食品重金属检测技术要点应用研究

发表时间:2021/4/26   来源:《科学与技术》2021年第3期   作者:郭雪梅
[导读] 当前,食品领域出现了一些比较严重的食品安全问题,
        郭雪梅
        柳州市质量检验检测研究中心  广西柳州 545000
        摘要:当前,食品领域出现了一些比较严重的食品安全问题,重金属污染是其中一个比较重要的问题,当重金属被运用到食品的相关制作、生产等方面时,它就成为了一种能够对人身健康产生危害作用的东西,食品一旦发生重金属污染,将给人体带来较大危害。在食品重金属元素检测方面,需要采取科学检测方法,确保重金属元素能够得到有效检测,继而使食品安全得到保证。本文在此从食品中重金属污染的主要来源出发,对样品采集与前处理及重金属的检测技术应用做了一定的研究。
        关键词:食品;重金属;检测技术
一、食品中重金属污染概述
        所谓的重金属,就是指密度在5×103kg/m3以上的金属,这些金属的种类较多,比如,金(Au)、铜(Cu)、铅(Pb)就是其中几种比较典型的重金属。随着人们使用重金属场合的增加,重金属超标、重金属污染问题不容忽视。另外,对于一些非金属元素,由于其危害较大,也被划分到了重金属的类别中去,比如砷元素就是其中的一个典型元素。在食物链的作用下,重金属元素浓度会提高很多,从而最终对人体产生极大的危害。
二、食品中重金属污染的主要来源
        1、食品原材料
        食品中的重金属污染主要来源于食品原材料。由于汽车尾气、工业废水和违规使用含重金属的农兽药等,导致河流湖泊和土壤受污染,长此以往食品原材料中重金属不断富集,直接或间接通过食物链端转移到动物和人类中。重金属在水中不易被分解,人食用后毒性变强。
        2、食品加工制作过程
        目前的食品加工工艺方式中以及食品生产环境中常常会引入重金属污染。此外,食品添加剂本身也含有重金属元素。进入人体的重金属要经过一段时间的积累会才显示出毒性,往往不易被人们察觉。
        3、食品存储和销售过程
        有些企业使用的是劣质包装材料,材料中掺杂有某些重金属,在食品的存储和销售过程中,包装材料极易溶出少量的重金属而污染食品。随着外卖市场的兴盛流行,外卖的包装材料是否符合安全标准,应引起全社会的关注。
三、做好样品采集与前处理
        食品重金属元素检测需要实现样品采集,通常采用随机抽样法和代表性取样法,需要确保样品具有代表性,在保持原有微生物状况和理化指标的同时,避免有害物质或杂物混入。不同性质样品需要分别包装,标明采样地点、方法等信息。实际分析时,需要将样品混匀。针对液体样品,需要充分摇晃,不相容液体需要分离后逐一采样。样品保存需要做到避光、干燥,并且做好密封,水分稳定后需立即检测分析,以免腐败变质。在样品前处理阶段,可以采用干灰法、微波消解法等方法。采用干灰法需要在高温条件下去除样品中有机质,利用酸溶剂进行剩余灰分溶解,得到检测溶液,能够用于检测大多数重金属,但容易因挥发导致重金属损失。采用微波消解法需要在密封装置中向样品加入一定量酸溶液,利用微波升温实现有机物分解,可以防止重金属元素恢复,但仅适用于样品量较小情况,通常在水产品、肉制品的汞元素检测中得到应用。
四、食品中重金属的几个主要检测技术
   1、原子吸收光谱法
        原子吸收光谱法(AAS)是指利用气态原子能够吸收一定波长的光辐射作用,使得原子中外层电子从基态跃迁到激发态的现象。因为原子中电子存在不同的能级,会按照能级选择性共振吸收相应波长的辐射光。由于此共振吸收波长和此原子受激发之后发射的光谱波长相同,可以将其当作元素定性的依据所在。

按照朗伯—比尔定律,可以按照吸收辐射的强度进行定量计算,所以可以将原子吸收光谱法当作痕量以及超痕量元素的测定方式。
   2、原子荧光光谱法
        原子荧光光谱法是气态基态原子吸收特征波长的辐射后从基态原子跃迁到激发态,又激发到较低能态或基态,发出原子荧光。通过测定原子荧光的强度从而求得待测样品中该元素的含量。原子荧光光谱法最成功的应用是Hg和形成气态氢化物的10种元素As、Bi、Cd、Ge、Pb、Sb、Se、Sn、Te及Zn的检测。原子荧光光谱法可同时测定多种元素,但由于荧光猝灭效应的影响,对高含量元素和复杂成分样品的检测准确不高,散射光的干扰也是阻碍检测的因素。
        3、电感耦合等离子体质谱法和X射线荧光光谱法
        质谱法的原理是将等离子体作为离子源,能够实现对多种元素的测定,还能够与其他的色谱分离技术配合应用。当前,通过质谱法能够有效地检测出食品中的铅、镉等重金属元素。X射线荧光光谱法原理是基于原子受高能射线激发之后会发出一定特征的X射线光谱线,每一种元素都表现出不同的特点,它们有着自己固定波长的特征谱线,通过对X射线荧光光谱线的波长进行测定,就能够清楚样品中究竟含有哪种重金属元素。通过对某一元素分析譜线的强度进行测定,然后再将其与标准样品中的同一谱线强度进行对比,就能够得出该元素的含量。
五、原子吸收光谱法在食品重金属检测中的具体应用
        1、火焰原子吸收分光光度法
        对于光谱检测若要保证其达到应有的实效性,则可以结合火焰原子吸收的有关原理予以进行。具体而言,运用上述检测措施的侧重点在于妥善处理样本,通常需要借助原子化的手段。在燃烧样品的前提下,应当能达到测定重金属的样本检测目的,而上述的整个过程都不能欠缺原子化处理作为保障。
        近些年以来,很多食品检测机构都倾向于选择火焰原子吸收的手段,并且将其作为测定重金属的最关键手段。这是由于,运用火焰原子吸收在客观上能达到较为完整的食品检测流程,进而体现了较好的样品重现性与检测手段灵活性。但是实质上,火焰原子吸收法很可能将会包含无法被分解的某些基态原子。为了消除上述缺陷,那么应随时测定现有的样品检测温度,进而维持较高的外温。
2、石墨炉原子吸收分光光度检测
        关于吸收光谱检测如果选择了石墨炉作为其中的原子化装置,那么核心措施应当在于保证石墨炉符合相应指标。例如,对于原材石墨应当能保证其符合优质性。此外,如果要实现针对转化原子的速度加快,那么有必要借助电加热的管材予以实现。因此,运用石墨炉来辅助检测的方式可以达到相对较低的检出限,并且体现为较好的敏锐性与广泛性。然而,石墨炉检测无法同时用于测定较多的重金属,因而仅限于测定单一元素。
        除此以外,检测技术人员在现阶段还可以灵活选择冷原子吸收的手段与措施。在实践中,该检测手段侧重于在吸收管或者石英窗的内部注入适量的汞蒸气,从而实现对于金属汞的全面还原处理。通过借助适量的氨酸或者盐酸,应当能达到准确度较高的汞金属检测目标。因此,目前对于还原食品内部的汞元素通常可以选择上述的检测手段。
3、氢化物吸收光谱检测
        运用氢化物来实现食品检测的手段存在较大可能将会受到某些外界要素给其带来的突显影响,因而就要随时控制外温等各项要素。在此前提下,氢化物的检测方法既要依赖砷化氢元素,并且还要建立于原子光谱的基础上。例如针对重金属在予以鉴别或者判断时,通常都应当凭借某些还原剂予以实现。
六、结语
   综上,食品一旦发生重金属污染,就很容易致使人体出现慢性中毒。因此在检验过程中应根据实际情况应做好样品采集和前处理工作,实现污染源的有效控制,进一步完善检测方法,创新食品领域中重金属含量的检测技术,从而提高我国的食品安全性。
参考文献:
 [1]于红梅,食品中重金属污染及检测技术研究进展[J]质量技术监督究,2010(56):56-73.
 [2]朱桂生.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用探析[J].食品安全导刊,2019(03):88-91.
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