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发酵面制品中铝含量检测与市场监管现状综合分析

2024-10-26王玉娟

食品界 2024年10期

铝是地壳中丰富的金属,广泛应用于食品工业,如添加剂和包装。但过量摄入铝会危害神经、生殖、骨骼及肾脏系统,影响记忆力,尤其对儿童智力发展不利。为此,世卫组织和联合国粮农组织早在1989年就开始监管铝作为食品污染物的问题。日常饮食中,面制品如馒头、油条、面条常含铝添加剂,导致铝含量偏高,成为我国公众膳食铝暴露的主要来源。特别是油炸类面制品,铝超标问题严重,超标率常达30%-50%。因此,对面制品中铝含量的准确检测对于保障公众健康至关重要。

基于广泛的文献分析,本文深入探讨了发酵面制品中铝元素的含量状况及其市场监督管理的现状。值得注意的是,根据现行的食品添加剂国家标准,硫酸铝钾与硫酸铝铵已被明确禁止用于发酵面制品的生产。然而,在实际的市场监管与检测实践中,发现发酵面制品中的铝含量普遍高于GB5009.182-2017 分光光度法所设定的检测下限——8mg/kg,这一现象给检测机构的结果判定工作带来了不小的挑战。鉴于此,进一步调查发酵面制品中天然铝的本底含量,旨在为未来加强监管、判断发酵面制品是否违规添加了含铝食品添加剂提供更为坚实和科学的依据。这一研究不仅有助于提升食品安全监管的精准度,也能为保障消费者健康、维护市场秩序提供有力的支持。

1.发酵面制品中铝的来源及分布

世界卫生组织设定的铝日摄入量上限为每公斤体重不超过0.6mg,即对于一个体重60公斤的成年人而言,其每日铝的安全摄入量上限为36mg。尽管铝被视为一种低毒性元素,短期内不易引发急性中毒,但长期摄入铝含量超标的食物可能对人体健康构成潜在威胁,包括增加患痴呆、贫血、骨质疏松及胃肠道疾病的风险。关于铝如何渗入发酵面制品,其路径颇为复杂多样。例如,赵二劳等人的工作揭示了铝制容器在储存液体时,尤其是在酸性和高温环境下,会加速铝的溶解,导致液体中铝含量上升。而陈瑞英等人的分析则指出,小麦及其制品中铝的自然含量(或称本底含量)平均约为10.3mg/kg,这与当地小麦粉中铝的自然水平相吻合。卢丽等人的研究进一步扩展了对小麦整体含铝量的认识,发现其含量范围在2.7-79mg/kg之间,对多地发酵面制品的铝含量进行综合分析发现,这些食品中铝的自然背景值相对较低,但实际检测到的铝含量却呈现出较大差异,范围从7.0mg/kg直至惊人的1690.1mg/kg,这一广泛分布表明,铝的来源多样且复杂。综上所述,水、原材料、生产过程中的接触材料以及可能的非法含铝添加剂,共同构成了发酵面制品中铝元素的主要来源

2.发酵面制品中铝含量市场监管现状分析

根据《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)的规定,发酵面制品(如馒头、包子等)中禁止添加硫酸铝钾、硫酸铝铵等含铝膨松剂。这一标准明确了发酵面制品中铝的限量要求,为市场监管提供了法律依据。对于违反食品添加剂使用标准的行为,《中华人民共和国食品安全法》等法律法规规定了相应的处罚措施,包括没收违法所得、罚款、吊销许可证等,以保障食品安全和消费者健康。尽管有明确的国家标准和法律法规,但在实际监管和检测中,仍发现部分发酵面制品存在铝含量超标的问题。这主要是由于部分生产企业为追求产品外观和口感,非法添加了含铝膨松剂;或者是在生产过程中使用了铝制炊具,导致微量铝元素渗入面团。随着健康饮食观念的普及,消费者对发酵面制品中铝含量的关注度不断提高。铝元素长期摄入容易对人体健康造成危害,如影响神经系统、骨骼健康等。因此,消费者在购买时更加倾向于选择无铝或低铝的发酵面制品。

3.食品中铝检测方法研究现状

在《食品安全国家标准 食品中铝的测定》(GB 5009.182-2017)中,明确规定了四种用于检测食品中铝含量的方法,每种方法均设定了相应的检出限(LOD)和定量限(LOQ),具体数值汇总于表1中。

3.1 分光光度法

在发酵面制品中铝含量的检测中,分光光度法因其设备普及度高、处理样本量大、操作流程相对简便而成为最为广泛应用的检测方法。首先,从待检测的发酵面制品(如馒头、面包等)中准确称取一定量(通常根据标准或实验设计确定)的样品,进行粉碎或均质化处理,以确保样品中的铝成分能够均匀分布。然后,通过提取方法(如酸提取法),使用稀酸(如盐酸、硝酸等)将样品中的铝溶解出来,形成待测溶液。在提取过程中,需要控制温度、时间以及酸度等条件,以确保铝的有效提取并减少其他杂质的干扰。提取完成后,还需要对溶液进行净化处理,如使用固相萃取、离子交换等方法,以去除影响分光光度测定的干扰物质。分光光度法的核心在于显色反应。在此步骤中,向净化后的待测溶液中加入特定的显色剂(如铬天青S、铝试剂等),这些显色剂能与铝离子发生化学反应,生成有色络合物。络合物的颜色深浅与溶液中铝离子的浓度成正比,这是后续分光光度测定的基础。最后,将显色后的溶液置于分光光度计中,选择适当的波长(通常为显色络合物的最大吸收波长)进行测定。分光光度计通过测量透过溶液的光强度或反射光强度,可以计算出溶液的吸光度。根据吸光度与铝离子浓度之间的标准曲线或方程,即可得出样品中铝的含量。

3.2 电感耦合等离子体质谱法

在发酵面制品中,铝含量的检测,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)因其卓越的灵敏度、广泛的检测范围以及高准确度而应用日益广泛。首先,从发酵面制品中准确称取代表性样品,并进行适当的粉碎或均质化处理,以确保铝元素在样品中的均匀分布。然后,通过酸消解(如使用硝酸、高氯酸或它们的混合酸)将样品中的铝及其他无机元素释放出来,形成清澈的消解液。此过程中,需严格控制消解条件(如温度、时间、酸度)以避免铝的损失或污染。消解完成后,需要对消解液进行进一步的净化处理,以去除干扰ICP-MS测定的杂质,这可以通过固相萃取、离子交换或膜过滤等方法实现。净化后的消解液需根据ICP-MS的仪器要求进行适当的稀释,以确保铝元素浓度落在仪器的线性检测范围内。在检测前,需对ICP-MS仪器进行必要的设置和校准。这包括选择合适的进样方式(如蠕动泵进样、喷雾进样等)、调整仪器参数(如射频功率、载气流量、冷却气流量等)以及进行质量校准和灵敏度优化。同时,需使用已知浓度的铝标准溶液对仪器进行校准,建立铝元素浓度与仪器响应信号之间的定量关系。最后,将净化并稀释后的消解液注入ICP-MS仪器中进行分析。ICP-MS通过高频感应产生的等离子体将样品中的铝元素电离成带电离子,并利用质谱仪对离子进行分离和检测。根据铝离子的质荷比和信号强度,可以准确测定出样品中铝的含量。测定完成后,ICP-MS仪器会自动输出铝元素的浓度数据。需要对这些数据进行处理和分析,包括扣除背景信号、计算平均值、标准偏差等统计量。同时,将测定结果与食品安全国家标准中的铝含量限值进行比较,以判定样品是否合格。

3.3 电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)凭借其高灵敏度、优异的准确度以及对基质效应的良好抵抗能力,在食品和环境检测领域得到了广泛应用。首先,从待检测的发酵面制品中采集具有代表性的样品,确保样品的均匀性和代表性。然后,对样品进行粉碎或均质化处理,以便后续提取。通过适当的酸消解方法(如使用硝酸、盐酸或它们的混合酸),在高温高压条件下将样品中的铝元素溶解出来,形成含有铝离子的消解液。此过程中,需严格控制消解条件,避免铝的损失或污染。消解完成后,需要对消解液进行净化处理,以去除干扰ICP-OES测定的杂质,如悬浮物、有机物等。净化方法可包括过滤、离心或进一步的化学处理。净化后的消解液需根据ICP-OES仪器的检测范围和灵敏度进行适当稀释,以确保铝元素的浓度落在仪器的线性范围内。在检测前,需对ICP-OES仪器进行必要的设置和校准。这包括选择合适的激发条件(如射频功率、载气流量、观测波长等)、调整仪器参数以优化信号稳定性和分辨率。同时,使用已知浓度的铝标准溶液对仪器进行多点校准,建立铝元素浓度与发射光强度之间的定量关系。校准过程中,还需注意考虑基质效应的影响,并采用基质匹配的方法来提高测定的准确性。最后,将净化并稀释后的消解液注入ICP-OES仪器中进行分析。ICP-OES通过高频感应产生的等离子体将样品中的铝元素激发至高能态,随后铝离子在回到基态时发射出特定波长的光。仪器检测这些发射光的强度,并根据校准曲线计算出样品中铝的含量。

3.4 石墨炉原子吸收光谱法

石墨炉原子吸收光谱技术(GFAAS),凭借其卓越的灵敏度、精确度和重现性,在食品领域特别是针对发酵面点如油条等中的铝含量检测方面,展现出了广泛的应用价值。该技术的核心在于,通过高温环境将待测物质转化为气态原子,随后利用这些原子对特定波长光线的吸收特性进行精确测量,从而实现对铝元素含量的定量分析。铝原子在特定波长(如309.3nm)的光照下,会吸收光能并转化为热能,通过测量光强度的减弱程度,可以准确计算出样品中铝的含量。采用石墨炉原子吸收光谱法检测主要使用石墨炉原子吸收分光光度计,如PE600等型号,配备铝元素空心阴极灯,以及横向加热石墨管(可经涂层改性以提高检测效果)。试剂包括高纯硝酸、高氯酸(用于样品消解)、铝标准储备液(如500mg/L)、基体改进剂(如硝酸镁或乙酰丙酮,视具体情况而定)、UP超纯水等。检验过程如下:从发酵面制品中准确称取一定量(如100g)的样品,切碎后备用;样品经过干燥、炭化后,移入马弗炉进行灰化,或在电热板上用硝酸-高氯酸混合酸(体积比5:1)进行湿法消解。消解过程中,需小心操作,避免样品溅出,直至样品完全溶解;消解后的样品用适量的硝酸(如0.5%HNO3)定容至一定体积(如100mL),以备测定。设定仪器条件,设定测量波长为铝的特征吸收波长,通常为309.3nm;根据石墨炉的特性和样品性质,设置合适的升温程序,包括干燥、灰化、原子化和净化等步骤的温度和时间;然后用铝标准储备液逐级稀释成一系列不同浓度的标准溶液(如0.05、0.10、0.20、0.40、0.60μg/mL),在特定的仪器配置下,按照顺序逐一测量各标准溶液的吸光度值。随后,以铝元素的浓度为水平轴(横坐标),对应的吸光度值作为垂直轴(纵坐标),绘制标准曲线图。通过数据分析,进一步计算出曲线的线性方程及其相关系数,这两个参数共同表征了铝浓度与吸光度值之间的线性关系强度和拟合优度。最后,将处理好的样品溶液按设定的进样量(如20μL)注入石墨炉中,在相同的仪器条件下测定样品的吸光度值,根据标准曲线和样品的吸光度值,计算出样品中铝的含量。

综上所述,长期摄入铝超标食品会严重危害健康,影响神经系统,降低记忆力,干扰运动协调,甚至影响细胞代谢。对儿童而言,铝超标会阻碍骨骼生长和智力发育,影响未来健康。因此,铝超标食品是重大食品安全隐患,监管部门需加强对面制品等食品的监测与治理,确保公众饮食安全。