取，相對來說操作較簡單，且提取液中的含鹽量較低，能廣泛應(yīng)用在重金屬物質(zhì)提取中，能取得較滿意的工作效果。但在使用該技術(shù)進行重金屬物質(zhì)提取的過程中也存在一定的弊端，如需使用大量試劑，重金屬易出現(xiàn)損失等。此外，使用有機溶劑提取技術(shù)進行提取需花費大量提取時間，單一的提取技術(shù)無法滿足提取需求，需聯(lián)合其他輔助技術(shù)進行工作，如聯(lián)合應(yīng)用超高壓萃取、超聲波萃取等方法。在使用有機溶劑進行萃取的過程中，部分有機溶劑可能具有一定的毒性，從而對食品加工安全以及檢測人員的身體健康帶來一定的風(fēng)險。

2.2 微波輔助前處理技術(shù)

微波輔助前處理技術(shù)是通過微波輻射加速溶解溶劑，從而達(dá)到提取目標(biāo)物質(zhì)的目的。使用該技術(shù)相對傳統(tǒng)的微波消解法來說，具有較明顯的優(yōu)勢，該方法操作相對簡單，對操作條件的要求不高，且目標(biāo)物質(zhì)的損失較少。張朵等[8]在應(yīng)用這一技術(shù)對山茶花花粉中的重金屬物質(zhì)含量進行檢測時發(fā)現(xiàn)該辦法不僅前處理的程序相對簡單，而且十分有效，穩(wěn)定性也較高，在工作過程中很少出現(xiàn)故障情況，提取的效率也較高。微波輔助前處理技術(shù)中有一項技術(shù)為微波氧燃燒技術(shù)，使用該技術(shù)進行樣品前處理能對成分多樣化的樣品中含有的重金屬成分，以及各種樣品中各種重金屬成分的含量進行檢測。適合使用該技術(shù)的食品主要包括含有豐富的油脂的糧油類、禽類、肉蛋類食品等，這些樣品使用該技術(shù)進行處理能夠很好地克服傳統(tǒng)微波消解法使用過程中存在的各種問題，從而有效提高問題的解決效率和質(zhì)量。使用微波氧燃燒技術(shù)能使樣品在燃燒的過程中完成氧化反應(yīng)，使碳元素以二氧化碳的形式排出，從而降低背景干擾的影響，而且十分有利于保護實驗設(shè)備和儀器。根據(jù)上述內(nèi)容來看，這一方法具備更高的消解效率和更低的檢出限，但微波氧燃燒技術(shù)在重金屬檢測方面的應(yīng)用相對較少，更多應(yīng)用于食品中鹵族元素的檢驗和分析。

2.3 紫外光解技術(shù)

紫外光解技術(shù)是利用紫外光的強氧化性對食品基質(zhì)中的有機物進行消解的前處理技術(shù)，通過消解能獲得一定的無機離子。使用該技術(shù)進行前處理能有效降低目標(biāo)物受到復(fù)雜基質(zhì)成分的影響，但使用該技術(shù)進行前處理會受到光照強度、光照時長和選用的氧化劑等眾多因素的影響。郭璇華等[9]將紫外光解技術(shù)應(yīng)用在酸奶和牛奶樣品的前處理工作中，以提取出樣品中的銅和鉛，其在實驗過程中優(yōu)化了光照強度、光照時長等重要的影響因素，精確把握氧化劑的選擇和配比情況，選擇了最優(yōu)參數(shù)，在優(yōu)化控制所有因素的條件下對牛奶和酸奶中鉛和銅的含量進行測定。測定出牛奶中鉛離子的加標(biāo)回收率約為97.8%，銅離子的加標(biāo)回收率為94%左右，酸奶中鉛離子的加標(biāo)回收率和銅離子的加標(biāo)回收率分別為97.20%和94.16%，使用該技術(shù)進行前處理與應(yīng)用濕法消解前處理技術(shù)檢測結(jié)果一致。

2.4 無需消解的直接進樣技術(shù)

直接進樣技術(shù)是目前使用的前處理技術(shù)中最先進的技術(shù)之一。直接進樣技術(shù)可分為兩種，分別是固體直接進樣技術(shù)和懸浮液進樣技術(shù)。固體直接進樣技術(shù)是指通過進樣器，將已完成均質(zhì)流程的樣品直接導(dǎo)入電離源或原子化器，可通過樣品直接插入的方式進行，也可以使用激光燒蝕技術(shù)等。使用該技術(shù)進行前處理無需消解，能有效避免樣品受到污染或出現(xiàn)損失。該前處理技術(shù)能極大地減少樣品前處理的工作時長、有效節(jié)約試劑，已成為很多實驗室廣泛推崇和使用的前處理技術(shù)，并且廣泛應(yīng)用于我國水產(chǎn)品、糧油產(chǎn)品、茶葉、肉蛋制品和包裝材料中重金屬元素的檢測，能對鉛、汞、銅、鐵和鎳等多種重金屬元素進行準(zhǔn)確測定。劉艷菊等[10]使用固體直接進樣技術(shù)進行前處理，使用快速檢測法對糧食中汞元素含量進行檢測，將檢測結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)結(jié)果無較大差別，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性高于國家標(biāo)準(zhǔn)方法。因此，該技術(shù)能得到廣泛的應(yīng)用。但該技術(shù)也存在一定的問題，如樣品處理相對來說較困難、樣品不具有較高的代表性、樣品受熱不均勻等，仍需進行進一步改善和升級。懸浮液進樣技術(shù)是指將樣品粉碎后，使其在液體介質(zhì)中充分溶解，隨即進行均質(zhì)操作，最后將其直接導(dǎo)入檢測儀。該技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，尤其適用于水產(chǎn)品中重金屬元素的檢測。

3 結(jié)語

綜上所述，在對食品中的重金屬元素進行檢測的過程中，需不斷優(yōu)化和升級檢測技術(shù)和前處理技術(shù)，提高重金屬元素的檢測能力和效率。此外，還應(yīng)進一步探討如何更準(zhǔn)確地在前處理過程中對重金屬尤其是痕量重金屬進行提取，從而保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高食品安全水平。