姜中重金屬鉛鎘含量的研究及污染評價

◎ 黃宗蘭，黎申英，李 彪，劉花梅，戴瑞平，劉 濤，熊小輝

(江西省檢驗檢測認證總院食品檢驗檢測研究院，江西 南昌 330001)

姜（Zingiber officinaleRosc.），也稱生姜，為姜科姜屬多年生草本植物，分布于中國的中部、西南及東南部，是中國的一種重要的特色蔬菜[1]。其根莖供藥用，生姜可用于烹調配料，制成醋姜、糖姜，或者曬干或烘干制成干姜泡茶[2]。生姜的葉及其根莖可用于提取芳香油，也可用于飲料、食品和化妝品香料中[3]。

重金屬，是指比重超過5、密度一般在4.5 g·m-3以上的金屬，如鉛、鎘、汞、鉻、金、砷、銀和鎳等，總計種類超過40種，多數屬于過渡元素[4]。重金屬不能分解，過量的重金屬元素對人體會產生傷害。土壤中重金屬含量的增多會使農作物中重金屬含量相應增多，如蔬菜、谷物等，同時通過食物鏈進入漁業產品、畜牧產品中，最終在人體積聚，危害人體健康[5]。《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中對常見的食品污染物作了相關規定。近年來隨著工業進程的加快，水質、土壤受到重金屬污染加劇，姜具有重金屬吸收、富集特性，鉛（Pb）和鎘（Cd）是姜中易富集的兩種重金屬污染物[6]。因此，近幾年的《國家食品安全監督抽檢實施細則》把鉛（Pb）和鎘（Cd）列為姜必檢項目，本文分析姜中重金屬污染物鉛（Pb）和鎘（Cd）含量并進行污染風險評價，為抽檢監測提供有效的數據支撐，具有較大的實際意義。本文主要研究姜的鮮品，包括生姜、老姜、黃姜、仔姜、水姜、姜粉、姜絲、洋生姜、口味姜及醬姜中的重金屬污染水平。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

分別從超市、農貿市場銷售點采集姜樣品141個，每個樣品約2.5 kg；鉛和鎘混合元素標準貯備液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）：濃度為1 000 mg·L-1，用5%（體積比）硝酸溶液逐級稀釋到500 μg·L-1；內標元素鈧、鍺貯備液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）：濃度為1 000 mg·L-1，用5%（體積比）硝酸溶液逐級稀 釋 到500 μg·L-1；68%UP級硝酸（蘇州晶瑞化學股份有限公司）；實驗室用水均為Milli-Q二次去離子水。

1.2 儀器與設備

電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS（型號PE 2000P，美國PekinElmer公司）；原子吸收光譜儀（型號PinAAcle 900T，美國PekinElmer公司）；微波消解儀（美國CEM公司）；趕酸儀（型號GS25-20A，天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司）；電子天平（sartorius，QUINTIX124-1CN）。

1.3 實驗方法

1.3.1 試樣前處理

鉛參考GB 5009.12—2017第二法，即ICP-MS法，鎘參考GB 5009.15—2014，即原子吸收法，稱取一定量粉碎并混合均勻的樣品置于微波消解管中，加硝酸5 mL，蓋緊微波消解密封墊和蓋子，放置1 h，然后放進微波消解儀中，按照設定的程序（見表1）進行微波消解；微波消解結束，冷卻，打開蓋子，用少量水沖洗內蓋和密封墊，將消解管置于趕酸儀中，設置條件為100 ℃趕酸30 min，冷卻，用水沖洗消解管內壁并定容至50.0 mL，搖勻。同時做試劑空白試驗。

表1 微波消解儀條件表

1.3.2 儀器條件

按照GB 5009.12—2017第二法測鉛、GB 5009.15—2014測鎘設定條件。ICP-MS用調諧液以及內標溶液調試儀器，將儀器的靈敏度、精密度等符合測定要求。

1.3.3 限量要求

依據《食品中污染物限量》（GB 2762—2017）為參考標準對監測結果進行評價，具體限量值見表2。

表2 姜中鉛和鎘含量限量要求表

1.3.4 重金屬污染風險評價方法

本研究分別采用單因子污染污染指數[7]對姜中重金屬鉛和鎘污染狀況進行評價。單因子污染指數為：

式中：Pi表示姜中重金屬鉛或者鎘的污染指數；Ci表示姜中重金屬鉛或者鎘的實際測定濃度，mg·kg-1；Si表示姜中重金屬鉛或者鎘的限量標準值，mg·kg-1，即表2中鉛和鎘的限量。

當Pi≤1時，即姜未受到污染；當1＜Pi≤2時，即姜受到輕微污染；當2＜Pi≤3時，即姜受到輕度污染；當3＜Pi≤5時，即姜受到中度污染；當Pi＞5時，即姜受到重度污染[7]。

1.4 數據處理

實驗數據采用Microsoft Excel 2016進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 線性范圍及檢出限

ICP-MS測鉛線性范圍0～500 μg·L-1做校準曲線，原子吸收測鎘線性范圍0～3 μg·L-1，當樣品處理液中鎘的測定濃度超出線性范圍時，用2%硝酸稀釋至線性范圍0～3 μg·L-1。由表3可知，鉛和鎘均具有很好的線性。

表3 鉛和鎘標準系列濃度、線性方程和復相關系數表

2.2 樣品中鉛的測定

141份姜中鉛的檢出情況見表4，鉛的檢出率為19.86%，鉛含量較高的姜樣品有5份（按照GB 2762—2017標準判定為超標）。經計算可知，所有姜樣品中鉛含量的平均值達到0.021 1 mg·kg-1，未超過食品安全國家標準中姜中鉛含量的限量值0.1 mg·kg-1。

表4 姜中鉛檢出情況及檢出值分布表

2.3 樣品中鎘的測定

141份姜中鎘的檢出情況見表5，鎘的檢出率為70.92%，鎘含量較高的姜樣品有2份（按照GB 2762—2017標準判定為超標）。經計算可知，所有姜樣品中鎘含量的平均值達到0.022 mg·kg-1，未超過食品安全國家標準中姜中鎘含量的限量值0.1 mg·kg-1。

表5 姜中鎘檢出情況及檢出值分布表

2.4 姜中鉛和鎘的單因子污染評價

選用單因子污染評價對141份姜樣品的測定結果進行評估分析，結果見表6，有5份姜樣品的鉛含量高于限量值，分別為中度污染1份、輕度污染2份、輕微污染2份；鎘元素含量高于限量值的樣品有2份，2份為輕微污染。總體而言大部分姜樣品未受到重金屬元素的污染，處于安全水平。

3 結論與討論

本研究測定了141份姜樣品中鉛和鎘的含量，采用單因子污染指數法來評價姜中的鉛和鎘污染水平。結果表明，大部分姜樣品未受到重金屬元素的污染，處于安全水平。對于受到鉛和鎘污染的姜，分析其原因，姜屬于塊根類蔬菜，可能與種植土壤中重金屬污染情況及環境有關。針對Pb＞0.1 mg·kg-1，Cd＞0.1 mg·kg-1的姜樣品，后期可以追溯樣品的產地來源，測定產地及周圍土壤中鉛和鎘的含量，進一步分析重金屬元素在土壤及姜中的遷移規律。