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重金属检测技术在食品检测中的应用策略

2022-11-18么亚男

食品安全导刊 2022年24期
关键词:原子荧光金属元素质谱

么亚男

(聊城大学东昌学院,山东聊城 252000)

食品检测中,重金属检测是一项关键内容。基于此,检测单位和工作人员要充分意识到重金属检测工作的重要性,明确食品重金属含量过高的危害,分析食品重金属污染的主要来源,根据实际情况,采取合理的技术措施进行食品中重金属含量检测,及时发现重金属含量过高的食品,避免其流入销售市场,从而为人们的身体健康提供良好保障。

1 食品中重金属含量过高的危害性

研究发现,食品中的重金属含量超标会对食用者的身体健康造成严重的危害。人们购买和食用重金属含量超标的食品后,不会立即出现不适症状,但长期食用重金属含量超标的食品,大量的重金属元素会在人体内累积,当累积到一定程度后,人体的消化系统、呼吸系统和神经系统等都会受到严重影响。大量的重金属在人体内累积,也会增加患癌风险。此外,若人体内累积的重金属严重过量,会出现重金属中毒现象,甚至出现生命危险。由此可见,食品中的重金属过量会对食用者的身体健康乃至生命安全造成很大的危害。

2 食品中重金属污染的主要来源

目前,我国食品中的重金属污染来源主要包括以下几个方面。①我国不同地区的环境差异较大,在一些自然环境比较特殊的地区,土壤中可能有大量的重金属存在,农作物生长过程中会吸收过多的重金属,并累积在其中,最终导致食品重金属污染。②我国部分矿区重金属含量高,且影响范围较大,导致区域内的水质和土壤中重金属含量较高,会对食品造成污染。③一些工业生产企业排放的废水、废气中含有较多重金属物质,这些物质进入到环境后,会对食物链中的各个环节造成影响,导致食物被重金属污染[1]。④在食品加工中,使用的仪器设备、包装、添加剂等也会含有重金属物质,如果未对其中的重金属含量进行有效控制,会导致食品被重金属污染。这些被重金属污染的食物如果流入市场,会对食用者的身体健康甚至生命安全造成不良影响。

3 食品检测中重金属检测技术的应用

3.1 原子荧光检测技术

原子荧光检测技术的主要原理是在特定频率的辐射被基态原子吸收后,会将其从基态激发到高能态,而在激发过程中,原子会通过光辐射的方式将具有特征波长的荧光发射出去,通过荧光光谱特征与荧光强度,可对食品中含有的重金属元素种类及浓度做出科学判断。目前,应用在食品重金属检测中的原子荧光检测技术主要有3种。

3.1.1 氢化物原子荧光检测

通过该技术,可将食品中的碲、硒、铋、铅、锗、锡、锑和砷等重金属元素还原成气态形式的氢化物,再通过载气将这些氢化物带入原子化器内实现原子化处理。在光能的激发作用下,原子会从基态跃迁至更高能级,并在向低能级回归的过程中实现原子荧光辐射,其强度和食品中的重金属元素浓度呈正比关系。通过该技术的应用,可实现食品中重金属元素含量的科学测定,其检测效率和检测精度都 较高。

3.1.2 微波消解原子荧光检测

微波消解原子荧光检测过程中,需将食品样品和特定溶液放置在消解罐内,通过微波使其快速消解,消解液在原子荧光光度计发生还原反应,产生氢气,其中的重金属元素会还原为原子态,经火焰灼烧后,又会由原子态转变为基态原子,其中发射出的光在激发作用下会出现原子荧光,通过对其强度分析,便可得到食品中的重金属元素 含量[2]。

3.1.3 液相色谱原子荧光检测

液相色谱原子荧光检测过程中,需对样品进行前处理,通过去离子水进行提取和净化处理,使食品中的各种重金属元素被分离出来,并实现到氢化物的转化,通过光谱检测系统,可对相应的重金属元素进行定量转化,使其成为能够检测出的光谱信号,根据其吸光强度及面积,便可对其含量进行科学测定。

3.2 紫外可见分光光度检测技术

紫外分光光度检测技术主要是依据物质对光的选择性吸收这一原理,通过建立结构分析法进行物质的定性分析和定量分析。在通过该技术进行食品中重金属含量检测时,主要通过紫外可见分光光度计进行检测。表1是紫外可见分光光度计的主要组成部分及具体作用。

表1 紫外可见分光光度计的主要组成及具体作用

随着科学技术的发展,紫外可见分光光度检测技术在食品重金属检测中得到了越来越广泛的应用。例如,在对面粉中的重金属镉含量进行检测时,可将2-5-二乙氨基苯酚试剂作为检测试剂,使其和样品中的镉反应生成稳定的络合物,再使用紫外可见分光光度计进行检测。如果样品在590 nm出现了吸收峰,说明其中含有重金属镉,而对其光谱进行分析,可进一步判断重金属镉的具体含量[3]。

3.3 酶联免疫吸附检测技术

在食品的重金属含量检测中,酶联免疫吸附检测技术是一种典型且常用的技术。该技术的主要原理是将特异性抗原抗体的免疫学反应与酶学催化反应结合在一起,在酶促反应产生的催化作用下,可显示出特异性抗原与抗体之间的初级免疫反应。具体检测中,受检样品(含待测抗体或抗原)与固相载体上的抗原或抗体发生反应形成抗原或抗体复合物,通过洗涤使固相载体表面上形成的抗原或抗体复合物与其他物质分离,加入酶标记的抗原或抗体加入其中,固相上的酶量和样品中被检测物质的含量呈一定的比例关系,加入可以和酶反应的底物,使其在酶的催化作用下形成有色产物,产物的量和样品中被检测的重金属物质的含量具有直接关系。因此,通过其呈色的深浅便可对食品样品中的重金属含量进行定性或定量分析。

例如,使用酶联免疫吸附技术中的酶抑制技术对食品中的重金属元素进行检测时,可使巯基或甲巯基和食品中所含的重金属离子结合,从而改变其结构和酶活性中心性质,使酶活力降低,底物和酶系统中的电导率、吸光度、pH值以及显色剂颜色等会出现相应的变化,通过电信号、光信号甚至肉眼辨识等方式检测到这些变化,从而实现食品中重金属种类及其含量的科学检测[4]。

目前,使用酶联免疫吸附技术进行食品重金属检测时,常用的酶包括黄嘌呤氧化酶、葡萄糖氧化酶、丁肽胆碱酯酶、柠檬酸脱氢酶和脲酶等,其中脲酶因易得和价格低廉等诸多优势被广泛应用。

3.4 电感耦合等离子体质谱检测技术

电感耦合等离子体质谱检测技术是一种比较先进的检测技术,该技术的主要应用方法是借助高温离子源使引入的食品样本转变为离子状态,通过离子采集系统将其采集到质谱检测器中,实现重金属元素种类及其含量的科学检测。该检测技术的检测范围宽,检出限低,检测中所受的干扰因素少,且大多数的干扰因素都易消除。凭借这些优势,在现代食品重金属检测中,该技术得到了越来越广泛的应用。

例如,某食品安全检测机构使用电感耦合等离子体质谱检测技术对面制食品中的重金属铝含量进行检测时,可将钪作为在线内标物质,实现面制食品中的铝含量测定。测定中,共选择55份面制食品,使用微波消解技术对其进行前处理后,采用电感耦合等离子体质谱检测技术进行检测[5]。表2为使用电感耦合等离子体质谱检测技术进行面制食品中重金属铝含量检测的结果。由此可见,在面制食品中的重金属铝含量检测中,电感耦合等离子体质谱检测技术具有较高的检测精度。同时,该方法的检测效率也较高,适合用于大批量食品中重金属含量的检测。

表2 面制食品中重金属铝含量检测的主要参数情况

4 食品检测中的重金属检测技术发展方向

目前,我国的食品重金属检测技术以及相应的设备发展都已经逐渐成熟,随着科学技术的发展和制造企业技术水平的提升,越来越多的食品重金属检测技术和设备开始投入研究,受到了国家的高度重视,我国已出台很多政策来完善各种食品的重金属检测标准及安全保障措施。传统的重金属检测数据和食品安全信息不对称等问题也得到了有效解决,食品重金属检测设备的精准度也得到了进一步 提升。

由于食品的保质期有限,一些重金属检测的流程比较复杂,所需的检测时间也较长,会对食品销售产生一定的影响。为有效解决此类问题,相关机构、研究者和技术人员需加大力度对食品重金属快速检测技术及设备进行研究,进一步提升食品重金属检测的效率,充分满足食品重金属检测技术的实际应用需求,从而为食用者的身体健康和食品企业的发展提供有力的技术支撑。

5 结语

综上所述,食品重金属检测是食品安全检测中的一项重要内容,只有确保重金属检测的科学性、合理性与准确性,才能实现食品安全的良好保障。基于此,相关单位和检测技术人员要根据实际情况选择合理的重金属检测技术,实现食品中重金属种类及其含量的科学检测,避免重金属超标的食品流入市场,在确保食品安全的同时进一步提升食品企业的经济效益,并有效促进食品市场的良性发展。

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