廣西南寧興寧區(qū)不同季節(jié)水牛和娟姍牛乳中As和Hg重金屬元素含量的研究

周志揚，何仁春，李紹波，周俊華，黃香，王啟芝，羅鮮青，黃麗霞，梁琪妹

（1.廣西大學(xué)，南寧 530004；2.廣西畜牧研究所，南寧 530001）

0 引 言

自 2000年以來，“毒大米”、“毒奶粉”、“蘇丹紅”、“瘦肉精”、“地溝油”等食品安全事件不斷曝光。食品安全已愈來愈為人們所重視，注重綠色健康，營養(yǎng)均衡的食品已逐步成為人們的首選。牛奶作為一種營養(yǎng)豐富的食品，在我們國家食譜上占有重要的地位。食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 19301-2010[1]中明確規(guī)定了生乳應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的六類指標(biāo)檢測，包括感官指標(biāo)、理化指標(biāo)、污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量、農(nóng)藥殘留限量和獸藥殘留限量。其中污染物限量應(yīng)當(dāng)符合GB 2762-2017食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)[2]，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品中鉛、鎘、汞、砷、錫、鎳、鉻、亞硝酸鹽、硝酸鹽、苯并[a]芘、N-二甲基亞硝胺、多氯聯(lián)苯、3-氯-1，2-丙二醇等指標(biāo)的限量上限。As和Hg作為牛奶中常見的重金屬污染元素，在生乳的安全與質(zhì)量控制中是非常重要的指標(biāo)。

本試驗將使用原子熒光光度計對廣西南寧地區(qū)不同季節(jié)的水牛和娟姍牛生乳以及主要飼料原料和水源中As及Hg重金屬元素含量進(jìn)行檢測，并進(jìn)行相關(guān)性分析,以期為水牛乳及娟姍牛乳的安全生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及樣品處理

1.1.1 試驗動物

從廣西南寧地區(qū)水牛種畜場及娟姍牛場，分別挑選泌乳期水牛30頭和泌乳期娟姍牛15頭作為試驗對象。保持牛場正常生產(chǎn)管理制度進(jìn)行飼養(yǎng)管理。樣品采集前一個星期對牛群健康狀況、采食量、泌乳量等進(jìn)行觀察，數(shù)據(jù)無明顯變動后分別于四個季節(jié)中旬的上午 6：00～9：00和下午14：30～16：00統(tǒng)一人工擠奶，每個季節(jié)隨機(jī)采樣3天。樣品裝入潔凈試管，上下午所采奶樣1∶1的比例混合，并及時放入冰箱4℃冷藏保存?zhèn)溆谩Ｄ敛莸却诛暳霞熬暳蠘悠啡雍笥?5℃烘干，粉碎過40目篩，密封待測。所有樣品在收集及處理過程中保持潔凈，減少可能因操作帶來的污染。

1.1.2 樣品處理

原子熒光光度計測定生乳中As及Hg，其中As元素測定樣品制作采用濕法消解，參考國標(biāo)GB 5009.11-2014食品中總砷及無機(jī)砷的測定[3]，Hg樣品制作采用聚四氟乙烯壓力罐消解法，參考國標(biāo)GB 5009.17-2014食品中總汞及有機(jī)汞的測定[4]。

1.2 儀器設(shè)備及試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

PF6-3原子熒光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電熱恒溫真空干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；加熱平臺，蘇州九聯(lián)科技有限公司；超純水儀器，成都越純科技有限公司；量感0.0001 g電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；超聲清洗儀，昆山超聲儀器有限公司；移液槍，大龍興創(chuàng)實驗儀器有限公司；聚四氟乙烯壓力消解罐，南京濱正紅儀器有限公司；99.999%高純Ar氣，南寧藍(lán)天醫(yī)用氣體有限公司。

1.2.2 試劑

As、Hg 1 000 ug/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，HNO3GR級，H2O2GR級，NH4H2PO4GR級，Mg(NO3)2AR級，HCL GR級，H2SO4GR級，KOH AR級，KBH4AR級，NaOH AR級，CH4N2O2SAR級，HClO4GR級，維生素C GR級。

1.3 樣品測定

1.3.1 As及Hg原子熒光測定

As及Hg重金屬元素測定儀器為北京普析PF6-3非色散原子熒光光度計。采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測量，線性截距方程，峰面積積分方式，載液1、2次進(jìn)樣量都為1.5 mL，樣品進(jìn)樣量1.0 mL，清洗過程載液進(jìn)樣量1.0 mL。每個樣品檢測3次，RSD(Relative standard deviation，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)控制在10%以內(nèi)，取平均值。每個季度所有樣品前處理完成后，樣品統(tǒng)一檢測，避免因檢測批次不同帶來誤差。儀器檢測條件設(shè)置及測定準(zhǔn)確度衡量參數(shù)如表1、表2所示。結(jié)果計算公式如下：

表1 儀器參數(shù)設(shè)定

表2 檢測結(jié)果準(zhǔn)確度參數(shù)

其中水牛奶比重為1.120g/mL，娟姍奶比重為1.029 g/mL

2 結(jié)果數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL及SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計及分析。

2.1 不同季節(jié)生乳中As和Hg元素含量

表3 不同季節(jié)水牛生乳及娟姍牛生乳中As和Hg含量

如表3所示,兩種奶牛各季節(jié)生乳中As及Hg元素含量均未超過國標(biāo)限量值。2016年秋冬兩季水牛生乳中As元素含量差異不顯著（P＞0.05）,但顯著低于2017年春夏兩季（P＜0.05）,且2017年春夏兩季之間差異不顯著（P＞0.05）；2016年秋冬兩季及2017年夏季娟姍牛生乳中As元素含量之間差異不顯著（P＞0.05），但均顯著低于2017年春季（P＜0.05）。2016年秋季水牛生乳及娟姍牛生乳中Hg元素含量顯著高于其他三個季節(jié)（P＜0.05），且其他三個季節(jié)之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 不同季節(jié)水源中As和Hg元素含量。

由表4可以看出水牛場與娟珊牛場不同季節(jié)水源中As含量非常低，且含量水平非常接近，Hg元素均未被檢出，這可能是因為兩個牛場使用相同的水源的緣故，同時也說明此處地域水源尚未受到As和Hg元素污染，對本地區(qū)牛奶生乳中As及Hg含量影響較小。

2.3 不同季節(jié)飼料中As和Hg元素含量

由表5可以看出，兩個牛場四個季節(jié)中使用的粗飼料以及精飼料中As元素含量均未超過國家限定標(biāo)準(zhǔn)。水牛場四個季節(jié)粗飼料中As元素含量差異不顯著（P＞0.05），但2016年水牛場精飼料中As元素以及2017年夏季精飼料中As元素含量與其他任意三個季節(jié)差異顯著（P＜0.05），2016年冬季與2017年春季精飼料中As元素含量差異不顯著（P＞0.05），四個季節(jié)中2016年秋季精飼料中As元素含量最低，而2017年夏季精飼料中As元素含量最高。娟姍牛場2017年夏季粗飼料中As元素含量顯著低于其他三個季節(jié)（P＜0.05），其他三個季節(jié)之間差異不顯著（P＞0.05）。2017年春季娟姍牛場精飼料中As元素含量顯著高于其他三個季節(jié)（P＜0.05），其他三個季節(jié)之間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 不同季節(jié)水源中As及Hg元素含量

表5 不同季節(jié)飼料中As元素含量

表6 不同季節(jié)飼料中Hg元素含量

表7 不同季節(jié)飼料與生乳中As及Hg元素相關(guān)性

如表6所示，兩個牛場四個季節(jié)中使用的粗飼料以及精飼料中Hg元素含量均未超過國家限定標(biāo)準(zhǔn)。水牛場四個季節(jié)粗飼料中Hg元素含量差異不顯著（P＞0.05）；2016年秋季精飼料中Hg元素含量顯著高于其他三個季節(jié)（P＜0.05），且其他三個季節(jié)之間差異不顯著（P＞0.05）。娟姍牛場2016年秋季粗飼料中Hg元素含量顯著低于2017年夏季（P＜0.05），但顯著高于2016年冬季與2017年春季（P＜0.05），2016年冬季與2017年春季粗飼料中Hg元素含量差異不顯著（P＞0.05），2017年夏季粗飼料中Hg元素含量顯著高于其他三個季節(jié)（P＜0.05）；2016年秋季精飼料中Hg含量顯著高于其他三個季節(jié)（P＜0.05），且其他三個季節(jié)之間精飼料中Hg元素含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 不同季節(jié)飼料與生乳中As及Hg元素相關(guān)性分析

由表7可以看出無論是水牛生乳還是娟姍牛生乳，其As元素含量與粗飼料中As元素含量有較弱的負(fù)相關(guān)性，但與精飼料中As含量有一定的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)分別為0.832與0.909。水牛生乳及娟姍牛生乳中Hg元素含量均與粗飼料中Hg元素含量有較弱的正相關(guān)，與精飼料中Hg元素含量有顯著相關(guān)性（P＜0.05）。總體來說牛奶中As和Hg元素含量與精飼料中As和Hg元素含量相關(guān)性較高,而與粗飼料中As和Hg元素含量相關(guān)性較低。這可能是因為水牛場及娟姍牛場所使用的粗飼料絕大多數(shù)來源于本地區(qū),粗飼料中As含量及Hg元素含量較為穩(wěn)定,但精飼料及原材料大多由其他產(chǎn)區(qū)輸送而來，不同產(chǎn)區(qū)及批次的精飼料中As和Hg元素含量存在差異，導(dǎo)致了生乳中As和Hg元素含量的變化。

3 討 論

食物中過量的As和Hg對人體有極大危害，As元素具有致癌致突變能力，同時也會對人體皮膚、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等造成傷害，破壞人體正常的生理功能[5]；Hg會嚴(yán)重?fù)p害腎臟，肝臟，并累積損傷人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等[6-8]。牛奶作為一種重要的食品，其品質(zhì)的安全不僅僅關(guān)系到牛奶本身，還會影響到以牛奶為主要原材料的奶制品如奶酪，蛋糕等一系列食品的安全[9]。在生乳及乳制品的品質(zhì)安全控制中，As和Hg含量是非常重要的指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762-2017對生乳及乳制品中As和Hg元素含量有著嚴(yán)格的限量規(guī)定，鮮乳及乳制品中As及Hg元素含量上限分別為0.1 mg/kg、0.01 mg/kg。食品中As和Hg元素的毒性機(jī)理、檢測技術(shù)、含量監(jiān)測等已經(jīng)有了比較多的研究。徐亞同等于2008年通過使用發(fā)光菌構(gòu)建了牛奶重金屬元素安全，微生物安全等快速評價體系[10]；齊文啟，汪志國等在2000年分析了As及Hg的存在形態(tài)，優(yōu)化了檢測制樣流程，并介紹了GC分離等多種高效的As，Hg重金屬元素分析檢測方法[11]；余群力等于2004年使用原子熒光法對天?？h炭山嶺等5個牧場的鮮奶和消毒乳中的Pb、Cd、As重金屬元素進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明As元素風(fēng)險性較低，Cd及Pb元素在消毒乳中污染嚴(yán)重[12]；王卓，張興伍等對達(dá)州市2010-2012年食品中的Pb、Cd、Al、As、Hg等重金屬元素進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明食用菌中汞污染較為嚴(yán)重[13]；何龍雪等于2014年對長春近郊蔬菜種植區(qū)域土壤進(jìn)行了As和Hg分布及潛在風(fēng)險分析，結(jié)果表明該區(qū)域土壤中As和Hg重金屬元素含量并未超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級，但卻高于長春土壤背景值，存在一定的累積效應(yīng)[14]。

本試驗中兩個奶品種在2016下半年至2017上半年的四個季節(jié)中As及Hg重金屬元素含量最高值分別為0.027 mg/kg和0.008 mg/kg，從檢測結(jié)果上看均未超出國家標(biāo)準(zhǔn)限制。生乳中As及Hg含量，可能與水源、飼料資源、加工運輸工具、貯存環(huán)境等多方面的因素有關(guān)系。本試驗中采用人工擠奶，并使用潔凈容器裝載，故加工運輸工具以及貯藏環(huán)境應(yīng)當(dāng)對試驗樣品中As及Hg元素含量影響很小。兩個牛場所使用的水源相同，且水源中本身As及Hg元素含量非常低，故水源不應(yīng)當(dāng)是造成兩個牛場生乳中As及Hg元素含量差異的主要原因。而飼料中As及Hg元素含量與生乳中As及Hg元素含量的相關(guān)性分析表明，生乳中As元素含量與精飼料中As元素含量有一定的相關(guān)性，而Hg元素與精飼料中Hg元素含量有顯著相關(guān)性（P＜0.05）。故水牛及娟珊牛生乳As及Hg元素含量在不同季節(jié)存在的差異性，其主要原因可能在于飼料原料的批次及產(chǎn)地變化，因此在實際的生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控飼料及飼料原料中As和Hg元素含量，防控因飼料變化帶來的污染風(fēng)險。

4 結(jié) 論

（1）通過此次連續(xù)四個季節(jié)水牛及娟珊牛生乳、飼料、水源中As和Hg重金屬元素含量的監(jiān)測，結(jié)果表明：兩種生乳以及水源和飼料中As和Hg重金屬元素含量均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）水源不應(yīng)當(dāng)是造成兩個牛場生乳中As及Hg元素含量差異的原因，生乳中As元素含量與精飼料中As元素含量有一定的相關(guān)性，而Hg元素與精飼料中Hg元素含量有顯著相關(guān)性（P＜0.05）。