糧食重金屬檢測方法的研究進展

摘要：重金屬的污染含量問題在糧食的種植、收購、儲存以及生產過程中一直是我國糧食及食品行業關注的重要問題。隨著社會經濟的發展，人們對食品安全的關注度日益增加，食品安全國家標準也對鉛、鉻、鎘、汞、砷、錫、鎳等金屬污染物的限量值做了具體的規定要求，所以重金屬元素的檢測方法也日益在發展進步，快速、準確、操作簡單的重金屬元素檢測方法可以有效的提高檢測效率，本文對目前糧食現行的檢測方法進行了分析探討，為重金屬元素的檢測方法的選擇提供一定的參考。

關鍵詞：糧食;重金屬;檢測方法

Abstract：the pollution content of heavy metals has always been an important issue concerned by China's grain and food industry in the process of grain planting，purchase，storage and production. With the development of social economy，people pay more and more attention to food safety. The national standard for food safety also makes specific requirements for the limit values of metal pollutants such as lead，chromium，cadmium，mercury，arsenic，tin and nickel. Therefore，the detection methods of heavy metal elements are also developing and improving，fast，accurate The simple detection method of heavy metal elements can effectively improve the detection efficiency. This paper analyzes and discusses the current detection methods of grain，so as to provide a certain reference for the selection of detection methods of heavy metal elements.

Key words：grain; Heavy metals; test method

重金屬檢測是與毒素檢測并肩的糧食安全監測的非常重要的監測指標。原糧的安全監測是把控食品安全的首要環節。隨著技術的發展，檢測重金屬的方法不斷更新，越來越快捷、可靠。目前糧食行業中出現的重金屬的檢測方法有X射線熒光光譜法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、紫外分光光度法、近紅外漫反射光譜技術、酶抑制比色法、微分電位溶出分析法、膠體金法等，對于各重金屬污染元素的檢測方法的研究結果如下。

鉛的檢測方法

國家食品安全標準GB5009.2762對鉛的檢測方法，規定按GB5009.12中的方法測定。GB5009.12中鉛含量測定的電感耦合等離子體質譜法、石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法和二硫腙比色法。石墨爐原子吸收光譜法檢出限是0.02mg/kg，定量限是0.04mg/kg;電感耦合等離子體質譜法檢出限是0.02mg/kg，定量限是0.05mg/kg;火焰原子吸收光譜法方法檢出限是0.4mg/kg，定量限是1.2mg/kg;二硫腙比色法檢出限是1mg/kg，定量限是3mg/kg。幾種方法樣品前處理方法是濕法消解、微波消解和壓力罐消解，消解定容后的樣品溶液用不同方法進行測定的操作復雜程度及完成時間有差異。

火焰原子吸收光譜法單樣檢測完成時間在幾種方法中最短，約一分鐘左右，進樣量在幾種方法中較大，約三毫升;電感耦合等離子體質譜法單樣檢測完成時間約兩分半鐘，進樣量約一毫升;石墨爐原子吸收光譜法單樣檢測完成時間約三分鐘左右，進樣量最大100微升;二硫腙比色法是樣品消解定容后還需加試劑于分液漏斗中振蕩過濾方可取樣液放入比色皿然后用分光光度計進行測定，單樣檢測完成時間約十五分鐘，樣液用量約4毫升。

日常工作中，為提高工作效率，一般不采用操作繁瑣的二硫腙比色法。而火焰原子吸收光譜法的方法檢出限遠高于GB2762規定的限量值，不能用于糧食樣品中鉛的檢測。石墨爐原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質譜法檢出限和定量限差不多，石墨爐原子吸收光譜法與電感耦合等離子體質譜法單樣檢測時長相近，石墨爐原子吸收光譜法檢測成本低，且有的石墨爐分光光度計可以直接固體進樣[1]減少樣品前處理過程中的誤差。所以，目前糧食行業中檢測鉛元素的方法以石墨爐原子吸收分光光度法為主。

鉻的檢測方法

國家食品安全標準GB5009.2762對鉻的檢測方法規定按GB5009.123中的方法測定。GB5009.123中鉻含量的測定只有石墨爐原子吸收光譜法，該法檢出限是0.01mg/kg，定量限是0.03mg/kg。樣品前處理方法有濕法消解、微波消解和壓力罐消解，消解定容后的樣液直接進行測定。

鎘的檢測方法

國家食品安全標準GB5009.2762對鎘的檢測方法規定按GB5009.15中的方法測定。GB5009.15中鎘含量測定的方法只有石墨爐原子吸收光譜法，該法檢出限是0.001mg/kg，定量限是0.003mg/kg。樣品前處理方法有濕法消解、微波消解和壓力罐消解，消解定容后的樣液直接進行測定。

汞的檢測方法

國家食品安全標準GB5009.2762對汞的檢測分為總汞和有機汞，均按照GB5009.17規定的方法測定。GB5009.17中總汞測定的方法有原子熒光光譜分析法和冷原子吸收光譜法。原子熒光光譜分析法檢出限是0.003mg/kg，定量限是0.010mg/kg;冷原子吸收光譜法檢出限是0.002mg/kg，定量限是0.007mg/kg。兩種方法的樣品前處理方法都是是回流消解、微波消解和壓力罐消解，消解定容后的樣品溶液用不同方法進行測定的操作復雜程度及完成時間有差異。

原子熒光光譜分析法用原子熒光光譜儀的自動進樣器直接吸入消解定容后的樣液，單樣檢測完成時間約20秒，用樣量約一毫升;冷原子吸收光譜法方法用冷原子吸收光譜儀進行測定消解定容后的樣液，單樣檢測完成時間較原子熒光光譜分析法長，進樣量約五毫升。由于原子熒光光譜分析儀的檢出限、靈敏度、重現性均好于冷原子熒光光譜儀，且國家食品安全標準GB2762對汞的限量值規定的低，所以目前糧食行業中檢測總汞的方法為原子熒光光譜分析法。

GB5009.17中規定了甲基汞含量測定的液相色譜-原子熒光光譜分析法，本方法樣品前處理方法是用5mol/L的鹽酸溶液浸泡過夜，然后超聲提取，離心過濾后進行檢測。目前糧食樣品中只做總汞的檢測。

砷的檢測方法

國家食品安全標準GB5009.2762對砷的檢測分為總砷和無機砷，均按照GB5009.11中的方法測定。GB5009.11中總砷含量測定的方法有電感耦合等離子體質譜法、氫化物原子熒光光譜法和銀鹽法。電感耦合等離子體質譜法檢出限是0.003mg/kg，定量限是0.010mg/kg;氫化物發生原子熒光光譜法檢出限是0.010mg/kg，定量限是0.040mg/kg;銀鹽法檢出限是0.2mg/kg，定量限是0.7mg/kg。電感耦合等離子體質譜法的樣品前處理方法有微波消解法和高壓密閉消解法;氫化物發生原子熒光光譜法的樣品前處理方法有濕法消解和干灰化法;銀鹽法的樣品前處理方法有硝酸-高氯酸-硫酸法、硝酸-硫酸法、灰化法。消解定容后的樣品溶液用不同方法進行測定的操作復雜程度及完成時間有差異。

電感耦合等離子體質譜法用電感耦合等離子體質譜儀的蠕動泵吸入消解定容后的樣液，單樣檢測完成時間約兩分半鐘，進樣量約一毫升;原子熒光光譜分析法用原子熒光光譜儀的自動進樣器直接吸入消解定容后的樣液，單樣檢測完成時間約20秒，用樣量約一毫升;銀鹽測定砷含量，樣品消化定容后還需加試劑反應45min方可取樣液放入比色皿然后用分光光度計進行測定，單樣檢測完成時間約兩個小時，樣液用量約4毫升。

日常工作中，為提高工作效率，一般不采用操作過程繁瑣、耗時較長、檢出限高的銀鹽法，若沒有其他方法所需的儀器設備，可采用此法。電感耦合等離子體質譜法方法檢出限優于氫化物發生原子熒光光譜法，但氫化物發生原子熒光光譜法檢測成本低，所以目前糧食行業中檢測總砷的方法以氫化物發生原子熒光光譜法為主。

GB5009.11中規定了無機砷含量測定的液相色譜-原子熒光光譜分析法和液相色譜-電感耦合等離子體質譜法。液相色譜-原子熒光光譜分析法測定無機砷的檢出限是稻米0.02mg/kg、水產動物0.03 mg/kg、嬰幼兒輔助食品0.02 mg/kg;定量限是稻米0.05mg/kg、水產動物0.08 mg/kg、嬰幼兒輔助食品0.05 mg/kg;液相色譜-電感耦合等離子體質譜法測定無機砷的檢出限是稻米0.01mg/kg、水產動物0.02 mg/kg、嬰幼兒輔助食品0.01 mg/kg;定量限是稻米0.03mg/kg、水產動物0.06 mg/kg、嬰幼兒輔助食品0.03 mg/kg。兩種檢測方法的樣品前處理方法一樣，都是用0.15mol/L的硝酸溶液浸泡過夜，然后加熱提取，冷卻離心后過濾得到待測液進行測定。

液相色譜-電感耦合等離子體質譜法的方法檢出限優于液相色譜-原子熒光光譜分析法，但液相色譜-原子熒光光譜分析法檢測成本低，所以目前糧食行業中檢測無機砷的方法以液相色譜-原子熒光光譜分析法為主。

錫和鎳的檢測方法

GB2762中關于污染物錫的限量只對用鍍錫薄板容器包裝的食品和罐裝嬰幼兒配方食品、罐裝嬰幼兒輔助食品規定了限量值;關于污染物鎳的限量只對氫化植物油和氫化植物油為主的產品規定量限值。均為對兩種污染物在糧食中的限值作出規定，本文就不予以討論研究。

對于糧食中鉛、鉻、鎘、汞、砷幾種污染物的檢測方法，除了GB2762指定的檢測方法，日常檢測工作中還有很多現行等同有效的檢測方法。鉻、鎘、總汞也可以用電感耦合等離子體質譜法進行檢測;鎘、砷、鉛也可以用X射線熒光光譜法進行檢測[16];汞可以用直接測汞儀進行測定等。除此之外還有很多方法比如膠體金免疫層析法系統檢測法[2-4]、電化學檢測法[5-6]、近紅外漫反射光譜技術[9]等。

結語

糧食中檢測重金屬污染的方法很多，有快速檢測方法也有專業的檢測方法，日常工作中可以把實際工作需要和檢測方法的適用性相結合來選擇合適的檢測方法。隨著科技的發展，操作便捷、結果準確的檢測方法也一直在更新。

參考文獻：

[1]Gunduz S，Akman S. Determination of lead in rice grains by solid sampling HR-CS GFAAS[J]. Food Chem，2013，141（3）：26342638.

[2]郭健，張念英，張璐璐，等.膠體金免疫層析快速定量檢測糧食中鎘殘留[J].食品科技，2018，43（11）：354-357.

[3]刑常瑞.重金屬與微囊藻毒素單克隆抗體制備和快速檢測技術研究[D].無錫：江南大學，2015

[4]劉美辰.石墨爐原子吸收光譜法和膠體金快速定量法測定糧食中鉛的對比研究[J].食品 研究與開發，2019，40（9）：149-153.

[5]李向力，王永，王法云，等.基于微分電位溶出法分析技術的面制品中砷含量的快檢方法[J]. 河南科學，2013，31（9）：1355-1357.

[6]萬素娟，欒景合，陳平，等.方波陽極溶出伏安法測定大米中的痕量鎘[J].遼寧石油化工大學學報，2012，32（2）：31-33.

[7]龐艷華，薛大方，田苗.微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定食品中的18種元素[J]. 現代科學儀器，2011，（3）：78-80.

[8]朱忠寶.糧食重金屬的污染防治及檢驗測算技術[J].現代食品，2019（13）：158-161.

[9]徐慶賢，沈恒勝，林斌.利用近紅外漫反射光譜技術建立甘薯莖葉重金屬預測模型[J].食品工業科技，2007，28（3）：233-235.

[10]GB2762-2016，食品安全國家標準 食品中污染物限量[S].

[11]GB5009.12-2017，食品安全國家標準 食品中鉛的測定[S].

[12]GB5009.11-2014，食品安全國家標準 食品中總砷及無機砷的測定[S].

[13]GB5009.15-2014，食品安全國家標準 食品中鎘的測定[S].

[14]GB5009.17-2014，食品安全國家標準 食品中總汞及有機汞的測定[S].

[15]GB5009.123-2014，食品安全國家標準 食品中鉻的測定[S].

[16]李菲菲. X射線熒光光譜法檢測糧食中鎘元素的應用探討[J].糧食與飼料工業，2020（2）：21-25.

[17]鞏佳第，曹曉林，曹趙云，等.液相色譜-電感耦合等離子體質譜法測定稻米中的5種砷形態[J].色譜，2014（7）：717-722.

[18]劉斌，黎天勇，蔡揚堯. 微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鎘的含量[J].糧食科技與經濟，2019，44（1）：32-33.

[19] 陳凌鋒.糙米中砷形態檢測方法的對比研究[J].食品安全質量檢測學報，2020，11（17）：6132-6135.

作者簡介：

張愛英（1988-），女，漢族，安徽濉溪縣人，碩士研究生，助理工程師，主要從事光度分析研究。地址：安徽省合肥市蜀山區潛山北路432號;郵箱：673253215@qq.com;電話：18326091926