食品重金屬檢驗樣品處理和檢驗方法研究

◎ 杜 艷

（廊坊卓冠檢測科技有限公司，河北 廊坊 065000）

在食品生產過程中，重金屬通過各種途徑被帶入食品中，當其累積到一定數量時，就會對人們的身體健康產生很大的傷害。所以，在進行食品檢驗時，技術人員要對食品中的重金屬成分和含量進行分析檢測。由于各種重金屬的性質不相同，采用的檢測方法也不相同。為保證檢測結果的準確性，取樣和樣品處理也很重要。本文對食品中一些常見的重金屬進行了分類，并對其產生的原因進行了詳細地分析，針對檢測方法和手段進行了詳細地探討，以期為我國的食品行業重金屬檢測工作提供借鑒。

1 檢測重金屬的重要性

1.1 重金屬含義

重金屬是一種對人類健康有危害的金屬，如鎘、鉛、汞、鉻、砷等。在工業的發展過程中，產品的加工和運輸過程都會對大氣、土壤和水資源造成污染，而重金屬污染則是最嚴重的，因為其無法被分解，會對土壤和水體造成污染[1]。

1.2 重金屬的危害

食品中的有毒重金屬元素，一部分來自于農作物對重金屬元素的富集，另一部分則來自于食品生產加工、貯藏運輸過程中出現的污染。常見的食品重金屬污染有鉛污染、砷污染、汞污染、鎘污染等。如果吃了含重金屬物質的食物，重金屬被攝入體內積累，就會變成一種長期的毒素，與人體中的蛋白質等產生化學反應，從而影響機體的代謝，進而危及人類的生命。食品生產、加工、包裝、運輸等各個環節都可能會遇到重金屬的污染。比如，一些生產不達標的劣質餐具中含有大量的鉛，在使用后，這些鉛被身體慢慢吸收，會導致人的身體出現貧血，長期食用被鉛污染的食品會導致人食欲減退，尤其對兒童生長發育會產生比較大的影響。鎘是一種很容易引起疾病的金屬，其會導致人體的消化系統變得遲鈍，還會對骨骼產生不良的影響[2]。在殺蟲劑中，砷是常見的一種成分，目前種植過程中不可避免地會使用殺蟲劑和肥料，如果被噴灑了殺蟲劑的蔬菜未被洗干凈就被食用，那么農藥中的砷會導致人們產生腸胃炎、皮膚暗淡、神經衰弱等問題。

1.3 檢測重金屬的重要性

鉛、砷、汞、鉻、鎘等金屬污染，對人體、動植物、生態環境都會產生一定的影響。一般情況下，重金屬中毒都是長期的，隨著時間的推移，重金屬會慢慢地進入身體，逐漸累積，進而給身體帶來損傷。因此，對食品中的重金屬進行檢測，可以從根本上降低對人類健康的傷害，避免重金屬含量超標的食品進入市場，從而解決了食品的安全性問題[3]。

1.4 規避重金屬污染

（1）特別注意使用食品容器和包裝材料。彩釉陶器、搪瓷器皿及部分玻璃杯的內壁常具有鉛釉，錫酒壺中也含有鉛元素，應注意不要用這些器皿盛放酸性食品或飲料，以免鉛溶解而中毒；有些帶花紋的玻璃制品、冰箱里的鍍鎘的冰槽、塑料制品都不能存放或者接觸酸性食物、飲料，以防鎘溶解；不銹鋼餐具不能接觸酒精，以免鎘、鎳元素游離，危害健康。

（2）不要大量、集中地食用容易造成重金屬污染的食品。通過食物鏈的富集，某些食物中的重金屬含量較高，如貝類、蛤類等水生生物的鉛、鎘含量較高，應盡量少吃或不集中食用；少吃罐頭食品和含鉛的松花蛋。

（3）注意調整飲食。多吃富含果膠的水果、蔬菜，如柑、桔、蘋果、木耳、海帶、大白菜等。鎘污染區居民應補充足夠的維生素以及硒、鋅、鈣等微量元素，以促進鎘的排出。

2 樣品前處理

在食物中，重金屬通常是以化學鹽形態出現的。所以，要對樣品進行預加工，讓重金屬以離子的形式存在于試樣中，可以得到較好的檢測結果。另外，對試樣進行預加工，以消除影響檢測精準度的因素，通常情況下含重金屬元素的待測成分被濃縮或者被提純。常規的處理方式有濕法和干法。濕式消解是將硝酸、高氯酸、硫酸等氧化能力較強的酸加入待檢的食物中，通過高溫將其分解。干法灰化是將有機物質在高溫下進行氧化和降解，殘留的無機物質用于分析。2 種方法雖然都能起到一些作用，但都有各自的優缺點。

3 檢測重金屬的方法

3.1 免疫分析法

利用免疫分析法對重金屬進行測定，可以將其歸結為多克隆抗體和單克隆抗體2 大類，而后者則可以采用間接競爭，利用ELISA 一步法進行免疫測定。通過免疫測定方法的研究，需要做2 方面工作：①選擇適當的配合物，與重金屬的金屬離子生成特定的空間結構，形成相應的反應源。②將金屬離子與載體蛋白質結合，從而獲得免疫原性，而在此過程中，與該金屬離子相結合的復合物的篩選對于是否能夠制造出特定的抗體至關重要[4]。Wiley DE 等首先利用G-Hg 復合體對Hg（Ⅱ）進行了免疫，獲得2 個具有Hg（Ⅱ）特異的單抗4A10 和1F10。ELISA 檢測結果顯示，兩種藥物的水銀分離常數為每升/升，而谷胱甘肽與其他金屬陽離子及抗體則無交叉作用。Blake DA 等[5]已經證明，金屬配合物也能作為一種特殊的金屬抗體用于免疫動物的生產，所以，僅用少量的配位劑即可實現對大部分重金屬的單抗的合成及對其進行免疫檢測。然而，傳統的金屬離子單抗很難得到，且易于制造的多克隆抗體也不能完全適應金屬離子檢測的需要，從而制約了其進一步的應用和開發。

3.2 濕消化法

這種處理方式主要是將樣品放在高溫下，并添加一種酸性物質，從而將其分解，方便后續的鑒定和檢測。該工藝使用的是高純的化學藥劑，不僅價格便宜，而且操作也比較簡便，只要掌握好消化溫度就可以。然而，這種氧化過程需要更多的時間，并且每一次分解的樣本都很小，這就導致了檢測工人的工作量很大，降低了檢測效率。若采用高氯酸、亞硝酸進行測試，也會產生酸霧，造成儀器的損壞。若將強酸性物質添加到氧化劑中，不僅會對裝置造成侵蝕，而且還會對試驗的精度產生一定的干擾。因此，必須對以上工藝進行脫酸。不過在溶解時，要根據溶液的色澤來調整酸度，以免樣品發生炭化而導致重金屬元素流失。

以大豆中的含砷量為實例，采用高氯酸和亞硝酸鹽的混合物，使其加標率達到95%。然而，該工藝所需的氧化期最短，最短1 h，而且一次分解的樣本數不超過10 個，顯示了高勞動強度和低效率，而且在高氯酸和硝酸的使用中，極易產生酸霧，對通風設備造成侵蝕。

HNO3,H2SO4,HCIO4,H202,KMnO4等是最常見的氧化劑。HNO3是目前應用最廣的一種預氧化劑，能對試樣中的有機物造成損傷；H2SO4對有機化合物的脫除作用較大，可以分解有機化合物，并可部分分解難溶性化合物，并增加其沸點值；HCIO4是最好的氧化劑和脫水劑，其具有很高的沸點，可以在HNO3被去除之后對試樣進行氧化。在試樣中，由于單個酸液的降解性能受到限制，在試樣中存在大量的無機鹽時，通常采用混合酸來進行降解。①最常見的是HNO3/HCIO4，其配比為7:1 ～1:5；②HNO3/H2SO4/HCIO4，一般采用HNO3/H2SO4進行預分解，將HNO3排除后，在沸騰的水中滴入HCIO4，直到有機物質徹底溶解為止；③在基質中存在大量的無機鹽時，通常使用HC1 的混合酸溶解液，HNO3和HC1（1:3 的容積比例）是一種很好的溶解系統。

3.3 干灰化法

這種方法可以將試樣的溫度升高，以揮發試樣中的有機物，這樣可以一次性對大量的試樣進行加工，而且操作相對容易，但如果將試樣加熱到500 ℃，則會導致一些材料的蒸發，從而降低測試的精度。另外，該工藝在實踐中回收量小、試驗周期長，可以采用添加硫酸鹽提高灰化效率，使試件的灰化程度得到提高。

3.4 比色法

當金屬與發光體發生化學反應時，會產生1 個具有不同色彩的光點，光圈的色澤代表著金屬元素和濃度，通過色彩可以判斷其中的重金屬元素，這個方法的優勢在于測試設備比較簡單，使用起來也比較容易。

3.5 試紙法

試紙法是將一種帶有染料性質的材料放置于1 張紙上，如果包含了1 種金屬，其就會呈現1 種不同的色彩，可以用來測量不同的元素。比如，將1 張PVC薄膜涂上1 層顏料，就可以從色彩中判斷其中的成分，這一測試方法簡單方便，應用廣泛。

3.6 酶學法

該方法具有高效、特異性強等優點，在金屬元素的檢測方面有著廣泛的應用前景，尤其是在對重金屬元素進行檢測時，可以準確地檢出其中的重金屬元素。目前國內還沒有廣泛采用酶學技術，但在國外卻有很好的發展，比如，寇冬梅提出了一種新型的脲酶抑制劑，并對其試驗方案進行了詳細地探討，結果表明，該技術具有很好的準確率和廣闊的運用空間。

3.7 電化學法

由于樣本中包含了重金屬，將其放置于相應的溶劑中，經過電極的作用，可以顯示出該物質的一些性質，一般可以將其溶解，也可以將其分解成氧化物。與其他的測定方法相比較，電化學法具有更高的準確度和更高的靈敏度以及更低廉的測試費用。電化學分析有極譜分析和溶解分析2 類，用溶解伏安分析法對食物中的鉛進行了分析，其回收率可達93%～108%，與雙硫酸鹽法比較，兩者差別不大，操作簡便，費用低廉，適用于基層。

4 結語

食品安全關系每個人的生活和身體健康，而食物中的重金屬含量超標是危害人類健康的主要原因。因此，要從源頭上著手，對重金屬的檢測手段進行優化，加大對食物中的重金屬污染的治理力度。近年來，隨著科技水平的提高，各種金屬元素的測定效率也不斷提高，隨著食品安全的檢測監督手段不斷加強，老百姓餐桌的安全會日益得到保障。