肖猷雷 周俊帆 黃夏 侯軍 任理順

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的不斷提升，食品安全成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄攸c(diǎn)關(guān)注的問題。食品中的重金屬元素是影響食品安全的主要因素，人體通過食品攝入過多的重金屬，會嚴(yán)重威脅到身體健康。因此，探索食品中重金屬元素檢測方法對保障人體健康具有重要意義?；诖耍疚姆治龊完U述了食品中重金屬元素的常規(guī)檢測方法和快速檢測方法，以期為食品行業(yè)的重金屬元素檢測提供有效參考。

一、食品中重金屬元素的常規(guī)檢測方法

1.原子吸收光譜法（AAS）。在食品重金屬元素的檢測方法中，AAS是目前應(yīng)用最為普遍的一種檢測方法，其原理是以待檢測元素的原子及特征譜線的吸收強(qiáng)度來分析食品中含有的元素量。根據(jù)不同試樣原子化方法，可以將ASS細(xì)分為FAAS、GFAAS、HAAS以及CVAAS。AAS檢測方法具有選擇性強(qiáng)、靈活、準(zhǔn)確性高以及適用范圍廣等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于食品中重金屬元素的檢測。不過，AAS檢測法只能單次對單種元素進(jìn)行檢測，在檢測難溶元素的過程中也存在一定的困難，主要用于肉類、水產(chǎn)品以及農(nóng)產(chǎn)品食品的重金屬元素檢測。本文利用不同的AAS檢測方法對水產(chǎn)品、肉制品以及大米中的重金屬元素進(jìn)行檢測，具體檢測結(jié)果如表1所示。

2.原子熒光光譜法（AFS）。AFS法是通過測量待測元素的原子蒸汽在激光照射下產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度，來確定被測溶液中待測元素的含量。這種檢測方法相對于AAS法具有檢出限更低、更靈活、基體效應(yīng)更小、線性范圍更寬等優(yōu)勢，缺陷在于只能檢測出容易揮發(fā)的重金屬元素，如汞、砷等元素。以AFS檢測香料中鉛元素的含量為例，香料中鉛元素含量在0-20μg/kg的情況下，具有良好的線性關(guān)系，具體檢測結(jié)果如表2所示。

3.X射線熒光光譜法（XRF）。XRF法的原理在于利用樣品中的待檢測元素對X射線的吸收，隨著樣品中的成分及含量的變化來定量或定性測試樣品中的成分。楊振等采用XRF法對稻谷中的Cd、Pd、As、Se元素含量進(jìn)行檢測，當(dāng)?shù)竟戎蠧d元素含量為0.1-0.6mg/kg時，該檢測方法的結(jié)果與AAS檢測方法的結(jié)果誤差低于20%，因此檢測的精準(zhǔn)度較高。本文采用XRF法對大米中的鎘元素含量進(jìn)行檢測，檢出限和定量限能夠滿足大米中鎘元素含量的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測結(jié)果如表3所示。

4.紫外-可見分光光度法（UV-Vis）。UV-Vis法的基本原理是對被測量材料的紫外線-熱成像的吸收水平進(jìn)行定量分析，利用顯色劑和重金屬單質(zhì)所進(jìn)行的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生彩色的金屬化合物，再通過溶液的色澤、含量變化對重金屬單質(zhì)濃度進(jìn)行定量分析。UV-Vis法操作簡便，不必經(jīng)過繁瑣的消解操作，但要求顯色的產(chǎn)物必須具備穩(wěn)定性，并且部分的特征性顯色劑很難獲取，檢出限較高，不適合對痕量重金屬進(jìn)行檢測。

5.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）。ICP-OES法通過對以等離子體為原子發(fā)射光譜的研究，在空氣介質(zhì)中被進(jìn)入等離子體焰以后，由于高溫的化學(xué)惰性而揮發(fā)，從而釋放出元素的特征譜線，再根據(jù)元素特征譜線的強(qiáng)度完成待測物質(zhì)的定量分析。ICP-OES方法具有靈敏度高、影響因子小、線性范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，能夠用于除鎘元素和汞元素之外的大部分金屬元素的檢測。本文利用ICP-OES法對糖果中的Pb、Cd等重金屬元素進(jìn)行檢測，結(jié)果表明這種檢測方法的精確性較高，具體檢測結(jié)果如表4所示。

6.電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）。ICP-MS法是利用高頻電感耦合所產(chǎn)生的等離子體放電的光源，對質(zhì)譜進(jìn)行分析，并確定待測元素的質(zhì)量。這種檢測方法具有精確性高等優(yōu)勢，可以同時對多種金屬元素進(jìn)行檢測，但由于檢測設(shè)備的成本高而無法被廣泛普及應(yīng)用。本文通過ICP-MS法對谷物中的As、Hg、Pb、Cd含量進(jìn)行檢測，結(jié)果表明谷物中這4種金屬元素的含量均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測結(jié)果如表5所示。

二、食品中重金屬元素的快速檢測方法

目前針對食品中重金屬元素的快速檢測手段通常只能對重金屬元素進(jìn)行定性或半定量分析，檢測的靈活性和準(zhǔn)確性相對于常規(guī)檢測方法較低，但也具備簡單、快速、成本低等優(yōu)勢，主要用于食品中重金屬元素含量的快速檢測，能夠起到一定的預(yù)警作用。

1.試紙法。試紙法的本質(zhì)是一種化學(xué)比色法，其原理是將具備特效顯色反應(yīng)的顯色劑放置在試紙上，通過重金屬與試紙上的顯色劑發(fā)生顏色變化，并對比色彩標(biāo)準(zhǔn)卡，從而進(jìn)行重金屬的定性或半定量分析。這種檢測方法具有快速、簡單、成本低等優(yōu)勢，可以用于食品中鉛元素的檢測，但也具備檢出限高、靈活性差、試紙種類有限等缺陷。

2.適配體技術(shù)。適配體在通過體外篩選技術(shù)之后所選取的各項物質(zhì)具有較強(qiáng)的特異性和親和性，由于能夠和金屬離子進(jìn)行融合，因此可將其看作一類化學(xué)抗體。該測定方法的基本原理是立足于抗體和抗原的融合進(jìn)行測定，具有很大的特異性、靈敏度和安全性，可以應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬測定。

（1）核酸適配體檢測技術(shù)。核酸適配體是一種具有特異性識別作用的核酸分子，能夠與重金屬離子快速融合，從而快速、準(zhǔn)確地檢測出重金屬類別。該技術(shù)具有靶標(biāo)廣泛、成本低、容易合成、操作簡單等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)迅速檢測，但由于適配體會受到自身特性的局限，因此在特定生理條件下才能充分發(fā)揮出其活性，在較為復(fù)雜食品的重金屬檢測中無法被廣泛使用。

（2）電化學(xué)適配體檢測技術(shù)。這種檢測技術(shù)主要立足于適配體與重金屬結(jié)合所產(chǎn)生的空間結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而出現(xiàn)電流信號的轉(zhuǎn)變，使得待測物與信號之間建立起聯(lián)系。這種檢測技術(shù)具有靈活性高、特異性強(qiáng)、精準(zhǔn)度高等優(yōu)勢，具有較廣的應(yīng)用前景。

3.酶聯(lián)免疫吸附檢測技術(shù)（ELISA）。ELISA檢測技術(shù)最早在20世紀(jì)70年代被提出，其原理是將抗原抗體的特異性免疫反應(yīng)與酶對底物的高催化反應(yīng)相結(jié)合，具備特異性強(qiáng)、靈活性高、操作簡單、檢測迅速、成本低等優(yōu)勢，能夠滿足大量的金屬元素檢測。ELISA檢測技術(shù)主要有四個步驟：一是對檢測樣品進(jìn)行預(yù)處理；二是將重金屬與人工抗原進(jìn)行合成；三是對特異性抗體進(jìn)行制備；四是選取合適的ELISA檢測方法。本文利用ELISA檢測技術(shù)對大米中的鎘元素進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與AAS法的檢測結(jié)果相差不大，表明這種檢測技術(shù)具有較高的精確性，可以用于對樣品中金屬元素的快速檢測，具體檢測結(jié)果如表6所示。

不過，將ELISA分析技術(shù)用于食物中的重金屬單質(zhì)分析，仍然存在著食品原料復(fù)雜、預(yù)處理技術(shù)滯后、重金屬分離效率低下、人工抗體制備耗時長、抗體和金屬分子的交換反應(yīng)多等缺點(diǎn)，所以必須繼續(xù)增強(qiáng)抗體的特異性，從而增強(qiáng)分析技術(shù)的真實性和準(zhǔn)確度。

4.酶抑制法。這種測定手段在食品重金屬檢測中需要用到較多的蛋白酶，以葡萄糖氧化酶為主，具備檢出限小、重現(xiàn)度高、穩(wěn)定性好、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。

通過將葡萄糖氧化酶放置在Nb-SWVNTs上，制作出一種酶電化學(xué)生物傳感器，利用這種傳感器對Hg和Pb進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果表明，這種傳感器對兩種金屬元素的抑制存在可逆和競爭性，Hg的抑制常數(shù)為169μmol/L，Pb的抑制常數(shù)為370μmol/L，具有線性范圍較高、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低的優(yōu)勢。將這種檢測方法應(yīng)用于食品中重金屬的檢測，需要關(guān)注重金屬的特異性以及酶的穩(wěn)定性，還需要對預(yù)處理方法進(jìn)行優(yōu)化和完善，減少復(fù)雜樣品對檢測結(jié)果的干擾，從而提高食品中重金屬的提取效率等。

三、食品中重金屬檢測技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢

一是從單一金屬元素的檢測技術(shù)向多元素檢測技術(shù)發(fā)展。例如，在常規(guī)的檢測方法中，AAS法只能對單一金屬元素進(jìn)行檢測，而現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的ICP-OES法和ICP-MS能夠?qū)ν粯悠返亩喾N金屬元素進(jìn)行檢測。

二是不僅需要對食品中重金屬的種類和含量進(jìn)行檢測，還要對食品中重金屬元素的結(jié)構(gòu)和形態(tài)等進(jìn)行深入分析。食品中不同形態(tài)的重金屬在人體攝入中最為直觀的反映在于人體攝入的難易程度，同時也與重金屬的毒性緊密相關(guān)，這就要求不僅對重金屬的種類和數(shù)量進(jìn)行檢測，同時也要深入分析重金屬的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

三是先進(jìn)的檢測技術(shù)能夠在一定程度上轉(zhuǎn)變食品中重金屬檢測的方法，例如最新的激光技術(shù)以及光譜設(shè)備的發(fā)展能夠?qū)κ称分薪饘僭剡M(jìn)行定性和定量分析，實現(xiàn)對檢測樣品的迅速、在線檢測，不僅具有較高的靈活性，還能實現(xiàn)對多種金屬元素的同時檢測。此外，快速檢測方法所需的檢測資源不斷豐富，在日益成熟的檢測技術(shù)加持下，能夠廣泛應(yīng)用于食品中的重金屬檢測，并發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。

作者簡介：肖猷雷（1994-），男，漢族，重慶黔江人，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向為產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測。