食品中的元素形態(tài)分析研究

胡天磊 張國超 車延年

摘要： 元素的形態(tài)不同將會使其在化學(xué)以及生物效應(yīng)方面存在較大差別，可以決定其在生物體內(nèi)和生態(tài)環(huán)境之中的化學(xué)行為，能夠呈現(xiàn)出不同生物效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，對于食品元素形態(tài)加以了解，能夠在一定程度上報障人體健康和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。本文將從海產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品、保健品以及茶葉等方面分析其元素狀態(tài)。

關(guān)鍵詞： 元素形態(tài)分析;食品科學(xué);光譜法

【中圖分類號】O656【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0244-01

食品安全會對人類健康造成影響，因此人們非常重視食品檢測這一工作。根據(jù)國際純粹和使用化學(xué)聯(lián)合會定義：元素形態(tài)是指這一元素不同類型化合物的分布以及表現(xiàn);形態(tài)分析指的是對于樣品元素中的化學(xué)形態(tài)定量及定性分析活動。在檢測食品元素時，同一元素的形態(tài)不同，其具備的化學(xué)以及毒理性質(zhì)將完全不同。食品中微量元素的形態(tài)分析及其生物有效性研究對食品安全控制、營養(yǎng)評價和維持人體的健康有至關(guān)重要的意義，已是目前國際上分析化學(xué)領(lǐng)域的重要研究熱點之一。

1農(nóng)產(chǎn)品元素形態(tài)分析

應(yīng)用高氯酸混酸以及硝酸消解樣品，基于鹽酸介質(zhì)條件通過超聲對紫菜樣品之中的無機砷進(jìn)行提取，順序注射、氫化物發(fā)生、原子熒光的光譜法對其中無機砷與總砷加以測定。將0.032 μg/L為測定檢出限，對于10 μg/L砷標(biāo)準(zhǔn)液，RSD（n=11）是1.2%，校正曲線中0.5-100 μg/L為線性動態(tài)范圍，測定3個紫菜樣品中包含的總砷和無機砷，獲得的加標(biāo)回收率為97.3%-102%與97%一104%，RSD（n=6）是1.3%-2%以及0.98%-1.7%。

通過氫化物發(fā)生和原子熒光的光譜法對蔬菜中含有的硒總量和形態(tài)加以測定，應(yīng)用濃硝酸微波對樣品進(jìn)行消解，并對硒總量加以測定，接著應(yīng)用沸水浴加熱和超聲波提取，從而來測定無機砷，用總砷減無機砷即可獲得有機砷含量。0.35ng/g為方法檢出限，實際樣品能夠添加3個加標(biāo)水平，97.6%-101%為其回收率[1]。

使用順序注射HG以及AFS法對富硒農(nóng)產(chǎn)品中含有的有機硒和無機硒加以測定，對分離和提取富硒農(nóng)產(chǎn)品之中有機硒與無機硒方法進(jìn)行探討，將儀器工作條件進(jìn)行優(yōu)化，對酸介質(zhì)濃度、KBH4濃度以及對硒原子熒光強度影響加以考察。1-100 μg/L為方法線性范圍，0.02μg/L為檢出限，當(dāng)2μg/L，n=11時，RSD是1.13%，通過這一方法測定8種富硒農(nóng)產(chǎn)品之中無機硒和總硒，利用差減法獲得有機硒結(jié)果，無機硒回收率在95%-104%。

2水產(chǎn)品與海產(chǎn)品元素形態(tài)

通過聯(lián)合應(yīng)用HPLC、MS、ICP對魚肉樣品之中砷甜菜堿進(jìn)行測定，用快速溶劑萃取樣品，通過一次等度洗脫能夠?qū)?種不同形態(tài)砷進(jìn)行分離，只需要10分鐘，不需要多數(shù)梯度洗脫需要的平衡時間，以此將樣品通量提高。實驗中對外標(biāo)法和標(biāo)準(zhǔn)加入法加以比較，獲得兩者無明顯差異的結(jié)果。應(yīng)用液相色譜以及原子熒光方法測定魚肉之中Hg的形態(tài)，使用10%鹽酸、0.15%氯化鉀和1%硫脲來提取樣品，調(diào)節(jié)氨水pH值為2-8，使用MP-C18反相柱分離和原子熒光光度計來測定。無機汞、甲基汞以及乙基汞這3種汞化合物線性范圍是0-60μg/L，線性系數(shù)優(yōu)于0.999，高濃度和低濃度兩種方法的RSD都比7%小，回收率可達(dá)到79%-108%，當(dāng)S/N=3時，檢出限為0.4-0.5μg/L。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)魚肉之中測定甲基汞的值處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。這一方法的優(yōu)勢是提取效率較高、準(zhǔn)確性高、快速以及簡單，具有較高靈敏度和精密度，適合用來測定魚肉之中無機汞、乙基汞和甲基汞[2]。

聯(lián)合應(yīng)用IC、ICP、MS測定海帶產(chǎn)品之中碘元素的形態(tài)IO3-和I-，應(yīng)用DIONEX Ion PacASl4分離柱與Ion PacAGl4保護(hù)柱，通過快速溶劑萃取以及超聲波對海帶樣品加以處理，應(yīng)用30mmol/LNa2S2O3當(dāng)做淋洗液，檢測了其中的IO3-和I-，其線性范圍是0.5-500μg/L與1-500μg/L，0.5txg/L和1txg/L分別為其檢出限，當(dāng)n=1時，RSD為2.89%與1.98%，相較于超聲波處理，快速溶劑萃取有著更好的效果。

3茶葉元素形態(tài)

通過Pb（PDC）2共沉淀懸浮液來進(jìn)樣，化學(xué)改進(jìn)劑使用聚四氟乙烯，使用氟化ETAAS法對茶葉之中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）加以測定。研究玉蘭花茶之中Mg、Mn、Fe、Cu、Zn、Cr、Pb計As的元素形態(tài)和含量，首先提取玉蘭花茶之中元素形態(tài)，使用電感耦合等光譜法對8種微量元素含量進(jìn)行測定。通過結(jié)果可知，玉蘭花茶之中的8種元素浸出率為23.83%-97.41%，可在水浸液中溶態(tài)占有比率為71.19%-99.62%。

將連續(xù)浸提實驗不斷改進(jìn)，劃分高鉛茶園土壤以及常態(tài)茶園土壤之中Pb形態(tài)為：可交換態(tài)、水溶態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)以及有機結(jié)合態(tài)，使用ICP和AES法對各類形態(tài)Pb與總Pb含量進(jìn)行檢測，通過其結(jié)果可知，從低到高分布各類形態(tài)Pb次序為：水溶態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)以及殘渣態(tài)。

4保健品以及營養(yǎng)品元素形態(tài)

使用氫化物發(fā)生和原子熒光的光譜法對螺旋藻有機硒和無機硒進(jìn)行測定，用水浸提試樣，通過環(huán)己烷萃取之后，使用HNO3-HClO4消解水相，原子熒光的光譜法對無機硒含量加以測定，并通過差減法對有機硒含量加以測定。當(dāng)n=3時，測定總硒RSD是1.05%-2.10%，加標(biāo)回收率處于96.6%-102.3%，浸提無機硒率為95.1%-100.7%，當(dāng)n=6時，RSD為2.37%-3.70%，93.6%-98.4%為其加標(biāo)回收率，其檢出限是0.47 mg/kg。分離富硒枸杞之中形態(tài)不同的硒，通過AAS對其含量加以測定。通過其結(jié)果可知富硒枸杞之中大部分的硒是有機硒，并且以蛋白質(zhì)形式存在的有機硒有79.4%，生鮮的存于RNA以及多糖中。

五、其他食品元素形態(tài)

分析香蕉果肉之中Cr初級形態(tài)時，使用體外消化模型來預(yù)處理，應(yīng)用AAS對Cr元素含量進(jìn)行測定。通過相應(yīng)結(jié)果可知，Cr以不溶態(tài)形式為主，意味著香蕉在體外消化后可以沉淀出金屬元素，Cr殘留率以及溶解率平行實驗RSD是2.1768%和1.976 1%。應(yīng)用體外消化模型誤差為6.057 0%，說明分析微量元素形態(tài)是應(yīng)用引人體外消化模型具有可行性。

應(yīng)用HPLC、ICP以及MS對礦泉水之中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）加以測定，因為Cr（Ⅲ）統(tǒng)一和EDTA構(gòu)成絡(luò)合物，通過選配碰撞池技術(shù)，對多原子離子干擾Cr測定情況進(jìn)行優(yōu)化改善。加標(biāo)回收5個礦泉水樣品進(jìn)行實驗，根據(jù)結(jié)果可知，即使每一Cr加標(biāo)濃度比0.1μg/L低，依舊能夠達(dá)到回收率90%-105%[3]。

結(jié)束語：食品安全緊密地聯(lián)系著人民身體健康和正常生產(chǎn)生活，檢測食品的元素形態(tài)和所含物質(zhì)總量，促進(jìn)檢測手段更進(jìn)一步發(fā)展，以此來保障食品安全程度，提升全民健康水平。

參考文獻(xiàn)

[1]郭麗麗，李俊，賀博，肖志明，蔣晨陽，張秉璇.食品中硒元素形態(tài)分析的研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2019，10（13）：4376-4381.

[2]黃天翔.食品中金屬元素形態(tài)分析技術(shù)及其應(yīng)用[J].食品安全導(dǎo)刊，2018（06）：62.

[3]駱月霞.食品中金屬元素形態(tài)分析技術(shù)及其應(yīng)用[J].食品安全導(dǎo)刊，2017（21）：88-89.