食品中鉛含量檢測(cè)方法的進(jìn)展研究

◎ 孔曉龍，張 芳

（鄭州科技學(xué)院，河南 鄭州 450064)

食品安全問(wèn)題是關(guān)乎民生的問(wèn)題，近年來(lái)，隨著我國(guó)重工業(yè)的發(fā)展，廢水、廢氣、廢料的任意排放使周?chē)h(huán)境中的重金屬含量越來(lái)越高，對(duì)食品的污染也是越來(lái)越嚴(yán)重，會(huì)在人體內(nèi)蓄積。鉛對(duì)人體產(chǎn)生的毒害作用表現(xiàn)為頭痛、頭暈、失眠和消化系統(tǒng)癥狀，嚴(yán)重者會(huì)引起肝腎損傷或腹絞痛。鉛在自然界中的分布十分廣泛，且對(duì)人體有較大的危害性，因此對(duì)于食品中鉛的測(cè)定有重要的研究意義[1]。本文對(duì)近年來(lái)食品中鉛含量測(cè)定的常用方法進(jìn)行總結(jié)闡述。

目前食品中鉛的測(cè)定方法有火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、等離子體原子發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、陽(yáng)極溶出伏安法和生物化學(xué)技術(shù)等。

1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是根據(jù)光源輻射出待測(cè)特征譜線通過(guò)試樣蒸汽時(shí)會(huì)被蒸汽中的待測(cè)元素吸收，由特征譜線減弱程度來(lái)判斷待測(cè)元素的含量。具體分為石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、氫化物-原子吸收光譜法。

1.1 石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜法被廣泛應(yīng)用于食品中各種重金屬含量的測(cè)定，包括鉛、鈣、鋅、鐵和鈉等40多種元素[3]。在一定濃度范圍內(nèi)，樣本吸光度值與鉛的含量值成正比，檢測(cè)鉛標(biāo)準(zhǔn)品的吸光度，并與之對(duì)比可得到樣品中的鉛含量。石墨爐原子吸收光譜法是一種單一元素分析法，具有靈敏度高、檢出限低等優(yōu)勢(shì)，是一種主要的重金屬檢測(cè)方法，試驗(yàn)中微小的誤差都會(huì)引起最終分析結(jié)果的極大偏差。秦琴[4]利用石墨爐原子吸收法測(cè)定圓白菜中的鉛、鎘含量。樣品經(jīng)過(guò)前處理后，使用石墨爐測(cè)定樣品中鉛和鎘的含量。該方法準(zhǔn)確度高，適合進(jìn)行精密檢測(cè)，但是石墨爐試驗(yàn)儀器分析費(fèi)用高昂。馮銀鳳等[5]利用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定成分復(fù)雜的樣品，特別是對(duì)含鹽分較高的樣品中的鉛，采用磷酸二氫銨溶液+硝酸溶液+抗壞血酸溶液作基體改進(jìn)劑，升高反應(yīng)溫度，能提升檢測(cè)效率，減少檢測(cè)元素的損失。結(jié)果證明用磷酸二氫銨+硝酸+抗壞血酸混合液作基體改進(jìn)劑能使樣品的回收率提升15%以上，表明實(shí)驗(yàn)所用改進(jìn)劑能提升實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)度，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.8%～1.7%。實(shí)驗(yàn)所用改進(jìn)劑較為理想，適合推廣使用，但石墨管容易受到樣品殘留的污染引起記憶效應(yīng)，而空燒排除記憶效應(yīng)會(huì)縮短石墨管的壽命。

1.2 火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法是利用在某一特定濃度下，鉛的吸光度與鉛的含量呈正相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而測(cè)定鉛的含量。范文秀等[6]利用火焰原子吸收法檢測(cè)了飼料中的鉛、鎘含量，該方法預(yù)處理方便，適合于連續(xù)的測(cè)定，方法靈敏、準(zhǔn)確。但在某些情況下，當(dāng)樣品中為痕量鉛時(shí)，其檢測(cè)限往往很難達(dá)到檢測(cè)要求，無(wú)法直接檢測(cè)。采用火焰原子吸收光譜法檢測(cè)鉛，儀器操作相對(duì)簡(jiǎn)單，火焰檢測(cè)質(zhì)量穩(wěn)定，重現(xiàn)性高。

1.3 氫化物-原子吸收光譜法

氫化物-原子吸收光譜法是利用鉛元素與還原性物質(zhì)體系作用，形成易揮發(fā)的氫化物，根據(jù)光源輻射出待測(cè)特征譜線，通過(guò)試樣蒸汽時(shí)會(huì)被蒸汽中的待測(cè)元素吸收，由特征譜線減弱程度來(lái)判斷待測(cè)元素的含量。該方法優(yōu)勢(shì)在于靈敏度高、干擾少，但加樣操作對(duì)于檢測(cè)結(jié)果影響大，需要專業(yè)人員操作。胡存杰[7]利用氫化物進(jìn)行前處理，原子吸收光譜儀檢測(cè)土壤中的鉛，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%～4.5%。回收率為92%～97%。該方法方便快速，具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定，以質(zhì)荷比確定檢測(cè)元素，采用外標(biāo)法，以質(zhì)譜信號(hào)與待測(cè)元素濃度的線性關(guān)系進(jìn)行定量分析。該方法樣品制備簡(jiǎn)便，分析時(shí)間短，簡(jiǎn)便快速，精密度和準(zhǔn)確度好，靈敏度高，元素覆蓋范圍廣，但是瞬態(tài)峰生成高精度（低相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差）數(shù)據(jù)不切實(shí)際。張維[8]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定魚(yú)蝦中的鉛、鎘、汞和砷，樣品經(jīng)過(guò)微波消解后，鉛的檢出限為 0.000 5～0.005 0 mg·kg-1，回收率為83.6%～94.1%，該方法方便快捷，適用于實(shí)驗(yàn)室批量處理樣品。

3 二硫腙比色法

二硫腙比色法是目前常用的測(cè)定鉛含量的一種傳統(tǒng)的測(cè)定方法，不需要昂貴的儀器，且具有較高的靈敏度，但由于其操作復(fù)雜，操作不當(dāng)容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。科研工作者經(jīng)過(guò)不斷改良，對(duì)分液漏斗進(jìn)行了再設(shè)計(jì)，解決了常規(guī)的脫鉛不徹底、不均衡的問(wèn)題，使試驗(yàn)的精度和試驗(yàn)的成功率得到了明顯的改善[9]。目前，在檢測(cè)食品中鉛含量時(shí)，通常都是用雞心瓶替代漏斗，這樣可以安全保存，而且雞心瓶的長(zhǎng)度和瓶塞都是一樣的，可以互換使用，在檢查的過(guò)程中，不會(huì)有液體外泄，而且準(zhǔn)確率很高。在日常檢驗(yàn)中，主要使用二硫化比法來(lái)測(cè)定肉制品中的鉛。吳悠[10]利用二硫腙比色法測(cè)定核桃多肽口服乳劑中鋅含量，加標(biāo)回收率良好。該法檢出限低，適用于測(cè)定口服液中的鉛。

4 溶出伏安法

伏安法分為陽(yáng)極、陰極溶出伏安法，檢測(cè)食品中的鉛使用的是陽(yáng)極伏安法。該方法原理是利用在一定電位下，使待測(cè)離子融入或析出電極，而后施加反電壓，使電極上的金屬氧化產(chǎn)生氧化電流，利用電流-電壓曲線進(jìn)行分析。陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定是檢測(cè)鉛比較好的方法，段玉林[11]利用陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定飲用水中鎘、鉛、銅、砷，方法檢出限為0.000 04～0.001 00 mg·L-1， 加標(biāo)回收率在98.10%～100.35%，表明該方法穩(wěn)定、靈敏度高，能有效檢測(cè)金屬離子。張佛珍[12]利用該法測(cè)定化妝品粉中的鉛，樣品經(jīng)過(guò)前處理后，得出該方法回收率在95%～98%，變異系數(shù)在2.5～3.5。楊笑梅等[13]利用伏安法測(cè)定人血中鉛鎘，該法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差均小于5.2%，回收率為98.7%。說(shuō)明該方法檢出限低，適合用于食品中重金屬的檢測(cè)。

5 原子熒光法

原子熒光法是在酸性條件下，鉛與硼氫化鉀反應(yīng)生成揮發(fā)性的PbH4，進(jìn)入原子化器，然后通過(guò)空心陰極燈的照射，鉛原子激發(fā)至高能態(tài)，瞬間又回到基態(tài)，發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光，其熒光強(qiáng)度與鉛含量成正比。PbH4中間產(chǎn)物的生成對(duì)于檢測(cè)起決定性作用，溶液pH值影響鉛含量的測(cè)定。唐文杰[14]利用液相色譜-原子熒光測(cè)定大米中的有機(jī)硒，該加標(biāo)回收率大于75%，精密度在7.9%～15.5%，均滿足方法的相關(guān)要求，該方法的檢出限低，線性良好。孫倉(cāng)[15]利用原子熒光光譜法測(cè)定水中總鉛，優(yōu)化了溶液酸度、鐵氰化鉀濃度等因素對(duì)于測(cè)定結(jié)果的影響，在最佳單因素條件下，0～50 μg·L-1內(nèi)線性良好，對(duì)地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中的總鉛含量進(jìn)行了檢測(cè)。相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.07 μg·L-1，精密度為1.44%～7.27%，該方法不適合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行批量樣品的處理。

6 生物化學(xué)技術(shù)

6.1 生物傳感器技術(shù)

隨著生物科技的進(jìn)步，一些具有選擇性的多肽、冠醚等物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)或者合成出來(lái)，構(gòu)建出多種Pb2+生物化學(xué)傳感器。這類(lèi)傳感器的主要原理是離子誘導(dǎo)效應(yīng)引起超分子熒光信號(hào)變化，具有靈敏高、選擇性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。SERAP[15]利用3-溴-4-羧基苯基合成了一個(gè)固定在PVC膜上和乙醇介質(zhì)上的熒光傳感器，對(duì)土壤中的鉛進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果令人滿意。MEHEBUB[16]利用溶劑敏感的香豆素衍生物與金納米粒子偶聯(lián)生成Pb2+生物傳感器，偶聯(lián)物的組合被當(dāng)作重金屬的傳感工具，通過(guò)肉眼可見(jiàn)的顏色變化和熒光增強(qiáng)選擇性地檢測(cè)Pb2+，以此來(lái)檢測(cè)自來(lái)水、飲用水、牛奶和尿液中的Pb2+。生物傳感器具有反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但在多種離子同時(shí)存在的情況下，會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生干擾，因此無(wú)法推廣使用。此技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，有較大發(fā)展空間。

6.2 分子信標(biāo)核酸檢測(cè)技術(shù)

分子信標(biāo)技術(shù)是基于熒光能量共振轉(zhuǎn)移技術(shù)設(shè)計(jì)一段與特定核酸互補(bǔ)的寡核苷酸探針，通過(guò)與核酸靶分子進(jìn)行雜交后發(fā)出熒光，根據(jù)熒光強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)定性和定量分析[17-18]。王青[19]使用的熒光探針在檢測(cè)到Pb2+時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的熒光信號(hào)，該探針可以在常溫下使用，檢測(cè)限低。

迄今為止，分子信標(biāo)技術(shù)僅限于檢測(cè)單元素，對(duì)于多種離子同時(shí)存在的情況還無(wú)法應(yīng)對(duì)，該方面的研究具有一定的科研價(jià)值，研究力度在后續(xù)研究中有待加強(qiáng)，假如不能確定對(duì)于多離子共同存在的樣品的影響，分子信標(biāo)核酸檢測(cè)技術(shù)難以運(yùn)用實(shí)際檢測(cè)中。后續(xù)需要加快對(duì)于脫氧核酶的研究，利用小分子酶類(lèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制取方便的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展分子信標(biāo)技術(shù)。

7 結(jié)語(yǔ)

鉛的檢測(cè)方法有很多，應(yīng)用最為普遍的包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、二硫腙比色法、溶出伏安法、原子熒光法和生物化學(xué)法等，不同的方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。其中原子吸收光譜法操作簡(jiǎn)單快速，精確度高，但儀器都比較昂貴。電感耦合等離子體質(zhì)譜法污染小，準(zhǔn)確度高，操作簡(jiǎn)單快速，但是儀器和操作費(fèi)用較高，不利于展開(kāi)推廣，并且瞬態(tài)峰生成高精度（低相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差）數(shù)據(jù)不切實(shí)際。二硫腙比色法成本低，靈敏度較高，但是操作比較復(fù)雜，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。溶出伏安法是一種高效的檢測(cè)方法，且靈敏度高較為穩(wěn)定，但需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行預(yù)電解，不利于快速檢測(cè)。該方法靈敏度高，準(zhǔn)確性好，譜線比較簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍廣，方便進(jìn)行檢測(cè)。然而熒光會(huì)出現(xiàn)淬滅現(xiàn)象，不適合對(duì)于復(fù)雜樣品進(jìn)行測(cè)定。

目前，檢測(cè)鉛含量的方法有很多，但大多數(shù)都是按照國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行檢測(cè)，然而目前方法樣品前處理煩瑣，且沒(méi)有快速檢測(cè)方法。生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了生物傳感器技術(shù)和分子信標(biāo)技術(shù)的發(fā)展，有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著人們對(duì)于健康生活環(huán)境、健康飲食的重視，污染物的檢測(cè)技術(shù)正在快速發(fā)展，研發(fā)污染物檢測(cè)技術(shù)對(duì)環(huán)境檢測(cè)、食品中的鉛含量控制有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。