廣西南寧興寧區不同季節水牛和娟姍牛乳中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，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，營養均衡的食品已逐步成為人們的首選。牛奶作為一種營養豐富的食品，在我們國家食譜上占有重要的地位。食品安全標準GB 19301-2010[1]中明確規定了生乳應當進行的六類指標檢測，包括感官指標、理化指標、污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量、農藥殘留限量和獸藥殘留限量。其中污染物限量應當符合GB 2762-2017食品中污染物限量標準[2]，該標準規定了食品中鉛、鎘、汞、砷、錫、鎳、鉻、亞硝酸鹽、硝酸鹽、苯并[a]芘、N-二甲基亞硝胺、多氯聯苯、3-氯-1，2-丙二醇等指標的限量上限。As和Hg作為牛奶中常見的重金屬污染元素，在生乳的安全與質量控制中是非常重要的指標。

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

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。保持牛場正常生產管理制度進行飼養管理。樣品采集前一個星期對牛群健康狀況、采食量、泌乳量等進行觀察，數據無明顯變動后分別于四個季節中旬的上午 6：00～9：00和下午14：30～16：00統一人工擠奶，每個季節隨機采樣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℃冷藏保存備用。牧草等粗飼料及精飼料樣品取樣后于65℃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GB 5009.11-2014食品中總砷及無機砷的測定[3]，Hg樣品制作采用聚四氟乙烯壓力罐消解法，參考國標GB 5009.17-2014食品中總汞及有機汞的測定[4]。

1.2 儀器設備及試劑

1.2.1 儀器設備

PF6-3原子熒光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；電熱恒溫真空干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；加熱平臺，蘇州九聯科技有限公司；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，南寧藍天醫用氣體有限公司。

1.2.2 試劑

As、Hg 1 000 ug/L標準溶液，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。采用標準曲線法測量，線性截距方程，峰面積積分方式，載液1、2次進樣量都為1.5 mL，樣品進樣量1.0 mL，清洗過程載液進樣量1.0 mL。每個樣品檢測3次，RSD(Relative standard deviation，相對標準偏差)控制在10%以內，取平均值。每個季度所有樣品前處理完成后，樣品統一檢測，避免因檢測批次不同帶來誤差。儀器檢測條件設置及測定準確度衡量參數如表1、表2所示。結果計算公式如下：

表1 儀器參數設定

表2 檢測結果準確度參數

其中水牛奶比重為1.120g/mL，娟姍奶比重為1.029 g/mL

2 結果數據分析

采用EXCEL及SPSS 19.0軟件對數據進行統計及分析。

2.1 不同季節生乳中As和Hg元素含量

表3 不同季節水牛生乳及娟姍牛生乳中As和Hg含量

如表3所示,兩種奶牛各季節生乳中As及Hg元素含量均未超過國標限量值。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（P＜0.05），且其他三個季節之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 不同季節水源中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，對本地區牛奶生乳中As及Hg含量影響較小。

2.3 不同季節飼料中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準。水牛場四個季節粗飼料中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（P＜0.05），其他三個季節之間差異不顯著（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（P＜0.05），其他三個季節之間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 不同季節水源中As及Hg元素含量

表5 不同季節飼料中As元素含量

表6 不同季節飼料中Hg元素含量

表7 不同季節飼料與生乳中As及Hg元素相關性

如表6所示，兩個牛場四個季節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準。水牛場四個季節粗飼料中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（P＜0.05），且其他三個季節之間差異不顯著（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（P＜0.05）；2016年秋季精飼料中Hg含量顯著高于其他三個季節（P＜0.05），且其他三個季節之間精飼料中Hg元素含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 不同季節飼料與生乳中As及Hg元素相關性分析

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相關性，但與精飼料中As含量有一定的相關性，其相關系數分別為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，與精飼料中Hg元素含量有顯著相關性（P＜0.05）?？傮w來說牛奶中As和Hg元素含量與精飼料中As和Hg元素含量相關性較高,而與粗飼料中As和Hg元素含量相關性較低。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來源于本地區,粗飼料中As含量及Hg元素含量較為穩定,但精飼料及原材料大多由其他產區輸送而來，不同產區及批次的精飼料中As和Hg元素含量存在差異，導致了生乳中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、泌尿系統、免疫系統、神經系統、呼吸系統等造成傷害，破壞人體正常的生理功能[5]；Hg會嚴重損害腎臟，肝臟，并累積損傷人體中樞神經系統、生殖系統等[6-8]。牛奶作為一種重要的食品，其品質的安全不僅僅關系到牛奶本身，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安全控制中，As和Hg含量是非常重要的指標。國家標準GB 2762-2017對生乳及乳制品中As和Hg元素含量有著嚴格的限量規定，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元素的毒性機理、檢測技術、含量監測等已經有了比較多的研究。徐亞同等于2008年通過使用發光菌構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，優化了檢測制樣流程，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重金屬元素進行了檢測，結果表明As元素風險性較低，Cd及Pb元素在消毒乳中污染嚴重[12]；王卓，張興伍等對達州市2010-2012年食品中的Pb、Cd、Al、As、Hg等重金屬元素進行監測，結果表明食用菌中汞污染較為嚴重[13]；何龍雪等于2014年對長春近郊蔬菜種植區域土壤進行了As和Hg分布及潛在風險分析，結果表明該區域土壤中As和Hg重金屬元素含量并未超過國家土壤環境質量標準Ⅱ級，但卻高于長春土壤背景值，存在一定的累積效應[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，從檢測結果上看均未超出國家標準限制。生乳中As及Hg含量，可能與水源、飼料資源、加工運輸工具、貯存環境等多方面的因素有關系。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境應當對試驗樣品中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，故水源不應當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性，而Hg元素與精飼料中Hg元素含量有顯著相關性（P＜0.05）。故水牛及娟珊牛生乳As及Hg元素含量在不同季節存在的差異性，其主要原因可能在于飼料原料的批次及產地變化，因此在實際的生產中應當嚴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險。

4 結 論

（1）通過此次連續四個季節水牛及娟珊牛生乳、飼料、水源中As和Hg重金屬元素含量的監測，結果表明：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準。

（2）水源不應當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性，而Hg元素與精飼料中Hg元素含量有顯著相關性（P＜0.05）。