祁连牦牛乳中重金属元素回归相关性分析

孙万成，罗毅皓，马海青，孔庆莲

（1.青海大学农牧学院动物科学系，青海西宁810016；2.祁连县野牛沟乡兽医站，青海祁连810400）

祁连牦牛乳中重金属元素回归相关性分析

孙万成1，罗毅皓1，马海青2，孔庆莲2

（1.青海大学农牧学院动物科学系，青海西宁810016；2.祁连县野牛沟乡兽医站，青海祁连810400）

利用ICP-AES法分析牦牛乳中的铝（Al），镉（Cd），银（Ag）和铬（Cr），将牦牛奶的重金属含量与文献报道绵羊乳、水牛乳和羊乳的重金属含量相比较。并利用SPSS分析软件对牦牛乳中的重金属进行回归相关性分析。镉、钴、铬、铜、银、铝、锰之间回归相关性的分析发现，镉与锰有很高的相关性，其中银与镉、钴、铜、铬有较好的正回归相关性。铝与镉、钴、铜、铬、铁、银有较好的正回归相关性。

牦牛乳；重金属；回归相关性

Abstract:Yak milk and its products are widely consumed by local people on the Qinghai Plateau.There were 63 samples of yak milks by the method of ICP-AES which were analyzed heavy metal for the aluminum(Al),cadmium(Cd),silver(Ag)and chromium(Cr).The heavy metal of yak milk were comparable to nutrient element reported in the literature of cow milk,sheep milk,buffalo milk and goat milk.In additional,There are analysis of regression correlation between heavy metal and nutrient elements.There was analysis of regression correlation between Cd and Co,Cr,Cu,Ag,Al,Mn and regression correlation between Al and Cd,Co,Cr,Cu,Fe,Ag.

Key words：Yak milk;Heavy Metal;Regression Correlation

重金属铝、镉、银对人体具有毒性，当然，毒性与剂量的增加程度息息相关。此外，铬是人体必不可少的，但其过量可能会导致对人体健康的危害[1]。

重金属元素在食品中增加可能导致基本营养矿物质元素缺乏，因为营养矿物质元素是一些重要的生化反应或酶的组成部分，而营养矿物质元素与有毒金属元素的相互作用[2]。

牦牛乳，因其具有较高的营养价值，而成为广大农牧民日常生活中必不可少的食品，也是当地牧民主要的经济收入来源。虽然牦牛是多用途的动物，其主要产品牦牛乳及其制品是青海高原牧民的日常膳食来源，尤其是老、弱、病、幼。因蔬菜短缺，牦牛奶是牧民维生素的重要来源。此外，牦牛奶质量来说，它确实是一种具有很好发展前景的乳源[3]，在牦牛的泌乳期间，牦牛乳干物质的含量为17%~18%，脂肪含量约为6.5%，蛋白质和乳糖约5.5%，灰分0.8%[4]。

青海省拥有美丽的草原，是全国四大牧场之一，而牦牛乳以营养高、远离工业区、生产洁净而享誉全国。本文研究中，希望获得的牦牛奶中重金属元素较为详细的数据，相关牦牛乳中重金属元素含量的数据很少。目前，只有两篇文献介绍了牦牛乳中金属锌、铁、铜的含量[3，5]。另一方面，牛奶是环境是否污染和环境的变化良好的生物标志物[6]，通过本研究，了解我们的区域是否已受到工业生产的影响[7]。

1 材料与方法

1.1 牦牛乳样品的采集

样品采自8月至9月的青海省祁连县泌乳中期牦牛新鲜乳。对牦牛进行挤奶，并直接储存于取样瓶中，样品立刻置于冰袋，于低温条件下运输回实验室，保存于-18℃冰箱中。

1.2 重金属元素分析

称取牦牛奶样品，吸取3.0 mL纯硝酸（65%）并在微波消解炉进行消化。冷却后，将消化液转移到50 mL容量瓶中，用去离子水定容至50 mL。

利用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES），对样品进行元素分析。样品经雾化，然后转移到氩气体流量（12 L/min）装置，射频发生器功率1000 W，样品消化运行程序见表1。

表1 微波法消化牦牛乳的步骤Table 1 Digestion process of yak milk by the microwave method

检测元素的波长分别为银328.068nm、铝309.271nm、镉 214.438 nm、铬 283.563 nm、钴 228.616 nm、锰257.610 nm、铜324.754 nm、铁259.940 nm。元素校正标准分别由1000 mg/L的单元素标准溶液经适当稀释备用。

1.3 试验数据统计与分析

采用SPSS16.0专业版数据统计分析软件,进行统计分析。

2 结果和讨论

2.1 牦牛奶与其他品种乳的重金属含量的比较

用ICP-AES法分析了64份牦牛奶样品中重金属（镉，银，铝，铬），见表2。

表2 比较牦牛奶重金属与其他品种乳的重金属含量Table 2 Heavy metal between yak milk and other species (μg/g)

由表2结果可知，研究者Licata等[11]和Ataro等[1]报告中指出牛乳中镉含量为0.0228 mg/L和0.006mg/L，牦牛乳的镉含量为（0.278μg/g~0.341μg/g），结果表明，牦牛奶中镉的浓度是普通牛奶的462倍[8]，是绵羊奶的5.3倍[9]，但显著低于山羊乳[10]。牦牛奶中铝的浓度接近普通牛奶[8]，但比绵羊奶[9]和山羊奶含量低[10]。铬是人体必要的金属，但是过剩可能对人体健康有危害[1]，牦牛奶中的铬介于0.382 μg/g至0.506 μg/g，远远高于文献报道的范围 0.002 μg/g~0.006 μg/g[8，11]，但低于普通牛奶1.14 mg/L和山羊奶1.196 mg/L的水平[12]。普通牛奶中银含量报道较少，与山羊乳比较，目前检测的结果明显较低。

2.2 重金属元素的相关性分析

2.2 .1 镉（Cd）

重金属镉是一种对人体有毒物质，在哺乳动物出生时镉几乎不存在，但随着时间的推移，特别是在肝脏和肾脏累积，可导致健康问题，还可以与代谢反应中3个重要金属元素Ca、Zn、Fe反应，在骨头中镉和钙的反应可能导致骨代谢失调[2，13]。

由图1所示，用二尾检验,分析牦牛奶中镉与钴、铬、铜、银、铝、锰之间的相关性，结果表明镉与钴（r=0.740，P=0.000）、铬（r=0.772，P=0.000）、铜（r=0.263，P=0.019）、银（r=0.344，P=0.003）、铝（r=0.284，P=0.012）、锰（r=0.981，P=0.000）之间存在显著的相关性。特别是重金属镉和锰相关性很高，锰是一个过渡金属，微量对人体有益，过量对人体有毒。结果表明，牦牛乳中锰的浓度是普通牛奶的38倍[8]绵羊奶的2.1倍[9]，水牛牛奶的264倍[14]，和羊奶相似[10]。锰摄入量过高，可产生记忆丧失，行为、情绪变化等临床综合症状，并可产生帕金森病样的运动功能障碍[15]。

2.2.2 银（Ag）

银是一种天然罕见的金属元素，经常发现与其他元素矿石组合沉积。燃烧排放的冶炼工业，制造电器及摄影有银的排放，银的来源为煤矿开采释放的污染物[16-19]。牦牛乳中元素相关性分析可知，银与铝（r=0.364，P=0.002）、锰（r=0.314，P=0.006）、镉（r=0.344，P=0.003），钴（r=0.623，P=0.000），铜（r=0.819，P=0.000），铬（r=0.571，P=0.000）有显著相关性。

2.2.3 铝（Al）

铝是一种有毒金属元素，近年来，铝对人类健康的毒害作用引起人们的警惕，在各种添加剂使用、医学治疗和环境中，铝过量添加时有发生[19]。另外，有关铝和铁，钙，镁，锰代谢中的相关性研究表明，饮食中缺乏钙和镁，可使铝、锰吸收量增加[2]。

由图3可知，分析牦牛奶中铝与铁、锰、铬、钴、铜、银数据表明：铝与铁（r=0.438，P=0.000）、锰（r=0.296，P=0.009），钴（r=0.430，P=0.000）、铬（r=0.309，P=0.007）、铜（r=0.283，P=0.012）、银（r=0.364，P=0.002）之间有显著相关性。在许多生物系统中铝的代谢类似于铁，铁的缺乏可能会增加铝的吸收，毒害人体器官。缺铁可增加胃肠道吸收铝，铝可与金属硫蛋白结合，经国际专家委员会确认，铝化合物有可能影响生殖系统和神经系统发育[19]。

3 结论

利用ICP-AES电感耦合法分析了64个牦牛乳样品中重金属铝，镉、银、铬的显著性，结果表明它们之间没有显著差异。牦牛奶中的镉含量为普通牛乳的462倍，绵羊乳的5.3倍，但明显比山羊乳低。牦牛乳中铝的含量接近普通牛奶，但比山羊奶和绵羊奶中的低。牦牛乳中的铬含量远比文献报道的普通牛奶中的0.002 μg/g~0.006 μg/g高得多，但比浓度 1.14 mg/L 牛乳和1.196 mg/L山羊乳低，同0.77 μg/g山羊乳的相当。关于牛奶中银的文献报道很少，从文献中得知，普通牛奶中银含量明显比牦牛乳中的高（2.2倍）。

[1]Ataro A,McCrindle R I,Botha B M,et al.Quantification of trace,elements in raw cow's milk by inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)[J].Food chemistry,2008,111(1):243-248

[2]Goyer R A.Toxic and essential metal interactions[J].Annual review of nutrition,1997,17(1):37-50

[3]Shi Y,Zheng W W,Xiao W W,et al.Determination of nutrition elements in Yak milk powder by atomic absorption spectrometry[J].Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi,2007,27(12):2588-90

[4]S K Dong,R.J.L.M.Y.K.Milking and milk processing:traditional technologies in the yak farming system of the Qinghai-Tibetan Plateau,China[J].International journal of dairy technology,2003,56(2):86-93

[5]Sheng Q,J.L.M.S.A.X.F.M.G.,Jiancai L,Mohammad S A,et al.Gross composition and nutrient profiles of Chinese yak(Maiwa)milk[J].International journal of food science and technology,2008,43(3):568-572

[6]Anastasio A,Caggiano R,Macchiato M,et al.Heavy metal concentrations in dairy products from sheep milk collected in two regions of southern Italy[J].Acta Vet Scand,2006,47(1):69-73

[7]Sanchez Chardi A,Lopez-Fuster M J.Metal and metalloid accumulation in shrews (Soricomorpha,Mammalia)from two protected Mediterranean coastal sites[J].Environment pollution,2009,157(4):1243-1248

[8]Hermansen J E,Badsberg J H,Kristensen T,et al.Major and trace elements in organically or conventionally produced milk[J].Journal of dairy research,2005,72(3):362-368

[9]Coni E,Bocca B,Caroli,S.Minor and trace element content of two typical Italian sheep dairy products[J].Journal of dairy research,1999,66(4):589-598

[10]Guler,Z.Z.G.u.Levels of 24 minerals in local goat milk,its strained yoghurt and salted yoghurt(tuzlu yogurt)[J].Small ruminant research,2007,71(1/3):130-137

[11]Licata P,Trombetta D,Cristani M,et al.Levels of"toxic"and"essential"metals in samples of bovine milk from various dairy farms in Calabria[J].Italy.Environment International,2004,30(1):1-6

[12]Javed I,Jan I,Muhammad F,et al.Heavy metal residues in the milk of cattle and goats during winter season[J].Bulletin of environmental contamination and toxicology,2009,8(5):616-620

[13]Toxicity c o.Committee on toxicity of chemicals in food,consumer products and the environment.COT Statement on the 2006 UK Total Diet Study of Metals and Other Elements[C].British,2006:1-38

[14]Benincasa C,Lewis J,Sindona G,et al.The use of multi element profiling to differentiate between cowand buffalo milk[J].Foodchemistry,2008,110(1):257-262

[15]Pillai A,Gupta S.Antioxidant enzyme ctivity and lipid peroxidation in liver of female rats co-exposed to lead and cadmium:effects of vitamin E and Mn2+[J].Free radical research,2005,39(7):707-12

[16]Zimmermann S,Alt F,Messerschmidt,J,et al.Biological availability of traffic-related platinum-group elements(palladium,platinum,and rhodium)and other metals to the zebra mussel(Dreissena polymorpha)in water containing road dust[J].Environment toxicology chemistry,2002,21(12):2713-2718

[17]Sahan N.Changes in Chemical and Mineral Contents of Awassi Ewes簟Milk During Lactation[J].Turkey journal of veterinary animal science,2005,29(3):589-593

[18]Wright R O,Amarasiriwardena C,Woolf A D,et al.Neuropsychological correlates of hair arsenic,manganese,and cadmium levels in school-age children residing near a hazardous waste site[J].Neurotoxicology,2006,27(2):210-216

[19]Guo C H,Hsu G S W,Chuang C J,e al.Aluminum accumulation induced testicular oxidative stress and altered selenium metabolism in mice[J].Environmental toxicology and pharmacology,2009,27(2):176-181

Study on the Heavy Metal of YAK Milk on Qilian

SUN Wan-cheng1,LUO Yi-hao1,MA Hai-qing2,KONG Qing-lian2
（1.Animal Science Department,College of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Xining 810016,Qinghai,China；2.Station of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Qilian 810400,Qinghai,China）

2011-01-31

青海省科技厅资助（2010-H-801）

孙万成（1972—），男（汉），副教授，博士研究生，研究方向：食品安全。