原子吸收光譜儀

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原子吸收光譜儀檢測海産品、飲料及乳制品中重金屬

發布日期:2019-08-12  點擊次數:

一、海産品中重金屬的檢測

海産品是沿海地區居民飲食中主要的重金屬來源,近海水域和其中生長的動物體内重金屬含量往往較高。對11種普通食品進行重金屬含量檢測表明,魚類等海産品相對于蔬菜、谷類、水果、蛋類、肉類、牛乳、油等具有較高的As、Cd、Hg 和 Pb 含量。可見,海産品的重金屬檢測對食品安全是非常重要的。魚類對污染物質十分敏感,通過測定魚體内的金屬含量,可以監測食品來源。魚類的測定分為兩種,一種是對罐裝加工後魚類食品的測定,金屬元素來源為水源地和加工過程;另一種是對鮮魚的測定,金屬元素來源主要是水源地。Ashraf 等對罐裝大馬哈魚、沙丁魚和金槍魚中的重金屬進行了研究,采用 GFAAS 法測定 Pb 和 Cd 的含量,FAAS 法測定 Ni、Cu 和 Cr 的含量,回收率為90%~110%,結果表明,沙丁魚中 Pb 和 Ni 的含量分别比金槍魚高出4倍和3倍。Shiber 等使用GFAAS 法對購自美國肯塔基州東部的罐裝沙丁魚中 As、Cd、Pb 和 Hg 的含量進行了測定。樣品直接用 HNO3 和H2O2 進行消解,測定結果為每克樣品(濕質量)中平均含 As 1.06μg、Cd 10.03μg 和 Pb 0.11μg。研究發現罐裝魚中的金屬含量和配料具有一定的相關性,包裝在番茄配料中的沙丁魚含 Cd 較高,包裝在溶液中的沙丁魚含 As 較高,而包裝在油中的沙丁魚含 Pb 較高。


雙殼貝類屬濾食性生物,對重金屬具有很強的富集能力,目前很多國家都已經把贻貝和牡蛎等貝類作為重金屬污染的指示生物。貝類産品的污染不僅影響其出口,還直接影響消費者的身體健康。因此,貝類養殖水體中重金屬的安全限量監測對保證消費者食用貝類的安全十分必要。Jeng 等對台灣西海岸水域出産的贻貝類水産品中的金屬元素含量進行了研究,分别使用 FAAS 法和 GFAAS 法對 Cu、Zn 和 Pb、Cd、Hg、As 進行了測定。結果表明,伴随着工業增長所帶來的環境污染,台灣香山區牡蛎中 Cu 和 Zn 的含量呈逐年遞增趨勢,其中采自二仁溪河口的牡蛎中Cu 的含量在10年間增長了60多倍。Kwoczek 等利用原子吸收光譜法對蝦、贻貝和蟹等海産品中的15種人體必需金屬元素和有害金屬元素進行了測定。将可食部分從貝類體内分離出來,經過烘幹和微波消解等處理過程後,以 FAAS 法測定 Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Mg 和 Ca,以 GFAAS 法測定 Cd 和 Pb,以 HGAAS 法測定 Se和 Hg,并将貝類的金屬元素水平與鳕魚、鲱魚、豬肉、牛肉、雞肉和蛋類中的金屬元素水平進行了比較。對重金屬元素每周耐受攝入量(PTWI)的分析結果表明,在所有測定的貝類産品中,Hg、Cd 和 Pb 的含量均不會對人體産生危害。Strady 等利用 GFAAS 法和 ICP-MS 法對牡蛎中的 Cd 進行了研究。通過測定海水、藻類和牡蛎組織中的Cd 含量,發現牡蛎的 Cd 污染主要來自海水的直接污染,而通過食物鍊産生的污染量僅占1%。鄭偉等采用原子吸收光譜法測定連雲港海州灣池塘的四角蛤蜊中 Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和 Zn 等6種金屬元素的含量。分别對四角蛤蜊外套膜、鰓、斧足、閉殼肌和内髒團5種組織進行檢測,結果表明内髒團是重金屬選擇性富集的主要器官。單因子指數評價結果表明5種組織中主要重金屬污染物為Ni,污染指數為0.87(斧足)~10.73(内髒團);其次為Pb和Zn;Cd 僅在内髒團中呈輕度污染;未受 Cr 和 Cu 污染。


二、飲料中重金屬的檢測

近年來,随着大量新品種、新口味和具有新功能的飲料不斷湧現,消費者對飲料質量與安全的要求日益提高,其中有害金屬元素的檢測成為一項重要内容。飲品中重金屬的來源不僅與所用原料的種類有關,還與加工過程、包裝和産地等因素相關。Grembecka 等使用 FAAS 法對市售咖啡中 Ni、Cu、Cr、Cd 和 Pb 等14種金屬元素的含量進行了測定。對測得的咖啡樣品中所有金屬元素的濃度數據進行了因素分析,結果表明咖啡中的部分金屬元素含量呈現明顯的相關性;不同種類咖啡(如研磨咖啡、速溶咖啡和咖啡浸液等)中的金屬元素含量分布不同,這為分辨咖啡品種提供了依據。王碩等對飲料中的 Cu 含量進行了分析,樣品在酸性條件下經吡咯烷二硫代氨基甲酸铵-二乙氨基二硫代甲酸鈉-甲基異丁酮(APDC-DDTC-MIBK)體系萃取,然後使用 GFAAS 法對 Cu 元素含量進行測定。得到了方法的檢出限為0.265μg/L,線性範圍為1.5~10μg/L,相關系數為0.9993,加标回收率為95.79%~100.74%,相對标準偏差為3.13%~5.06%。該方法為碳酸飲料中重金屬的檢測提供了新的途徑。


不但葡萄酒中的金屬元素對其感官風味有一定影響,而且 Pb 等重金屬元素在葡萄酒中的含量是否符合安全标準還關系到廣大消費者的健康。Moreno 等使用 GFAAS 法測定了54種市售紅酒中 Pb 和 Ni 的含量,并使用電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)法測定了 Cu、Al 和 Fe等元素的含量。對測定結果分别進行了線性判别分析(LDA)和概率神經網絡(PNN)分析,通過得到金屬含量和葡萄酒品種之間的正确判别分類達到90%和95%的水平。郭金英等使用 GFAAS 法對紅葡萄酒中的痕量 Pb 進行了分析。通過對測定條件進行優化,以0.15mol/L 的硝酸調節紅葡萄酒,磷酸二氫铵作基體改進劑,灰化溫度700℃,原子化溫度1800℃,建立了葡萄酒中 Pb 的快速分析方法。該方法的加标回收率為98%,測定結果的相對标準偏差為3%。


三、乳制品中重金屬的檢測

牛乳是日常生活中的重要飲品,但其中除了含有對人體有益的鈣等元素外,還可能含有重金屬元素如 As、Pb、Hg和 Cd 等。尤其是在近幾年乳制品安全事故頻發的情況下,牛乳中的重金屬含量成為乳制品檢驗的一個重要指标。Qin Liqiang 等利用原子吸收光譜法、等離子體發射光譜法和原子熒光光譜法測定了牛乳中的微量元素,比較了國産牛乳和日本進口牛乳中重金屬含量的差異。結果表明,國産牛乳中 Cr、Pb 和 Cd 的含量雖符合國家标準的限定值,但高于日本牛乳中的含量。李勳等通過電化學氫化物發生與原子吸收光譜聯用的方法,對鮮牛奶中無機砷進行了形态分析。結果表明,在電流為0.6A 和1A 的條件下,As3+和As5+在0~40μg/L質量濃度範圍内均成良好的線性關系;As3+和As5+的檢出限分别為0.3μg/L 和0.6μg/L;樣品加标回收率為96%~104%。該方法避免了As5+的預還原步驟,不僅縮短了分析時間,還降低了樣品的污染。


原子吸收光譜法測定食品中的重金屬具有靈敏、高效、準确等優點。根據待測金屬種類和濃度的不同,實驗中需要選擇石墨爐、火焰和氫化物發生等原子吸收光譜,并結合适當的預處理手段,其中消解設備、改進劑、消解試劑和消解溫度等均直接影響測定結果的準确性。但是,由于食品種類繁多,相關标準和法規的制定需要借助更大量的檢測實驗和更先進的檢測手段。可見,食品檢測還有很多有待探索的未知領域。為了可以更準确和快速地測定樣品中的金屬元素,原子吸收光譜還經常與其他檢測手段,比如原子吸收光譜與高效液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳等技術聯用。原子吸收光譜法的應用、完善和創新必将帶動食品安全的監管以及相關檢測标準的完善