原子吸收分光光譜分析在糧油食品檢測(cè)污染物中的運(yùn)用

◎ 高家文

（南充市食品藥品檢驗(yàn)所，四川 南充 637000）

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品安全、環(huán)境安全問題逐漸得到人們的關(guān)注。在2021年7月底，我國(guó)市場(chǎng)監(jiān)管總局先后對(duì)外公布了多個(gè)批次的食品抽檢不合格通報(bào)信息，其中包括茶葉、水產(chǎn)制品、食用農(nóng)產(chǎn)品等食品。經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)問題的原因主要在于農(nóng)藥殘留、食品添加劑超標(biāo)等。鑒于此，采用合理、有效的方法對(duì)糧油食品的污染物進(jìn)行檢測(cè)對(duì)保障食品安全顯得至關(guān)重要。本文結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，就原子吸收分光光譜法在糧油食品檢測(cè)領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

1 原子吸收分光光譜法的概述

1.1 原子吸收分光光譜法基本原理

原子吸收分光光譜法是根據(jù)物質(zhì)在蒸氣狀態(tài)下的基態(tài)原子外層電子對(duì)光源發(fā)出的該原子的特征性窄頻輻射的吸收強(qiáng)度對(duì)被測(cè)元素進(jìn)行分析（定量）的一種方法。其原理是當(dāng)光源經(jīng)過樣品蒸氣時(shí)，由光源所發(fā)射的光被接收元件吸收，入射光被減弱、吸收的程度和樣品的待測(cè)元素含量呈現(xiàn)正相關(guān)，能一次檢測(cè)出樣品的元素含量。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)檢測(cè)法，該方法的優(yōu)勢(shì)是選擇性強(qiáng)、精確度高、靈敏度高等，因此常被用于糧油食品重金屬的檢測(cè)中。

1.2 原子吸收分光光譜法的類型

（1）火焰光譜法。在原子吸收分光光譜法中，火焰光譜法比較常用。實(shí)際檢測(cè)中，火焰光譜法操作簡(jiǎn)便、結(jié)果穩(wěn)定性好、檢測(cè)結(jié)果靈敏度較高。在食品重金屬檢測(cè)領(lǐng)域，火焰光譜法應(yīng)用廣泛，但溫度會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，基于波爾茲曼分布規(guī)律分析，若火焰溫度高，會(huì)減少基態(tài)原子數(shù)量，增加激發(fā)態(tài)原子數(shù)量，無法精準(zhǔn)檢測(cè)原子吸收的結(jié)果，只有確保檢測(cè)溫度處于最佳狀態(tài)，才能保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性[1]。

（2）氫化物光譜法。早在20世紀(jì)60年代末，國(guó)外就有學(xué)者提出了氫化物光譜法。具體工作中，可使用該方法對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行處理，使其始終保持原子狀態(tài)，形成特定的氫化物，在檢測(cè)基礎(chǔ)上繪制圖像，能很好地檢測(cè)待測(cè)樣品的重金屬元素。氫化物光譜法應(yīng)用過程中應(yīng)建立反應(yīng)環(huán)境，如加入還原劑能保證化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行。此外，氫化物光譜法的應(yīng)用，還能分離出待測(cè)樣品的重金屬元素，減少各元素之間的影響，從而獲得更為精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。

（3）石墨爐原子吸收光譜法。在食品重金屬的檢測(cè)中，石墨爐原子吸收光譜法應(yīng)用最廣。其利用石墨材料制成管、杯等形狀的原子化器，用電流加熱原子化進(jìn)行原子吸收分析，精準(zhǔn)檢測(cè)待測(cè)樣品的重金屬元素。在糧油食品污染物檢測(cè)中，可使用該方法對(duì)濃度低的重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)注意，雖然該方法適用于微量重金屬元素的檢測(cè)，但仍然存在一些問題，如檢測(cè)流程復(fù)雜、花費(fèi)時(shí)間多；檢測(cè)范圍不寬泛，一般只能檢測(cè)特定元素；相較于火焰光譜法，石墨爐原子吸收光譜法的檢測(cè)費(fèi)用高。

（4）冷原子吸收光譜法。食品重金屬檢測(cè)過程中，冷原子吸收光譜法是重要的方法，但是使用局限性大，只用來檢測(cè)金屬汞。檢測(cè)原理為在待檢測(cè)樣品中添加反應(yīng)試劑，借助反應(yīng)試劑的還原作用對(duì)汞離子進(jìn)行處理，使化合態(tài)汞轉(zhuǎn)為原子態(tài)汞，然后向檢測(cè)設(shè)備導(dǎo)入氣態(tài)汞、空氣流，在波長(zhǎng)253.7 nm處借助該方法檢測(cè)汞元素含量。在特定條件下使用該方法對(duì)重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，存在很多的影響因素，無法保證結(jié)果的精準(zhǔn)度。鑒于此，檢測(cè)人員需要結(jié)合具體情況選擇檢測(cè)方法，并和其他方法相配合，以獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，切實(shí)保障食品安全。

2 原子吸收分光光譜法在糧油食品檢測(cè)污染物中的具體應(yīng)用

2.1 檢測(cè)糧油食品藥物和農(nóng)藥殘留

在食品種植過程中，種植者為了提升食品品質(zhì)或解決食品病害，通常會(huì)在種植期間使用化肥、農(nóng)藥，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的化肥、農(nóng)藥不存在有害人體健康的元素，如果種植者為了自身利益，使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的化肥與農(nóng)藥，就會(huì)使食品出現(xiàn)化肥、農(nóng)藥殘留的問題，給消費(fèi)者的身體健康帶來一定影響。大批實(shí)驗(yàn)室檢查顯示，蔬菜、糧油食品、米類的農(nóng)藥殘留量比較高，其中農(nóng)藥中汞的危害最大，因此加強(qiáng)對(duì)汞含量的檢測(cè)非常重要。曾有學(xué)者使用原子吸收分光光譜法對(duì)殘留于黃瓜表面的汞含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果中汞含量為0～100.0 ng·mL-1，相關(guān)系數(shù)0.998，對(duì)應(yīng)檢出限0.003 1 ng·mL-1。結(jié)果證實(shí)，在農(nóng)藥殘留物檢測(cè)過程中，原子吸收分光光譜法效果突出，精確度高[2]。

2.2 檢測(cè)糧油食品的金屬元素

為保證糧油食品的安全性，降低金屬元素對(duì)人體的危害，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)糧油食品金屬元素的檢測(cè)。糧食作物生長(zhǎng)發(fā)育期間，受吸收、光合作用影響，金屬元素吸收量大。常見重金屬包括銅、鉛等，若人體吸收過量重金屬元素，或食用重金屬超標(biāo)的糧油食品，重金屬會(huì)殘留在人體內(nèi)，危害身體健康，甚至還會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重疾病。因此，金屬元素檢測(cè)一直是糧油食品檢測(cè)中的重點(diǎn)，而原子吸收分光光譜法是檢測(cè)糧油食品金屬元素的有效舉措。同時(shí)，應(yīng)科學(xué)運(yùn)用離子發(fā)射光譜法、電化學(xué)法，以此來保證檢測(cè)結(jié)果和質(zhì)量。在檢測(cè)食品中的Cu、Pb含量時(shí)，先用微波分解處理食品樣本，基于原子吸收分光光譜法的原則判斷樣本中的Cu、Pb含量，檢測(cè)結(jié)果出來后，和國(guó)家規(guī)定的金屬元素含量范圍相比較，判斷樣品的金屬元素是否在合格范圍內(nèi)。實(shí)踐證實(shí)，樣品預(yù)處理時(shí)采用微波處理法，既能獲得理想的處理結(jié)果，又能節(jié)約檢測(cè)時(shí)間和成本。

在人們的生活中，肉制品必不可少。肉制品的主要金屬元素為銅、鈣、鐵和鋅，應(yīng)在出售前對(duì)肉制品中的金屬元素含量進(jìn)行檢測(cè)，并做好標(biāo)記，使人們根據(jù)自身需求合理采購產(chǎn)品。例如，豬肉有野生、家養(yǎng)，樣品采集過程中，使用原子吸收分光光譜法檢測(cè)，結(jié)果顯示家養(yǎng)豬肉的金屬元素含量高于野生豬。分析比較檢測(cè)結(jié)果，方便相關(guān)人員深入研究豬肉價(jià)值，切實(shí)保障豬肉的安全性[3]。

2.3 檢測(cè)酒水飲品的重金屬元素

為保證飲品口感，創(chuàng)造更多的效益，生產(chǎn)廠商通常會(huì)在飲品中加入添加劑。實(shí)際生產(chǎn)中，添加劑使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致重金屬超標(biāo)，威脅人們的身體健康。目前，國(guó)家針對(duì)酒水飲品的重金屬含量制定了明確標(biāo)準(zhǔn)，原子吸收分光光譜法的應(yīng)用能很好地檢測(cè)出酒水飲品的重金屬含量。例如在對(duì)白酒中鉛含量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常使用石墨爐原子吸收光譜法，利用石墨管加熱待檢測(cè)物質(zhì)原子，改變?cè)有螒B(tài)，滿足處理要求，后使用光譜照射，檢測(cè)光譜發(fā)射和吸收情況，從而獲得白酒中的鉛含量。此外，還要對(duì)鉛含量系數(shù)進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)和規(guī)定，防止不合格產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。

2.4 檢測(cè)糧油食品添加劑

采用原子吸收分光光譜法檢測(cè)添加劑能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般來講，為提升食品的口感，會(huì)在其中添加食品級(jí)磷酸，優(yōu)化食品原本的組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可作為食品酸味劑、礦物營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)劑。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)食品級(jí)磷酸時(shí)，其原料工業(yè)級(jí)磷酸內(nèi)含亞砷酸和砷酸，一旦生產(chǎn)加工過程中除雜不徹底，就可能出現(xiàn)總砷超標(biāo)的問題，嚴(yán)重危害消費(fèi)者的身體健康。對(duì)此，侯鵬飛等[4]針對(duì)食品中的磷酸砷含量進(jìn)行檢測(cè)，借助原子吸收分光光譜法展開實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示使用該方法測(cè)定食品中的磷砷酸含量時(shí)，誤差精準(zhǔn)度為4.9%，平行誤差為10.0%，符合對(duì)食品添加劑檢測(cè)精度的要求。

2.5 檢測(cè)糧油食品的微量元素

通過原子吸收分光光譜法對(duì)糧油食品鋅含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海產(chǎn)品、谷物食品中的鋅元素含量最高，其次為蛋類、禽類食品，最后是果蔬類食品。在食品微量元素檢測(cè)過程中，需要使用精度高的儀器設(shè)備，否則很難達(dá)到預(yù)期效果。一般來講，常用方法為火焰原子吸收光譜法，其除能檢測(cè)鋅元素外，還能檢測(cè)銅、鐵等元素。但是，此方法有局限性，不能比較各類食品中的微量元素含量，盡管檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，但實(shí)用性差。在食品外圍檢測(cè)中，如水果果皮，使用原子吸收光譜儀檢測(cè)，不僅能精準(zhǔn)測(cè)出外圍的微量元素，更能橫向比較檢測(cè)結(jié)果，其結(jié)果既能用于糧油食品安全檢測(cè)，又能用于果蔬類、農(nóng)作物品種的開發(fā)。

3 原子吸收分光光譜法在糧油食品的質(zhì)保措施

（1）建立質(zhì)量體系。在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過程中，應(yīng)建立完善的質(zhì)量管理體系，編制相關(guān)文件和標(biāo)準(zhǔn)，使實(shí)驗(yàn)室所有人員參與到質(zhì)量體系的運(yùn)作中，包括人員培訓(xùn)、內(nèi)部審核等。此外，應(yīng)注意規(guī)范工作流程，提高檢測(cè)效果和管理水平。

（2）保證樣品提取、制備的標(biāo)準(zhǔn)化。在食品安全檢驗(yàn)中，樣品的提取、制備是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既要求樣品有代表性，又要求測(cè)試報(bào)告符合相應(yīng)要求。只有這樣才能保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，減少實(shí)驗(yàn)誤差，確保每個(gè)檢測(cè)環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。鑒于此，在樣品抽取之前，工作人員應(yīng)結(jié)合需求制定抽樣方案，明確抽樣地點(diǎn)、時(shí)間、方法和數(shù)量等，盡可能地保障樣品檢測(cè)程序的完整性、科學(xué)性[5]。

（3）定期檢驗(yàn)和校準(zhǔn)設(shè)備。糧油食品檢測(cè)設(shè)備的狀態(tài)、性能決定了檢測(cè)結(jié)果是否精準(zhǔn)、可靠。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡量嘗試精密性的高端設(shè)備，以滿足要求越來越高的檢測(cè)需求。設(shè)備使用期間，安排專人看管，做好防塵、防潮、防曬處理，定期進(jìn)行檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決故障問題。此外，組織檢驗(yàn)人員參加培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新知識(shí)，了解新技術(shù)，如化學(xué)檢測(cè)、食品感官檢測(cè)等，在條件允許的情況下，培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)、數(shù)據(jù)分析等技能，將檢測(cè)誤差降至最低。

4 結(jié)語

綜上所述，食品檢測(cè)技術(shù)發(fā)展快速，原子吸收分光光譜法實(shí)用性強(qiáng)、靈敏度高，是糧油食品污染物檢測(cè)中的常用方法。實(shí)際工作中，該方法的應(yīng)用易受很多因素影響，借助改進(jìn)劑、消解劑能有效消除這些因素的影響。因此，在日后的檢測(cè)工作中，相關(guān)部門和人員應(yīng)改進(jìn)并完善檢測(cè)方法，和其他方法聯(lián)合使用，進(jìn)而保障檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，為人們提供健康、安全的食品。