原子吸收光谱仪检测海产品、饮料及乳制品中重金属

一、海产品中重金属的检测

海产品是沿海地区居民饮食中主要的重金属来源，近海水域和其中生长的动物体内重金属含量往往较高。对11种普通食品进行重金属含量检测表明，鱼类等海产品相对于蔬菜、谷类、水果、蛋类、肉类、牛乳、油等具有较高的As、Cd、Hg 和 Pb 含量。可见，海产品的重金属检测对食品安全是非常重要的。鱼类对污染物质十分敏感，通过测定鱼体内的金属含量，可以监测食品来源。鱼类的测定分为两种，一种是对罐装加工后鱼类食品的测定，金属元素来源为水源地和加工过程；另一种是对鲜鱼的测定，金属元素来源主要是水源地。Ashraf 等对罐装大马哈鱼、沙丁鱼和金枪鱼中的重金属进行了研究，采用 GFAAS 法测定 Pb 和 Cd 的含量，FAAS 法测定 Ni、Cu 和 Cr 的含量，回收率为90%～110%，结果表明，沙丁鱼中 Pb 和 Ni 的含量分别比金枪鱼高出4倍和3倍。Shiber 等使用GFAAS 法对购自美国肯塔基州东部的罐装沙丁鱼中 As、Cd、Pb 和 Hg 的含量进行了测定。样品直接用 HNO3 和H2O2 进行消解，测定结果为每克样品（湿质量）中平均含 As 1.06μg、Cd 10.03μg 和 Pb 0.11μg。研究发现罐装鱼中的金属含量和配料具有一定的相关性，包装在番茄配料中的沙丁鱼含 Cd 较高，包装在溶液中的沙丁鱼含 As 较高，而包装在油中的沙丁鱼含 Pb 较高。

双壳贝类属滤食性生物，对重金属具有很强的富集能力，目前很多国家都已经把贻贝和牡蛎等贝类作为重金属污染的指示生物。贝类产品的污染不仅影响其出口，还直接影响消费者的身体健康。因此，贝类养殖水体中重金属的安全限量监测对保证消费者食用贝类的安全十分必要。Jeng 等对台湾西海岸水域出产的贻贝类水产品中的金属元素含量进行了研究，分别使用 FAAS 法和 GFAAS 法对 Cu、Zn 和 Pb、Cd、Hg、As 进行了测定。结果表明，伴随着工业增长所带来的环境污染，台湾香山区牡蛎中 Cu 和 Zn 的含量呈逐年递增趋势，其中采自二仁溪河口的牡蛎中Cu 的含量在10年间增长了60多倍。Kwoczek 等利用原子吸收光谱法对虾、贻贝和蟹等海产品中的15种人体必需金属元素和有害金属元素进行了测定。将可食部分从贝类体内分离出来，经过烘干和微波消解等处理过程后，以 FAAS 法测定 Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Mg 和 Ca，以 GFAAS 法测定 Cd 和 Pb，以 HGAAS 法测定 Se和 Hg，并将贝类的金属元素水平与鳕鱼、鲱鱼、猪肉、牛肉、鸡肉和蛋类中的金属元素水平进行了比较。对重金属元素每周耐受摄入量（PTWI）的分析结果表明，在所有测定的贝类产品中，Hg、Cd 和 Pb 的含量均不会对人体产生危害。Strady 等利用 GFAAS 法和 ICP-MS 法对牡蛎中的 Cd 进行了研究。通过测定海水、藻类和牡蛎组织中的Cd 含量，发现牡蛎的 Cd 污染主要来自海水的直接污染，而通过食物链产生的污染量仅占1%。郑伟等采用原子吸收光谱法测定连云港海州湾池塘的四角蛤蜊中 Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和 Zn 等6种金属元素的含量。分别对四角蛤蜊外套膜、鳃、斧足、闭壳肌和内脏团5种组织进行检测，结果表明内脏团是重金属选择性富集的主要器官。单因子指数评价结果表明5种组织中主要重金属污染物为Ni，污染指数为0.87（斧足）～10.73（内脏团）；其次为Pb和Zn；Cd 仅在内脏团中呈轻度污染；未受 Cr 和 Cu 污染。

二、饮料中重金属的检测

近年来，随着大量新品种、新口味和具有新功能的饮料不断涌现，消费者对饮料质量与安全的要求日益提高，其中有害金属元素的检测成为一项重要内容。饮品中重金属的来源不仅与所用原料的种类有关，还与加工过程、包装和产地等因素相关。Grembecka 等使用 FAAS 法对市售咖啡中 Ni、Cu、Cr、Cd 和 Pb 等14种金属元素的含量进行了测定。对测得的咖啡样品中所有金属元素的浓度数据进行了因素分析，结果表明咖啡中的部分金属元素含量呈现明显的相关性；不同种类咖啡（如研磨咖啡、速溶咖啡和咖啡浸液等）中的金属元素含量分布不同，这为分辨咖啡品种提供了依据。王硕等对饮料中的 Cu 含量进行了分析，样品在酸性条件下经吡咯烷二硫代氨基甲酸铵-二乙氨基二硫代甲酸钠-甲基异丁酮（APDC-DDTC-MIBK）体系萃取，然后使用 GFAAS 法对 Cu 元素含量进行测定。得到了方法的检出限为0.265μg/L，线性范围为1.5～10μg/L，相关系数为0.9993，加标回收率为95.79%～100.74%，相对标准偏差为3.13%～5.06%。该方法为碳酸饮料中重金属的检测提供了新的途径。

不但葡萄酒中的金属元素对其感官风味有一定影响，而且 Pb 等重金属元素在葡萄酒中的含量是否符合安全标准还关系到广大消费者的健康。Moreno 等使用 GFAAS 法测定了54种市售红酒中 Pb 和 Ni 的含量，并使用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法测定了 Cu、Al 和 Fe等元素的含量。对测定结果分别进行了线性判别分析（LDA）和概率神经网络（PNN）分析，通过得到金属含量和葡萄酒品种之间的正确判别分类达到90%和95%的水平。郭金英等使用 GFAAS 法对红葡萄酒中的痕量 Pb 进行了分析。通过对测定条件进行优化，以0.15mol/L 的硝酸调节红葡萄酒，磷酸二氢铵作基体改进剂，灰化温度700℃，原子化温度1800℃，建立了葡萄酒中 Pb 的快速分析方法。该方法的加标回收率为98%，测定结果的相对标准偏差为3%。

三、乳制品中重金属的检测

牛乳是日常生活中的重要饮品，但其中除了含有对人体有益的钙等元素外，还可能含有重金属元素如 As、Pb、Hg和 Cd 等。尤其是在近几年乳制品安全事故频发的情况下，牛乳中的重金属含量成为乳制品检验的一个重要指标。Qin Liqiang 等利用原子吸收光谱法、等离子体发射光谱法和原子荧光光谱法测定了牛乳中的微量元素，比较了国产牛乳和日本进口牛乳中重金属含量的差异。结果表明，国产牛乳中 Cr、Pb 和 Cd 的含量虽符合国家标准的限定值，但高于日本牛乳中的含量。李勋等通过电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用的方法，对鲜牛奶中无机砷进行了形态分析。结果表明，在电流为0.6A 和1A 的条件下，As3+和As5+在0～40μg/L质量浓度范围内均成良好的线性关系；As3+和As5+的检出限分别为0.3μg/L 和0.6μg/L；样品加标回收率为96%～104%。该方法避免了As5+的预还原步骤，不仅缩短了分析时间，还降低了样品的污染。

原子吸收光谱法测定食品中的重金属具有灵敏、高效、准确等优点。根据待测金属种类和浓度的不同，实验中需要选择石墨炉、火焰和氢化物发生等原子吸收光谱，并结合适当的预处理手段，其中消解设备、改进剂、消解试剂和消解温度等均直接影响测定结果的准确性。但是，由于食品种类繁多，相关标准和法规的制定需要借助更大量的检测实验和更先进的检测手段。可见，食品检测还有很多有待探索的未知领域。为了可以更准确和快速地测定样品中的金属元素，原子吸收光谱还经常与其他检测手段，比如原子吸收光谱与高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等技术联用。原子吸收光谱法的应用、完善和创新必将带动食品安全的监管以及相关检测标准的完善