食品中重金属检测快速前处理技术研究进展

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:王春绪1 刘文凤2
[导读] 摘要:目前,我国的化工工程建设的发展迅速,食品中重金属超标会威胁人体健康,测定食品中重金属含量对保持食品安全意义重大,一旦重金属超标,并且在人体内积累,将给人体造成不可挽回的危害,甚至造成人员死亡。
        1.身份证号:13082719851017XXXX  河北唐山  064000;2.身份证号:13110219870901XXXX  河北唐山  064000
        摘要:目前,我国的化工工程建设的发展迅速,食品中重金属超标会威胁人体健康,测定食品中重金属含量对保持食品安全意义重大,一旦重金属超标,并且在人体内积累,将给人体造成不可挽回的危害,甚至造成人员死亡。如今重金属测定水平不断提高,检测灵敏度和准确性逐渐升级,前处理技术会直接影响测定结果的准确性,最常使用的方法有微波消解和湿法消解法。
        关键词:食品;重金属检测快速;处理技术
        引言
        在某类食品的生产加工过程中,会面临各种有可能被重金属污染的情况,比如工厂的环境污染或原材料的农药残留。重金属物质进入人体后无法被正常分解,会长时间停留于人体内,这对人体的各类器官以及神经系统都是较大的威胁。因此,为规范食品市场标准,保护消费者权益,国家应大力加强对食品加工生产的检测与审核。
        1食品中重金属的危害
        重金属是密度大于5.0×10-3kg/m3的金属元素,普遍毒性较大,共45种左右。其中,毒性又以砷、铬、镉、汞及铅最大。例如,砷能够伤害机体的呼吸系统、神经系统、血液循环系统,可能导致肿瘤;铬会通过消化系统进入机体,并富集在肝脏、肾脏或内分泌系统中引起慢性中毒甚至死亡;镉会损伤肺脏、肝脏等器官,过度摄入会致癌;汞能引起机体运动功能失调,严重者会造成神经系统的缺陷;铅会对机体的造血系统、免疫系统等各系统造成损害,还会导致骨骼畸形及癌症。因此,对于食品中重金属含量的检测分析尤为重要。
        2食品中重金属检测快速前处理技术研究进展
        2.1湿法消解前处理
        湿法消解前处理是在食品中添加强酸性氧化剂,常使用高氯酸和浓盐酸等强酸,加热消煮处理,让食品中的有机物得到分解氧化,生成CO2、水以及气体。为提高氧化速度,可使用催化剂,将样品装入玻璃容器中进行前处理。①使用硝酸进行消解处理,由于硝酸具备较强的氧化性,沸点相对较低,样品经过炭化处理后,容易出现自燃问题。因此,一般情况下联合使用硝酸和硫酸,从而提高消解液的沸点,添加硝酸后,再次加入硫酸,能够有效避免炭化的问题。如果样品出现炭化,会造成样品损失,延长消解时间。②使用硝酸和高氯酸进行消解,高氯酸和硝酸混合后,让样品完全消解,减少污染和损失。样品完全消解后,样品溶液无色透明,如果样品溶液呈棕黑色,必须要立即补充硝酸,至冒出白烟。消解过程要严格遵守规定,控制温度的同时将消解液控制在2~3mL,不能出现消解蒸干的情况。否则在高温环境下,容易造成爆炸事故。湿式消解操作更加简便,测定重金属含量高的食品时更加便捷。准确控制消解温度,可减少元素损失。湿式消解属于氧化反应,且氧化的时间相对较长,样品添加混合酸后需经过12h浸泡,前处理时间较长。样品消解时,使用硝酸、高氯酸以及硫酸等进行处理,危险性较高。样品得到完全消解,会浪费大量酸溶液,甚至发生待测物沉淀,对元素测定产生影响。因此要求严格遵守操作流程,烧杯液体不能干燥,避免爆炸。消化液注意蒸干监控,以免出现元素损失。
        2.2原子光谱法
        原子吸收光谱法。检测食品中重金属的原子吸收光谱法包括火焰原子吸收光谱法以及石墨炉原子吸收光谱法两种。通过名称便可得知,虽然这两种方式都是通过原子吸收的原理来实现对食品中重金属的检测的,但区别在于使用的技术,一种是火焰一种是石墨炉。原子吸收光谱法的应用程序简单、操作方便,同时具有灵敏度高、检测效率高等优势。较其他新型检测技术而言,该方法发展时间长、技术应用较为成熟。特别是石墨炉式原子吸收光谱法,更成为了我国众多食品检测企业的首选。

但石墨炉式原子吸收光谱法不适用于耐高温的重金属,若有耐高温的重金属蕴含在食品里面,该方法是检测无效的,多元素同时检测的准确率也不高。而火焰原子吸收光谱法则较适合用于浓度高的重金属食品中,对浓度较低的重金属食品,它的检测成功率不高。原子发射光谱法。原子吸收光谱法无法对多元素的重金属进行检测,而原子发射光谱法则可以很好地规避这一缺点。原子发射光谱法一般使用的是电感耦合等离子体。
        2.3X射线荧光光谱法
        当食品当中存在重金属时便可以利用X射线进行吸收,X射线的吸收情况也会随着食品中重金属的含量发生变化,采用x射线荧光光谱方法对食品当中的重金属含量进行测量,能够对药品含量进行定性以及定量的测定,该种方法的设定速度比较快,能够测定食品的元素范围,现如今该种方法是比较普遍采用的重金属检测方法。
        2.4原子荧光光谱法
        原子荧光光光谱法主要原理是原子被激发后,会发射特定波长的光辐射。通过计算此辐射的强度来对原子浓度进行定量。在食品中重金属检测领域也得到一定应用。商云帅等[11]使用原子荧光法测定了胡萝卜中的砷,检出限为0.04μg/L,回收率为85.0%~98.8%,RSD为4.2%~6.5%。张艳等[12]建立了原子荧光测定食用玫瑰中砷、铅、汞的方法,检出限分别为0.0053μg/L,0.0227μg/L、0.0079μg/L,回收率为90.2%~107.5%,RSD均小于5%。原子荧光光谱法具有低检出限,高回收率等优点,并且成本低于原子吸收光谱法,但是应用范围较局限,普及性较低。
        2.5电感耦合等离子体质谱法
        电感耦合等离子体质谱法是目最为先进的无机分析技术,其原理待测元素经高温离子化并在真空中进入质量分析器,到达检测器,根据待测元素响应值和浓度成正比的关系,计算含量。采用电感耦合等离子体质谱法建立了大米中铅、镉、铬、砷等22种元素的定量方法,该法检出限为0.00043~0.887μg/L,回收率为84.49%~101.17%,RSD为0.73%~11.01%。建立了测定海带中镁、铜、铅等种元素的电感耦合等离子体质谱法,回收率为88.0%~102.1%,RSD为4.0%~6.8%,均通过了国家标准物质的验证。上述研究表明,电感耦合等离子体质谱法的线性外围宽、回收率及精密度均较高,并且能满足同时测定不同元素的需求,检测效率更高,但是仪器购置及维护的成本较高是本法的一大缺点。
        2.6萃取技术
        目前,食品安全检测中使用萃取技术进行前处理,可实现快速检测。其中固相萃取技术最为常见,在分离、纯化以及浓缩样品中常用,样品与固体吸附剂、化合物和吸附剂发生反应,分离目标化合物和干扰化合物。处理实验中最常使用C18键合硅胶,前处理检测样品时可达到大容量、快速吸附、无溶胀的效果。如测定Ni含量时,使用固相萃取技术进行前处理,通过C18键合硅胶中化合物和Ni的反应,形成复合物,再借助可见分光光度法和紫外分光光度法测定Ni含量,精准度可达到0.01μg/mL。另外液相微萃取也常用于前处理,主要分为单滴微萃取和分散液液微萃取两种。利用进样器针端悬挂的有机相液滴,对样品目标物进行萃取。如测定脱脂奶粉中Cu2+的含量时,使用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐进行萃取,再利用分光光度法进行分析,检测精度可达到0.15μg/L。
        3结语
        现如今人们越来越重视食品安全,食品安全会与人体健康产生直接的关系,引起广大人民群众的注意,为了能够保障食品安全,首先需要解决的便是食品当中重金属含量过高的问题,对食品当中的重金属进行检测以及控制,保障食品安全。
        参考文献
        [1]袁梅,章伍林,王平,等.试述食品中重金属元素检测方法研究进展[J].现代食品,2019(23):13-14.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: