調味品原料中的重金屬污染

馬美華，李小華

(江蘇經貿職業(yè)技術學院 a．江蘇省食品安全工程技術研究開發(fā)中心;b．工程技術學院，江蘇 南京 210007)

1 調味品的原料來源

1．1 調味品的定義和作用

調味品是指能增加菜肴的色、香、味，促進食欲，有益于人體健康的輔助食品。它的主要功能是除去烹調主料的腥臊異味，解膩、增香、增鮮，突出菜點的口味，改變菜點的外觀形態(tài)，增加菜點的色澤，以此促進人們的食欲，同時也能殺菌消毒，促進消化。調味品作為一類特殊食品配料成分已被廣泛應用，其范疇也大大擴展。按其來源可分為化學合成調味品和天然食品調味品。天然食品調味品主要指香草和香料。

1．2 調味品的分類

依據調味品的商品性質和經營習慣，可以將常見的調味品分為六類:(1)釀造類調味品:以含有較豐富的蛋白質和淀粉等成分的糧食為主要原料，經過處理后進行發(fā)酵，將其轉變?yōu)楦鞣N復雜的有機物，如醬、醬油、食醋等。(2)腌菜類調味品:將蔬菜加鹽腌制，如榨菜、芽菜、冬菜、梅干菜等。(3)鮮菜類調味品:主要是新鮮植物，如蔥、蒜、姜、辣椒、香椿等。(4)干貨類調味品:大多由根、莖、果干制而成，如花椒、干辣椒、八角、芥末等。(5)水產類調味品:由水產中的部分動植物經干制或加工而成，如蝦米、蝦皮、蟹制品、淡菜等。(6)其他類調味品:不屬于前面各類的調味品，如銀蝦醬、花生醬、芝麻醬等。

1．3 調味品的來源

天然食品調味品主要來源于生長在土壤中的植物(如糧食類、蔬菜類、水果類等)和生長于河流、湖泊、水庫、海洋等水環(huán)境中的動植物等。

2 調味品中潛在的重金屬污染風險

2．1 重金屬及其對人體健康的危害

重金屬是密度大于4.5 g/cm3的一組金屬元素，包括鋅(Zn)、鎘(Cd)、汞(Hg)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鋁(Al)、鉛(Pb)、錫(Sn)、鉍(Bi)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)等45種金屬元素。重金屬比化肥農藥的危害大得多，不但可通過食物鏈沉積到人體中，引起多種疾病甚至癌癥，而且危害還可遺傳到下一代。不同的重金屬對人體的危害不一樣，如汞、鉛可損害神經系統(tǒng)，導致反應遲鈍、癡呆;鎘可導致骨頭病痛壞死;鎳對肝臟功能破壞較大;過量的銅沉積于肝、腎、腦中即成威爾遜病;鉻對人體的毒害是全身性的，既可能引起皮炎、濕疹、氣管炎和鼻炎，也可能引起變態(tài)反應并有致癌作用，更可能造成遺傳性基因缺陷。另外，汞、鎘、砷、鉛都可致癌。最為可怕的是，殘留在蔬菜、水果等植物和水生生物里的重金屬是無法用煮沸、浸泡、清洗等方法祛除的，其對人體的危害是累積性的，潛伏期長，平時不易被察覺，但累積到一定程度就會發(fā)病，而且一旦發(fā)病就十分嚴重，基本無藥可治。

2．2 重金屬在自然界中的存在狀態(tài)

重金屬元素在巖石形成過程中主要以分散的形式存在。由于工業(yè)革命和工業(yè)發(fā)展對重金屬的需求量增加，致使大量重金屬被釋放到生物圈中，普遍存在于大氣、土壤和水中。隨著工業(yè)的發(fā)展和農業(yè)生產的現代化，土壤重金屬污染日益嚴重，其來源主要包括采礦、冶煉、金屬加工、化工、廢電池處理、電子、制革和染料等工業(yè)排放的“三廢”及汽車排放的尾氣、農藥等。大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。由于工業(yè)化的迅速發(fā)展和城市人口的增長，大量的工業(yè)廢水和生活污水涌入河道，其中的重金屬離子隨著污水灌溉進入土壤。

2．3 重金屬污染的現狀

2．3．1 土壤中的重金屬污染

在社會發(fā)展的過程中，一些地方只注重經濟發(fā)展，而忽視環(huán)境的治理，許多糧食、蔬菜、水果等植物基地已變成重金屬污染區(qū)，而這些地方的糧食、蔬菜、水果等還在源源不斷地運往城市。我國北方大城市的蔬菜基地和部分商品糧基地也不同程度的存在重金屬污染問題，如北京、天津、西安、沈陽、濟南、長春、鄭州等，其中以鉛、銅、鎘、汞污染為主。中國科學院地理科學與資源研究所環(huán)境修復中心的大規(guī)模調查顯示，北京不僅本土生產的蔬菜存在鉛、鎘等重金屬超標問題，而且外地輸入北京的蔬菜也存在重金屬超標問題［1］。除了北方，長江三角洲這塊崛起的工業(yè)區(qū)同樣存在這樣的問題。南京土壤研究所的一次調查顯示，江心洲、八卦洲兩地種植的農產品也同樣被鎘、鉛嚴重污染。趙小虎等［2］對南京地區(qū)不同功能區(qū)農田重金屬的含量進行檢測，結果發(fā)現，分別有12%、56%、18%、58%的土壤中鉛、銅、鋅、鎘的含量超過國家土壤環(huán)境質量二級標準限值(GB15618—1995)。一項由國家環(huán)?？偩譅款^的針對經濟發(fā)達地區(qū)土壤問題進行的調查顯示，珠三角經濟發(fā)達地區(qū)的平均農田土壤有40%左右重金屬污染超標，其中10%屬嚴重超標，在這些農田菜地里種植的蔬菜重金屬超標［3］。在蘋果產業(yè)優(yōu)勢產區(qū)27個樣區(qū)，采集紅富士果園土壤、果實、樹體樣品，對鎘、鉛、鉻、砷、銅等的含量進行檢測分析，結果顯示，蘋果、葡萄、梨等水果中都存在這幾種金屬［4］。

2．3．2 水環(huán)境中的重金屬污染

水環(huán)境主要包括河流、湖泊、水庫、海洋以及經人類加工的工業(yè)用水、排放水和生活飲用水等水體環(huán)境。水環(huán)境重金屬污染，是指排入水體的重金屬物質超過了水的自凈能力，使水的組成及其性質發(fā)生變化，水環(huán)境中生物生長條件惡化，人類生活和健康受到不良影響的行為。近年來，隨著工農業(yè)以及經濟的迅猛發(fā)展，各類水環(huán)境中重金屬污染日趨加劇。李磊等［5］對舟山附近海域采集的表層沉積物中6種重金屬進行了檢測，結果發(fā)現:表層沉積物中重金屬平均含量依次為鋅＞銅＞鉛＞砷＞鎘＞汞，污染程度依次為鎘＞砷＞銅＞鋅＞鉛＞汞，其中重金屬鎘的污染程度最高，屬于中等污染水平，其余重金屬均屬于低污染水平;表層沉積物中各重金屬對海洋生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害程度依次為鎘＞汞＞砷＞銅＞鉛＞鋅，多種重金屬綜合潛在生態(tài)危害均屬于低潛在生態(tài)風險水平。李德亮等［6］為評估長江中游典型湖泊的漁業(yè)水環(huán)境，以大通湖為例，測定了其湖水及沉積物的重金屬含量，結果顯示:大通湖水中砷、鎘、銅、鉛和鋅的含量均符合國家漁業(yè)水質標準要求，除幾個點位鋅的含量屬國家地表水Ⅱ類以外，其他所有點位5種重金屬的含量均低于國家地表水I類標準。大通湖沉積物中砷、鎘、鉻、銅、鉛和鋅的含量均高于相應元素的洞庭湖背景值，呈現累積富集的趨勢，但各重金屬的污染程度及潛在生態(tài)危害均較低。除個別湖泊的個別重金屬處于中度污染外，長江中游湖泊沉積物的重金屬污染程度較輕。蔣慶豐等［7］對南通市區(qū)5條主要河道柱狀底泥樣品重金屬元素質量比進行了實驗分析，發(fā)現各重金屬元素質量比均超過土壤背景值，污染較重，其中汞污染最為嚴重;從重金屬污染的潛在生態(tài)風險看，濠河和法倫寺河潛在生態(tài)風險強，姚港河生態(tài)風險中等，任港河和南川河生態(tài)風險輕微。各重金屬元素對生態(tài)風險的影響程度依次為汞＞銅＞鋅＞鉻＞鉛。徐繼剛等［8］指出江河湖庫底質的污染率高達801%;太湖底泥中銅、鉛、鎘含量均處于輕度污染水平;黃浦江干流表層沉積物中，鎘超背景值2倍、鉛超l倍;蘇州河中，鉛全部超標、鎘為75%超標、汞為62.5%超標。王海東等［9］對國內大部分江河湖海水體中痕量重金屬含量及其變化進行了研究，結果發(fā)現:地表水受到重金屬的復合污染，受水環(huán)境條件影響，重金屬主要賦存在懸浮物和沉積物中，一般懸浮顆粒物中重金屬的含量比沉積物中高數倍，是水體溶解態(tài)重金屬的數百倍;湖泊支流中的重金屬含量普遍高于湖區(qū)，河流污染較嚴重，水體中重金屬含量在堿性條件下易沉淀于底泥，酸性條件下易釋放，海水中重金屬分布受徑流、大氣干濕沉降、pH、鹽度和自身性質等復合因素影響。

2．4 植物中重金屬富集情況

上世紀80年代以來，國內外專家越來越重視環(huán)境中污染物被生物吸收及在其體內累積和分布規(guī)律的研究。黃雅琴等［10］在連續(xù)4年較大規(guī)模的調查、監(jiān)測、分析所得數據資料的基礎上，研究了在環(huán)境遭受污染的狀況下，7種蔬菜對重金屬的吸收、累積及其在株體內的遷移、分布規(guī)律，鑒別并篩選出對各種重金屬強、弱吸收的蔬菜及相應的富集器官。呼和浩特地區(qū)2533 km2菜地里的7種主要蔬菜連續(xù)數年監(jiān)測結果見表1。

表1 蔬菜中污染物含量與背景含量的比值

研究發(fā)現:無論在清潔環(huán)境還是在污染環(huán)境中，各種蔬菜對同種重金屬以及同種蔬菜對不同重金屬的吸收累積均存在差異。隨著環(huán)境中重金屬污染物濃度增加，絕大多數蔬菜被迫吸收重金屬量亦隨之增加;不僅吸收量排序有別于自然吸收，而且增加的幅度和累積量有較大差異。大多數蔬菜對重金屬污染物在株體各器官內的遷移累積存在差異且具有一定分布類型;少數重金屬分布極不均衡。某些蔬菜不僅強吸收某些重金屬，而且能夠將污染物大量富集在某個特定器官內。如砷在番茄根、葉中的富集，汞在番茄葉中和菜豆莢中的富集，等等。方鳳滿等［11］通過采集蔬菜和對應土壤樣品進行室內分析測試，研究了蕪湖市三山區(qū)蔬菜和土壤中重金屬的含量分布、富集特征及其經食入途徑對人體的健康風險評估，指出不同品種蔬菜中重金屬含量不同，花菜和青菜中砷、鋅、鉛、鉻、鐵、鎳、鈷和錳的含量相對于其他蔬菜中的同種重金屬含量要高。除銅、鉻外，其他重金屬在根莖類蔬菜中的含量最低;除鉛外，其他重金屬在花果類中的含量最高。各元素平均富集系數大小為:鋅＞銅＞錳＞鉻＞鎳＞鉛＞砷＞鈷＞鐵。葉菜類對砷、鉛的富集系數最大，花果類對其他重金屬的富集明顯。同一個水果果實中，重金屬(鉻、銻、鎘、鉛、錫、鋅、銅、錳、鈷、鎳和汞)含量主要集中于果皮，果肉中重金屬含量顯著低于果皮。

2．5 水體生物中重金屬富集情況

水域環(huán)境是水生生物賴以生存及漁業(yè)資源持續(xù)健康發(fā)展的基礎。水環(huán)境中重金屬的含量直接關系到水產品的質量和安全。溶解在水里的重金屬對生物有影響，沉積物中的重金屬對生物也有影響。一些顆粒物被生物(包括魚類)吞食或隨食物進入生物胃內，在胃液和其他一些消化酶的作用下，被吸附在顆粒物上的重金屬可以被溶解吸收，并在體內累積。支青［12］對淡水魚中重金屬污染進行了研究，測定了魚肉中的重金屬含量，見表2。

表2 魚肉樣品分析結果(n=5)

有關底棲濾食性雙殼貝類重金屬污染情況的研究發(fā)現，貝類產品尤其是泥蚶重金屬超標現象嚴重。李學鵬［13］研究了泥蚶對重金屬銅、鉛、鎘的生物富集動力學，指出泥蚶對鉛和鎘有很高的富集能力，高于對銅的富集能力。泥蚶體內重金屬含量隨著外界水體重金屬暴露濃度的增加而增加，可以認為泥蚶體內的重金屬含量如實地反映了水環(huán)境的污染狀況和水域近期的污染過程，從而可以考慮把泥蚶作為沿海及其他泥蚶分布海域重金屬銅、鉛、鎘污染的指示生物。

2．6 成人膳食和血液中重金屬的差異

重金屬不僅會對生物的生長及生理生化過程產生影響，而且能夠通過食物鏈對人體正常的新陳代謝和器官造成危害。閆賴賴等［14］對成都、鎮(zhèn)江、太原、天津4城市的成人膳食和血液中主要重金屬的差異以及相關性進行了研究，測定膳食和血液中5種重金屬元素的濃度，并對重金屬元素在城市間的差異以及血液與膳食中重金屬的關系進行了統(tǒng)計分析，指出4城市成人膳食、血液中重金屬含量的差異在一定程度上反映了城市環(huán)境的差異;膳食是血液中鎘、砷的重要來源，而血液中的銅、汞、鉛可能與空氣污染有關;重金屬比值可能是反映血液和膳食中重金屬間關系以及環(huán)境污染狀況的更好指標。

3 結語

綜上分析，作為調味品原料的植物、水體生物等存在重金屬污染的風險。食品安全關系到人民群眾的健康乃至生命，關系到我國經濟的良性發(fā)展和社會穩(wěn)定。保障食品安全除了要加強管理與制度建設，提高技術水平，加強環(huán)境檢測力度，同時也要深入研究有關生物吸污規(guī)律，篩選出抗污染的植物和水體生物，推動綠色農業(yè)、漁業(yè)的發(fā)展，使用安全的食物主料和配料，提高人們的健康水平。

［1］孫光聞，朱祝軍，方學智，等．我國蔬菜重金屬污染現狀及治理措施［J］．北方園藝，2006，(2):66 －67．

［2］趙小虎，王富華，張沖，等．我國南方菜地重金屬污染狀況及蔬菜安全生產調控措施［J］．農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2007，(3):91 －94．

［3］汪琳琳，方鳳滿，蔣炳言．中國菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究進展［J］．吉林農業(yè)科學，2009，34(2):61－64．

［4］彭博，林維宣，王玉萍，等．應用ICP—MS測定水果中重金屬的分布［J］．分析試驗室，2008，27(12):167 －169．

［5］李磊，袁騏，平仙隱，等．舟山附近海域表層沉積物中重金屬污染及其潛在生態(tài)風險評價［J］．海洋環(huán)境科學，2011，30(5):677 －680．

［6］李德亮，張婷，余建波，等．長江中游典型湖泊重金屬分布及其風險評價——以大通湖為例［J］．長江流域資源與環(huán)境，2010，1(19):183 －189．

［7］蔣慶豐，游珍，倪黎明，等．南通市河流底泥重金屬污染及潛在生態(tài)風險評價［J］．水資源保護，2010，26(5):11－19．

［8］徐繼剛，王雷，肖海洋，等．我國水環(huán)境重金屬污染現狀及檢測技術進展［J］．環(huán)境科學導刊，2010，29(5):104－108．

［9］王海東，方鳳滿，謝宏芳．中國水體重金屬污染研究現狀與展望［J］．廣東微量元素科學，2010，17(1):35 －29．

［10］黃雅琴，楊在中．蔬菜對重金屬的吸收累積特點［J］．內蒙古大學學報:自然科學版，1995，26(5):608－614．

［11］方鳳滿，汪琳琳，謝宏芳，等．蕪湖市三山區(qū)蔬菜中重金屬富集特征及健康風險評價［J］．農業(yè)環(huán)境科學學報，2010，29(8):1471 －1476．

［12］支青．微波消解試樣——電感耦合等離子體質譜法測定魚體中鋅、鐵、鉛、鉻、鎘和汞的含量［J］．理化檢驗(化學分冊)，2011，(4):488 －489．

［13］李學鵬，勵建榮，段青源．泥蚶對重金屬銅、鉛、鎘的生物富集動力學［J］．水產學報，2008，32(4):592 －600．

［14］閆賴賴，歐陽荔，解清，等．4城市成人膳食和血液中重金屬差異及關系研究［J］．實驗技術與管理，2011，28(8):29－32．