食品中常見的重金屬污染及檢測技術(shù)研究進展

竇義輝

摘 要：食品重金屬殘留超標(biāo)不僅會影響食品質(zhì)量，而且會對食用者身體健康產(chǎn)生極大的危害，因此做好食品重金屬污染檢測工作非常關(guān)鍵。同時，食品質(zhì)量安全檢測中，重金屬檢測是一項重要內(nèi)容，通過檢測食品重金屬殘留量，判斷食品質(zhì)量安全狀況，杜絕重金屬殘留超標(biāo)的食品流入市場，有助于規(guī)避食品質(zhì)量安全事件的發(fā)生，保障食品行業(yè)健康有序發(fā)展?；诖耍疚姆治隽耸称分亟饘傥廴驹?，并對食品重金屬污染檢測技術(shù)進行概述，以供參考。

關(guān)鍵詞：食品；重金屬污染；檢測技術(shù)

Research Progress of Heavy Metal Contamination and Detection Technology in Food

DOU Yihui

（Lianyungang Ganyu? Comprehensive Inspection and Testing Center， Lianyungang 222002， China）

Abstract： If the residue of heavy metals in food exceeds the standard， it will not only affect the quality of food， but also do great harm to the health of consumers， therefore， it is very important to do a good job in the detection of heavy metal contamination in food. At the same time， the detection of heavy metals is an important content in the detection of food quality and safety. By detecting the amount of heavy metals in food， we can judge the state of food quality and safety， and prevent the food with excessive heavy metals from entering the market， it can help to avoid the occurrence of food quality and safety incidents and ensure the healthy and orderly development of the food industry. Based on this， this paper analyzes the causes of heavy metal pollution in food， and summarizes the detection technology of heavy metal pollution in food for reference.

Keywords： food; heavy metal pollution; detection technology

民以食為天，食以安為先，保證食品質(zhì)量安全意義重大。近年來，食品質(zhì)量安全問題的頻頻發(fā)生為人們敲響了警鐘，同時對食品質(zhì)量安全檢測工作提出了更高的要求。

1 食品重金屬污染原因分析

食品中的重金屬污染來源廣泛，如食品原材料污染、自然地理環(huán)境污染、農(nóng)藥化肥污染、工業(yè)廢料污染、食品加工環(huán)節(jié)污染、食品運輸環(huán)節(jié)污染、食品存儲環(huán)節(jié)污染等，某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均極易造成食品重金屬污染，影響食品質(zhì)量安全，危及人體健康。目前，食品重金屬污染常見元素包括鉛污染、砷污染、汞污染、鎘污染等。

1.1 鉛污染

鉛是食品中常見的重金屬污染物，其會對人體造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及血管產(chǎn)生較大的毒害，尤其是兒童，食品中若鉛含量過高，會影響兒童智力發(fā)育，導(dǎo)致兒童出現(xiàn)智力低下、認知功能障礙等現(xiàn)象。目前，我國食品規(guī)定鉛類重金屬殘留限量最高為

0.8 μg·mL-1，鮮乳為0.05 μg·mL-1[1]。

1.2 砷污染

食品砷污染主要是含砷土壤、農(nóng)藥以及水體等所造成的。砷及化合物屬于細胞原漿毒，人長期食用砷含量超標(biāo)的食品會導(dǎo)致細胞中毒，甚至有的會誘發(fā)肺癌、皮膚癌，并且會對胎兒造成危害。目前，我國食品規(guī)定砷類重金屬殘留限量最高為0.7 mg·kg-1，鮮乳為0.2 μg·mL-1。

1.3 汞污染

汞對于人體的危害巨大，若食品中汞元素超標(biāo)，會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟以及腎臟，并且可通過胎盤對胎兒造成影響，引發(fā)胎兒畸形、先天性癡呆。汞類重金屬污染物中危害最大的是甲基汞，目前，我國食品規(guī)定汞類重金屬殘留限量最低

為0.01 mg·kg-1[2]。

1.4 鎘污染

鎘是食品中常見的重金屬污染物，其對人體的毒害主要分為急性和慢性兩種，急性鎘中毒會出現(xiàn)胸悶、呼吸困難等癥狀。慢性鎘中毒會損傷腎臟，引發(fā)高磷酸尿、高氨基酸尿、葡萄糖尿。目前，我國食品規(guī)定鎘類重金屬殘留限量最高為0.03～

0.05 mg·kg-1。

2 食品重金屬污染檢測技術(shù)探討

2.1 常規(guī)檢測技術(shù)

2.1.1 原子吸收光譜法

食品重金屬檢測時，原子吸收光譜儀是常用的檢測儀器設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)對鉛、鎘、汞、砷等多種重金屬元素的精準(zhǔn)有效檢測。原子吸收光譜法檢測食品重金屬主要是通過3種方法實現(xiàn)的。①火焰原子吸收光譜法，其優(yōu)勢在于具備較高的精密度，成本低，在線分析方便，但也具有檢出限高的劣勢，因此常用于食品中目標(biāo)元素含量較高的食品重金屬殘留檢測。②石墨爐原子吸收光譜法，其優(yōu)勢在于具備較高的靈敏度，檢出限低，但檢測速度緩慢，檢測范圍狹窄，每次只能夠?qū)崿F(xiàn)對一個重金屬元素的檢測，因此檢測效率不理想，多被用于檢測食品中的鉛、鎘等因素。③氫化物發(fā)生法，其優(yōu)勢在于具備極高的檢測靈敏度，并且自動化水平高，目前用于檢測食品中的鉛、砷等重金屬。

2.1.2 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法，其檢測原理是利用待測元素的原子蒸氣在特定頻率輻射下能激發(fā)光源所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強度判斷食品中某種重金屬元素的殘留量。原子熒光光譜法具有諸多的優(yōu)勢，如較快的分析速度、較高的靈敏度、較低的檢出限、操作便捷等，因而被廣泛應(yīng)用于食品中汞、砷、鉛、硒等多種重金屬物質(zhì)的殘留檢測，極大地滿足了食品重金屬檢測需求[3]。

2.1.3 紫外分光光度計法

紫外分光光度計法在食品重金屬殘留檢測中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品中砷的測定可采用二乙氨基二硫代甲酸銀比色法，鉛的測定可采用雙硫腙比色法。紫外分光光度計法是利用重金屬元素和試劑反應(yīng)顯色在紫外光下有吸收的這一原理測定食品重金屬元素的含量，當(dāng)前該法憑借自身操作簡單、檢測結(jié)果可靠等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測中，但該法也具有一定的劣勢，如特定顯色劑造價高、檢出限較高等。

2.1.4 電感耦合等離子體法

電感耦合等離子體法主要包括兩種。①電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，該法是利用高頻感應(yīng)電流所產(chǎn)生的高溫，將反應(yīng)氣加熱、電離，然后借助元素所發(fā)出的特征譜線，對譜線強度和重金屬含量進行對比測定，最終確定重金屬含量。目前，該法憑借自身較小的干擾和較高的靈敏度，被廣泛用于鎘、汞等元素的檢測中。②電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該法是將電感耦合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)合應(yīng)用，利用電感耦合等離子體對檢測樣品進行氣化處理，分離出待測金屬物質(zhì)，然后利用質(zhì)譜測定，通過離子荷質(zhì)比定性、定量分析食品中的多種重金屬元素，其優(yōu)勢在于檢出限低，但易于遭受污染，并且檢測成本高，在海帶、調(diào)味品的銅、鋅、鎘、鉛等重金屬的檢測中應(yīng)用較為廣泛。

2.1.5 高效液相色譜法

高效液相色譜是色譜法的重要組成部分，其在食品重金屬殘留檢測中發(fā)揮著不可替代的作用。該法主要以液體為流動相，借助高壓輸液系統(tǒng)將單一、混合溶劑裝入固定相的色譜柱內(nèi)，然后自動分離各類成分，利用檢測器檢測處理，最終得出檢測樣品中重金屬殘留量。當(dāng)前，高效液相色譜法憑借自身易于回收、不易被破壞和干擾的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于食品中鋅、鎘、鉛等多種重金屬元素的同時測定中，為保障食品安全提供了重要的技術(shù)支撐。

2.2 快速檢測方法

2.2.1 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法應(yīng)用于食品重金屬檢測中，是利用電化學(xué)方法和原理檢測食品樣本，可實現(xiàn)對食品中重金屬殘留量的定性、定量分析。電化學(xué)分析法具有諸多的優(yōu)勢，如成本低、操作方便、靈敏度高、檢測效率高等，對于食品中重金屬殘留的最低檢測限可達10～12 g·L-1。但是該檢測法應(yīng)用時對檢測條件有著較為苛刻的要求，測定結(jié)果重現(xiàn)性不高。目前，電化學(xué)分析法常被應(yīng)用于食品中銅、鎘、鉛等重金屬元素的檢測中[4]。

2.2.2 陽極溶出伏安法

食品重金屬檢測中，陽極溶出伏安法發(fā)揮著重要的作用，該法是在一定電位下，使部分待測金屬離子還原成為金屬，然后析出于電極表面，此時向電極施加反向電壓，促使微電極上的金屬氧化，最終產(chǎn)生氧化電流，通過分析氧化環(huán)節(jié)電流-電壓曲線，即可判斷出重金屬殘留情況。陽極溶出伏安法的應(yīng)用優(yōu)勢在于具備較高的檢測靈敏度和精度，并且檢測成本低，這是傳統(tǒng)檢測技術(shù)方法所不具備的，當(dāng)前陽極溶出伏安法憑借自身諸多優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于食品中銅、鉻、鎘等多種元素的檢測中，極大地保障了食品質(zhì)量安全。

2.2.3 酶分析法

酶分析法應(yīng)用于食品中重金屬殘留的檢測中，主要是利用酶和重金屬離子兩者之間的反應(yīng)變化分析判斷重金屬種類及殘留量。部分重金屬離子和酶相遇后會發(fā)生一定的反應(yīng)變化，這些變化主要通過導(dǎo)電性、酸堿度、吸光率以及顯色劑顏色等體現(xiàn)，通過肉眼觀察的方式以及檢測pH值的方式即可快速獲取結(jié)果，通過分析即可判斷出食品當(dāng)中重金屬元素的含量和種類。應(yīng)用酶分析法時，需使用較多的酶，如過氧化氫酶、脲酶等，相較而言，脲酶的應(yīng)用更加廣泛。酶分析法用于分析食品重金屬，具有價格便宜、操作方便、測定便捷等方面的優(yōu)勢，為新時期食品重金屬殘留檢測提供了巨大便利和幫助。

2.2.4 免疫分析法

免疫分析法是將食品中的重金屬離子和化合物相結(jié)合，將結(jié)合了金屬離子的化合物連接至載體蛋白上，促使其產(chǎn)生特異性的抗體，最終分析抗體即可明確食品當(dāng)中重金屬的類型及殘留量。免疫分析法應(yīng)用于食品重金屬殘留檢測中，可實現(xiàn)對汞、鎘、鉛等多種重金屬元素的定性、定量分析，具備較高的靈敏度和特異性，極大地彌補了傳統(tǒng)檢測技術(shù)和儀器設(shè)備的缺陷，能夠現(xiàn)場快速完成重金屬污染樣品的檢測，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)對批量樣品的快速檢測，整個檢測過程具備較高的效率和質(zhì)量，極大地降低了檢測成本方面的投入。

2.2.5 生物傳感技術(shù)

生物傳感器具有小而輕便的特征，借助該儀器設(shè)備檢測食品重金屬時，待測物質(zhì)和生物傳感器當(dāng)中的活性材料產(chǎn)生反應(yīng)變化后會形成化學(xué)信號，該化學(xué)信號經(jīng)過生物傳感器轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟軌蛴糜诙糠治鎏幚淼碾娦盘枺娦盘柦?jīng)過放大輸出后，經(jīng)過換算即可得到待測物質(zhì)的濃度，最終測得食品重金屬含量和種類。生物傳感技術(shù)用于檢測食品重金屬，需要借助相應(yīng)的生物傳感器完成，包括細胞傳感器、酶生物傳感器、微生物傳感器等。當(dāng)前生物傳感技術(shù)憑借自身低成本、方便快捷以及較強的抗干擾性能和較高的準(zhǔn)確度被廣泛應(yīng)用于食品重金屬檢測中。

2.2.6 快速檢測試紙法

快速檢測試紙法在食品重金屬現(xiàn)場快速檢測中發(fā)揮著重要的作用，該法是將具有特效顯色反應(yīng)的生物染色劑通過浸漬附載到試紙上，制作成重金屬快速檢測試紙，在經(jīng)過反復(fù)的試驗之后最終確定試紙和重金屬的最佳反應(yīng)條件，最終即可用于檢測食品重金屬殘留情況?？焖贆z測試紙檢測食品重金屬的優(yōu)勢在于檢測效率非常高，非常適宜用于食品的現(xiàn)場快速檢測，只需要10 min左右就能夠精準(zhǔn)完成檢測工作，對食品當(dāng)中重金屬的檢測靈敏度能夠達到0.01～20.00 mg·kg-1，這是新時期食品重金屬檢測的重要應(yīng)用方向[5]。

2.2.7 納米粒子比色法

納米粒子比色法是新型技術(shù)的重要產(chǎn)物，主要是利用目標(biāo)物所引起的納米粒子的聚集、分散反應(yīng)，以及出現(xiàn)的顏色變化，進而分析判斷重金屬殘留情況。目前，依靠納米粒子比色法研制出的納米探針，憑借自身優(yōu)越的性能和極小的污染性引發(fā)了越來越多人的關(guān)注，相關(guān)技術(shù)將是未來食品重金屬檢測領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

3 結(jié)語

食品質(zhì)量安全與民生息息相關(guān)。針對當(dāng)前頻發(fā)的食品重金屬污染問題，相關(guān)人員要高度重視起來，提高食品重金屬檢測意識，靈活應(yīng)用重金屬檢測技術(shù)，準(zhǔn)確測定食品重金屬殘留量，了解判斷食品質(zhì)量狀況，及時處理重金屬殘留超標(biāo)的“問題”食品，杜絕其流入市場，保障食品衛(wèi)生安全，防止食品質(zhì)量安全問題的發(fā)生，確保消費者舌尖上的安全，為食品行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定有利的基礎(chǔ)。

參考文獻

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[2]王曉娟，王惠玉.食品中重金屬常見種類和檢驗樣品處理以及檢驗分析[J].當(dāng)代化工研究，2022（7）：37-39.

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[4]方振幫，王國良.淺析食品中重金屬元素檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和前景展望[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，13（2）：26-33.

[5]余翔，王巍，程廷濤.食品中常見重金屬及檢驗方法探究[J].中國食品，2020（23）：127.