调味品原料中的重金属污染

2013-09-12马美华李小华

江苏调味副食品 2013年1期

马美华，李小华

(江苏经贸职业技术学院 a．江苏省食品安全工程技术研究开发中心;b．工程技术学院，江苏南京 210007)

1 调味品的原料来源

1．1 调味品的定义和作用

调味品是指能增加菜肴的色、香、味，促进食欲，有益于人体健康的辅助食品。它的主要功能是除去烹调主料的腥臊异味，解腻、增香、增鲜，突出菜点的口味，改变菜点的外观形态，增加菜点的色泽，以此促进人们的食欲，同时也能杀菌消毒，促进消化。调味品作为一类特殊食品配料成分已被广泛应用，其范畴也大大扩展。按其来源可分为化学合成调味品和天然食品调味品。天然食品调味品主要指香草和香料。

1．2 调味品的分类

依据调味品的商品性质和经营习惯，可以将常见的调味品分为六类:(1)酿造类调味品:以含有较丰富的蛋白质和淀粉等成分的粮食为主要原料，经过处理后进行发酵，将其转变为各种复杂的有机物，如酱、酱油、食醋等。(2)腌菜类调味品:将蔬菜加盐腌制，如榨菜、芽菜、冬菜、梅干菜等。(3)鲜菜类调味品:主要是新鲜植物，如葱、蒜、姜、辣椒、香椿等。(4)干货类调味品:大多由根、茎、果干制而成，如花椒、干辣椒、八角、芥末等。(5)水产类调味品:由水产中的部分动植物经干制或加工而成，如虾米、虾皮、蟹制品、淡菜等。(6)其他类调味品:不属于前面各类的调味品，如银虾酱、花生酱、芝麻酱等。

1．3 调味品的来源

天然食品调味品主要来源于生长在土壤中的植物(如粮食类、蔬菜类、水果类等)和生长于河流、湖泊、水库、海洋等水环境中的动植物等。

2 调味品中潜在的重金属污染风险

2．1 重金属及其对人体健康的危害

重金属是密度大于4.5 g/cm3的一组金属元素，包括锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铅(Pb)、锡(Sn)、铋(Bi)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)等45种金属元素。重金属比化肥农药的危害大得多，不但可通过食物链沉积到人体中，引起多种疾病甚至癌症，而且危害还可遗传到下一代。不同的重金属对人体的危害不一样，如汞、铅可损害神经系统，导致反应迟钝、痴呆;镉可导致骨头病痛坏死;镍对肝脏功能破坏较大;过量的铜沉积于肝、肾、脑中即成威尔逊病;铬对人体的毒害是全身性的，既可能引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎，也可能引起变态反应并有致癌作用，更可能造成遗传性基因缺陷。另外，汞、镉、砷、铅都可致癌。最为可怕的是，残留在蔬菜、水果等植物和水生生物里的重金属是无法用煮沸、浸泡、清洗等方法祛除的，其对人体的危害是累积性的，潜伏期长，平时不易被察觉，但累积到一定程度就会发病，而且一旦发病就十分严重，基本无药可治。

2．2 重金属在自然界中的存在状态

重金属元素在岩石形成过程中主要以分散的形式存在。由于工业革命和工业发展对重金属的需求量增加，致使大量重金属被释放到生物圈中，普遍存在于大气、土壤和水中。随着工业的发展和农业生产的现代化，土壤重金属污染日益严重，其来源主要包括采矿、冶炼、金属加工、化工、废电池处理、电子、制革和染料等工业排放的“三废”及汽车排放的尾气、农药等。大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。由于工业化的迅速发展和城市人口的增长，大量的工业废水和生活污水涌入河道，其中的重金属离子随着污水灌溉进入土壤。

2．3 重金属污染的现状

2．3．1 土壤中的重金属污染

在社会发展的过程中，一些地方只注重经济发展，而忽视环境的治理，许多粮食、蔬菜、水果等植物基地已变成重金属污染区，而这些地方的粮食、蔬菜、水果等还在源源不断地运往城市。我国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也不同程度的存在重金属污染问题，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等，其中以铅、铜、镉、汞污染为主。中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心的大规模调查显示，北京不仅本土生产的蔬菜存在铅、镉等重金属超标问题，而且外地输入北京的蔬菜也存在重金属超标问题［1］。除了北方，长江三角洲这块崛起的工业区同样存在这样的问题。南京土壤研究所的一次调查显示，江心洲、八卦洲两地种植的农产品也同样被镉、铅严重污染。赵小虎等［2］对南京地区不同功能区农田重金属的含量进行检测，结果发现，分别有12%、56%、18%、58%的土壤中铅、铜、锌、镉的含量超过国家土壤环境质量二级标准限值(GB15618—1995)。一项由国家环保总局牵头的针对经济发达地区土壤问题进行的调查显示，珠三角经济发达地区的平均农田土壤有40%左右重金属污染超标，其中10%属严重超标，在这些农田菜地里种植的蔬菜重金属超标［3］。在苹果产业优势产区27个样区，采集红富士果园土壤、果实、树体样品，对镉、铅、铬、砷、铜等的含量进行检测分析，结果显示，苹果、葡萄、梨等水果中都存在这几种金属［4］。

2．3．2 水环境中的重金属污染

水环境主要包括河流、湖泊、水库、海洋以及经人类加工的工业用水、排放水和生活饮用水等水体环境。水环境重金属污染，是指排入水体的重金属物质超过了水的自净能力，使水的组成及其性质发生变化，水环境中生物生长条件恶化，人类生活和健康受到不良影响的行为。近年来，随着工农业以及经济的迅猛发展，各类水环境中重金属污染日趋加剧。李磊等［5］对舟山附近海域采集的表层沉积物中6种重金属进行了检测，结果发现:表层沉积物中重金属平均含量依次为锌＞铜＞铅＞砷＞镉＞汞，污染程度依次为镉＞砷＞铜＞锌＞铅＞汞，其中重金属镉的污染程度最高，属于中等污染水平，其余重金属均属于低污染水平;表层沉积物中各重金属对海洋生态系统的潜在危害程度依次为镉＞汞＞砷＞铜＞铅＞锌，多种重金属综合潜在生态危害均属于低潜在生态风险水平。李德亮等［6］为评估长江中游典型湖泊的渔业水环境，以大通湖为例，测定了其湖水及沉积物的重金属含量，结果显示:大通湖水中砷、镉、铜、铅和锌的含量均符合国家渔业水质标准要求，除几个点位锌的含量属国家地表水Ⅱ类以外，其他所有点位5种重金属的含量均低于国家地表水I类标准。大通湖沉积物中砷、镉、铬、铜、铅和锌的含量均高于相应元素的洞庭湖背景值，呈现累积富集的趋势，但各重金属的污染程度及潜在生态危害均较低。除个别湖泊的个别重金属处于中度污染外，长江中游湖泊沉积物的重金属污染程度较轻。蒋庆丰等［7］对南通市区5条主要河道柱状底泥样品重金属元素质量比进行了实验分析，发现各重金属元素质量比均超过土壤背景值，污染较重，其中汞污染最为严重;从重金属污染的潜在生态风险看，濠河和法伦寺河潜在生态风险强，姚港河生态风险中等，任港河和南川河生态风险轻微。各重金属元素对生态风险的影响程度依次为汞＞铜＞锌＞铬＞铅。徐继刚等［8］指出江河湖库底质的污染率高达801%;太湖底泥中铜、铅、镉含量均处于轻度污染水平;黄浦江干流表层沉积物中，镉超背景值2倍、铅超l倍;苏州河中，铅全部超标、镉为75%超标、汞为62.5%超标。王海东等［9］对国内大部分江河湖海水体中痕量重金属含量及其变化进行了研究，结果发现:地表水受到重金属的复合污染，受水环境条件影响，重金属主要赋存在悬浮物和沉积物中，一般悬浮颗粒物中重金属的含量比沉积物中高数倍，是水体溶解态重金属的数百倍;湖泊支流中的重金属含量普遍高于湖区，河流污染较严重，水体中重金属含量在碱性条件下易沉淀于底泥，酸性条件下易释放，海水中重金属分布受径流、大气干湿沉降、pH、盐度和自身性质等复合因素影响。

2．4 植物中重金属富集情况

上世纪80年代以来，国内外专家越来越重视环境中污染物被生物吸收及在其体内累积和分布规律的研究。黄雅琴等［10］在连续4年较大规模的调查、监测、分析所得数据资料的基础上，研究了在环境遭受污染的状况下，7种蔬菜对重金属的吸收、累积及其在株体内的迁移、分布规律，鉴别并筛选出对各种重金属强、弱吸收的蔬菜及相应的富集器官。呼和浩特地区2533 km2菜地里的7种主要蔬菜连续数年监测结果见表1。

表1 蔬菜中污染物含量与背景含量的比值

研究发现:无论在清洁环境还是在污染环境中，各种蔬菜对同种重金属以及同种蔬菜对不同重金属的吸收累积均存在差异。随着环境中重金属污染物浓度增加，绝大多数蔬菜被迫吸收重金属量亦随之增加;不仅吸收量排序有别于自然吸收，而且增加的幅度和累积量有较大差异。大多数蔬菜对重金属污染物在株体各器官内的迁移累积存在差异且具有一定分布类型;少数重金属分布极不均衡。某些蔬菜不仅强吸收某些重金属，而且能够将污染物大量富集在某个特定器官内。如砷在番茄根、叶中的富集，汞在番茄叶中和菜豆荚中的富集，等等。方凤满等［11］通过采集蔬菜和对应土壤样品进行室内分析测试，研究了芜湖市三山区蔬菜和土壤中重金属的含量分布、富集特征及其经食入途径对人体的健康风险评估，指出不同品种蔬菜中重金属含量不同，花菜和青菜中砷、锌、铅、铬、铁、镍、钴和锰的含量相对于其他蔬菜中的同种重金属含量要高。除铜、铬外，其他重金属在根茎类蔬菜中的含量最低;除铅外，其他重金属在花果类中的含量最高。各元素平均富集系数大小为:锌＞铜＞锰＞铬＞镍＞铅＞砷＞钴＞铁。叶菜类对砷、铅的富集系数最大，花果类对其他重金属的富集明显。同一个水果果实中，重金属(铬、锑、镉、铅、锡、锌、铜、锰、钴、镍和汞)含量主要集中于果皮，果肉中重金属含量显著低于果皮。

2．5 水体生物中重金属富集情况

水域环境是水生生物赖以生存及渔业资源持续健康发展的基础。水环境中重金属的含量直接关系到水产品的质量和安全。溶解在水里的重金属对生物有影响，沉积物中的重金属对生物也有影响。一些颗粒物被生物(包括鱼类)吞食或随食物进入生物胃内，在胃液和其他一些消化酶的作用下，被吸附在颗粒物上的重金属可以被溶解吸收，并在体内累积。支青［12］对淡水鱼中重金属污染进行了研究，测定了鱼肉中的重金属含量，见表2。

表2 鱼肉样品分析结果(n=5)

有关底栖滤食性双壳贝类重金属污染情况的研究发现，贝类产品尤其是泥蚶重金属超标现象严重。李学鹏［13］研究了泥蚶对重金属铜、铅、镉的生物富集动力学，指出泥蚶对铅和镉有很高的富集能力，高于对铜的富集能力。泥蚶体内重金属含量随着外界水体重金属暴露浓度的增加而增加，可以认为泥蚶体内的重金属含量如实地反映了水环境的污染状况和水域近期的污染过程，从而可以考虑把泥蚶作为沿海及其他泥蚶分布海域重金属铜、铅、镉污染的指示生物。

2．6 成人膳食和血液中重金属的差异

重金属不仅会对生物的生长及生理生化过程产生影响，而且能够通过食物链对人体正常的新陈代谢和器官造成危害。闫赖赖等［14］对成都、镇江、太原、天津4城市的成人膳食和血液中主要重金属的差异以及相关性进行了研究，测定膳食和血液中5种重金属元素的浓度，并对重金属元素在城市间的差异以及血液与膳食中重金属的关系进行了统计分析，指出4城市成人膳食、血液中重金属含量的差异在一定程度上反映了城市环境的差异;膳食是血液中镉、砷的重要来源，而血液中的铜、汞、铅可能与空气污染有关;重金属比值可能是反映血液和膳食中重金属间关系以及环境污染状况的更好指标。

3 结语

综上分析，作为调味品原料的植物、水体生物等存在重金属污染的风险。食品安全关系到人民群众的健康乃至生命，关系到我国经济的良性发展和社会稳定。保障食品安全除了要加强管理与制度建设，提高技术水平，加强环境检测力度，同时也要深入研究有关生物吸污规律，筛选出抗污染的植物和水体生物，推动绿色农业、渔业的发展，使用安全的食物主料和配料，提高人们的健康水平。

［1］孙光闻，朱祝军，方学智，等．我国蔬菜重金属污染现状及治理措施［J］．北方园艺，2006，(2):66 －67．

［2］赵小虎，王富华，张冲，等．我国南方菜地重金属污染状况及蔬菜安全生产调控措施［J］．农业环境与发展，2007，(3):91 －94．

［3］汪琳琳，方凤满，蒋炳言．中国菜地土壤和蔬菜重金属污染研究进展［J］．吉林农业科学，2009，34(2):61－64．

［4］彭博，林维宣，王玉萍，等．应用ICP—MS测定水果中重金属的分布［J］．分析试验室，2008，27(12):167 －169．

［5］李磊，袁骐，平仙隐，等．舟山附近海域表层沉积物中重金属污染及其潜在生态风险评价［J］．海洋环境科学，2011，30(5):677 －680．

［6］李德亮，张婷，余建波，等．长江中游典型湖泊重金属分布及其风险评价——以大通湖为例［J］．长江流域资源与环境，2010，1(19):183 －189．

［7］蒋庆丰，游珍，倪黎明，等．南通市河流底泥重金属污染及潜在生态风险评价［J］．水资源保护，2010，26(5):11－19．

［8］徐继刚，王雷，肖海洋，等．我国水环境重金属污染现状及检测技术进展［J］．环境科学导刊，2010，29(5):104－108．

［9］王海东，方凤满，谢宏芳．中国水体重金属污染研究现状与展望［J］．广东微量元素科学，2010，17(1):35 －29．

［10］黄雅琴，杨在中．蔬菜对重金属的吸收累积特点［J］．内蒙古大学学报:自然科学版，1995，26(5):608－614．

［11］方凤满，汪琳琳，谢宏芳，等．芜湖市三山区蔬菜中重金属富集特征及健康风险评价［J］．农业环境科学学报，2010，29(8):1471 －1476．

［12］支青．微波消解试样——电感耦合等离子体质谱法测定鱼体中锌、铁、铅、铬、镉和汞的含量［J］．理化检验(化学分册)，2011，(4):488 －489．