云南特色食品乳扇中铝含量的检测技术研究及其健康风险评估

彭珍华，马雪涛，杨 凡，张雪媛，张卜文，刘秋平，胡赠彬，谭建林

云南省产品质量监督检验研究院；国家热带农副产品监督检验中心，云南昆明 650223

0 引言

云南省民族构成复杂，各民族饮食传统和文化差异较大，一方面造就了丰富多彩的地方特色食品资源，但另一方面也带来了一定的食品安全风险，增加了食品安全监控的难度。

干酪因为其营养丰富，易于消化吸收，产品附加值高等特点，被冠以“乳制品之王”的称号[1]，我国部分少数民族素有食用干酪的传统。乳扇是历史悠久，具有浓郁民族特色的干酪。随着旅游业的发展，乳扇这一白族特色美食逐渐被越来越多的人认识了解，市场需求不断扩大，其加工制作与销售已经成为白族地区的一大产业[2]。

乳扇作为传统的家庭式生产方式，由于生产经营分散、生产方式落后、标准化水平低，产品品质存在较大的隐患，产品质量难以控制，质量安全自然无从保证[3]。

含铝食品添加剂作为一种膨松剂，可以改善食品的口感，被广泛用于面制品、豆制品、焙烤食品等各类食品的加工制作中[4，5]。乳扇营养丰富，酥脆鲜香，吃法多样，可以煎炸烧烤，各有风味。常见的吃法是油炸，为了能够炸出香酥甜脆的口感，在制作工艺上违法添加含铝食品添加剂，食品安全问题也逐渐显露出来。

铝是人体非必需微量元素，在环境中广泛存在，并可在人体内蓄积，产生慢性毒性。人体接触的铝元素大多是从食物、水、空气中获得[6]，其中水、空气的含铝量比较少。我国居民日常食物中摄入的铝量为9.0～12.0 mg/人·天[7]。如果食品中的铝超标，食用过多在人体慢慢累积，就会产生毒性，导致免疫系统减弱。长时期累积在脑组织、骨组织、细胞中，会导致神经紊乱、骨病理改变、导致红细胞低色素性贫血[8～10]。

《GB 2760—2014 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定，食品中铝的最大残留限量为100.00 mg/kg，《GB 7099—2015 食品安全国家标准 糕点、面包》对面食制品中铝的限量同样为100.00 mg/kg，但是现有的乳扇产品标准《DBS53/010—2016 食品安全地方标准 乳扇》中并未强制性对铝元素进行测定。随着我国经济水平的不断提高，人们生活质量也获得了快速提升，对食品安全与质量提出了更高的要求，愈发重视食品安全，对乳扇中铝残留检测势在必行。

目前虽然有不同前处理方法检测食品中铝含量的相关研究报道，但尚无干灰化法消解乳扇及其健康风险评估的研究报道。本研究拟采用干法灰化对乳扇及其基质（原料乳）进行前处理，电感耦合等离子体发射光谱法对原料乳及乳扇的铝含量行检测。试验采用方法检出限、加标回收试验和平样测定等方法进行质控，以确保检测数据准确可靠。选择高效简便的样品前处理技术，建立快速、准确检测方法，将为乳扇检测技术及其健康风险评估奠定基础，可进一步提高云南省食品安全检测技术水平，为全省食品安全和应对食品安全问题提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试剂

原料乳（市场购买）；乳扇（市场购买）；铝（标准值1000.0 mg/L，编号GSB04-1713-2004，唯一标识19C012-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；硝酸（GR，重庆川东化工有限公司）；试验用水为Milli-Q去离子水（美国Millipore公司）。

1.2 仪器

电感耦合等离子体发射光谱仪（ICPE-9000，岛津企业管理有限公司）；0.1 mg分析天平（瑞士梅特勒公司）；Research® plus 20-200 μL和10-1000 μL移液枪（德国Eppendorf公司）；BGG-X8可调式电热炉（长沙实验电炉厂）；马弗炉（美国CEM）。

1.3 试剂及标准系列溶液配制

取100 mL容量瓶，加入一定量1000.0 mg/L的铝标准溶液，加入5 mL硝酸，纯水定容，混匀，配制成浓度为0.0 mg/L、0.5 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、8.0 mg/L、10.0 mg/L的标准系列工作溶液。

1.4 仪器工作条件

分析线：Al 396.152 nm；等离子体高频功率：1200 W；等离子体气流量：10.0 L/min；辅助气流量：0.60 L/min；载气流量：0.70 L/min；等离子观测：轴向；蠕动泵转速：20 r/min；曝光时间：30 s；积分方式：自动积分。

2 样品前处理

称取0.5000 g乳扇样品、1.0000 g原料奶样品（精确至0.0001 g）于50 mL石英坩埚中，电热板上加热炭化，炭化完全后放置500 ℃马弗炉中灰化5 h。冷却至室温，滴加少许硝酸湿润，在电热板上加热干燥后，移入马弗炉中继续灰化成白色灰烬，冷却取出，加5.00%硝酸转移到50 mL容量瓶，用5.00%硝酸定容至刻度，摇匀，同时做试剂空白。

3 结果与分析

3.1 线性方程

按照1.4设定仪器条件，仪器达到稳定后，对0.0 mg/L、0.5 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L、6.0 mg/L、8.0 mg/L、10.0 mg/L的铝标准溶液进行测定，以质量浓度作为横坐标、相应的响应值作为纵坐标，绘制标准曲线。结果表明，铝在0.0～10.0 mg/L质量浓度范围内线性关系良好，线性回归方程为：

If=8.004767104C-0.0302034，相关系数为R=0.99991。式中If为相应的响应值，C为质量浓度，单位mg/L。

3.2 方法检出限

对试剂空白溶液进行11 次连续测定，根据3 倍标准偏差与对应的铝工作曲线斜率求出仪器检出限为0.15 mg/kg，满足《GB 5009.268—2016 食品安全国家标准 食品中多元素的测定》铝检出限（0.50 mg/kg）的要求。

3.3 精密度

分别对3 份原料乳和3 份乳扇样品，每份样品称取6 个平行样进行测定，结果见表1。由表1可见，该方法重复性好，乳扇相对标准偏差范围为3.59%～6.52%，精密度高，满足微量分析要求。

表1 方法精密度试验

3.4 回收率

分别对3 份牛奶和3 份乳扇样品，每份样品称取3 个平行样分别加入铝标准溶液，与未加标样品一同干灰化法，上机测定。结果见表2。由表2可见，原料奶回收率范围为93.60%～95.70%，乳扇回收率范围为91.90%～96.80%，说明该方法准确可靠。

表2 加标回收率试验

3.5 与湿法消解比较

3 份乳扇样品，采用湿法消解进行前处理，电感耦合等离子体发射光谱法测定乳扇中铝含量。结果显示，3 份乳扇样品铝测定值分别为1597.00 mg/kg、1747.00 mg/kg、483.00 mg/kg。参考《GB 5009.182—2017 食品安全国家标准 食品中铝的测定》中精密度的要求，样品中各元素含量大于1.00 mg/kg时，在重复性条件下获得的2 次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10.00%，湿法消解与干灰化法前处理电感耦合等离子体发射光谱法测定的结果偏差比较分别为5.13%、6.87%、4.85%，乳扇两种前处理方法测定铝含量的偏差在标准要求范围之内，符合标准要求。

3.6 乳扇中铝含量测定

市面上随机采集20 份样品，采用干灰化法（2）进行前处理，电感耦合等离子体发射光谱法测定铝含量。结果显示，20 份乳扇样品铝的含量范围为64.80～1631.00 mg/kg，其中超100.00 mg/kg的样品高达67.30%。

3.7 乳扇对人体产生的潜在健康风险评估

靶标危害系数[11]（Target Hazard Quotients，THQ）是美国环保总局（USEPA，2000）提出的一种用于评估人体通过食物摄取重金属风险的方法，该方法假定人体的吸收剂量等于摄入剂量，以测定的摄入量与参考剂量的比值作为评价标准，计算公式如下[12～14]。

式中，EF为人均暴露频率：365 天/年[15]；ED为暴露区间：通常按人类平均寿命年龄70 年[15]；FIR 为食物摄取量，根据《中国居民膳食指南（2016）》，乳制品每日摄入量为300 g/天[16]；c为乳扇中铝含量（mg/kg）；RFD为参比剂量，世界卫生组织和农粮组织规定铝允许摄入量为1 mg/kg·天；WAB为人体平均体重按60 kg[15]；TA为人体平均寿命天数EF×ED，365 天×70 年；

靶标危害系数（THQ）大于1，一般评价为通过乳扇摄入的铝对暴露人群有明显健康风险，靶标危害系数（THQ）小于1，评价为通过乳扇摄入的铝不会对人体造成健康威胁；THQ值越大则表明对人体的健康风险越大。

将20 份铝的含量范围为64.80～1631.00 mg/kg的乳扇样品代入THQ计算公式中，乳扇的THQ范围为0.324～8.155，其中THQ值超过1的样品占比50.00%。

4 结论

重金属检测的前处理方法主要有湿法消解和干法灰化：湿法消解，快速安全，优点在于，可凭经验控制温度和反应速度，样品处理速度快，方法设备普及。缺点是产生大量的有毒气体，试剂消耗量较大，空白值偏高[17]，待测组分易被损伤和污染[18]。干法灰化，试剂用量少，处理大批量样品时操作省时省力，适合前处理。干法灰化-电感耦合等离子体发射光谱法检测乳扇铝含量，空白值低，结果误差小，相对标准偏差（RSD）值小，精密度好，回收率高。

随机在农贸市场、农户家庭、商店等购买了20 份样品进行了检测，大部分样品铝含量远高于每人每日每天可允许食入的铝量44.0 mg[7]。我国居民从日常食物中摄入的铝量为9.0～12.0 mg/人·日天。从铝制炊具溶入到食物中而摄入人体的铝约为4.0 mg/人·天。重金属暴露接触对人体的健康风险评价结果表明，乳扇存在膳食摄入潜在风险。

为排除乳扇基质中铝含量来源的问题，对原料奶进行了检测。结果所有的原料奶样品的铝含量均是未检出。这有可能是在生产过程中添加了含铝的添加剂，比如硫酸铝钾与硫酸铝铵。只要控制和消除这种直接的人为因素，食品的铝污染现象就会得到根本改观[19]。在《GB 2760—2014 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中，硫酸铝钾与硫酸铝铵不在乳制品中可允许添加的添加剂范围内。因此，铝含量较高的乳扇样品存在滥用食品添加剂的风险。因此，为了保证食品安全和人们身体健康，需要加强对乳扇中铝元素的测定工作。建议有关部门加强对铝食品添加剂的监管力度，引导生产企业和生产农户规范生产工艺，严格执行含铝食品添加剂使用规定，重点关注小型作坊、个体食品店、流动摊贩等，落实食品生产经营者对食品安全负责制[20]，以确保食品安全。