原子荧光光谱分析在粮油食品检测污染物中的应用

岑永权

摘 要：长久以来，粮油食品安全一直是我国民众的关注问题，随着经济的全球化发展，粮油食品贸易的规模不断扩大，粮油食品安全问题备受人们关注。一旦粮油食品中有害微量元素（汞、铅、镉、砷等）超标，经人体摄入后，将会产生明显的毒性作用，严重影响到人体健康。因此，必须重视粮油食品检测中的微量元素分析。通过原子荧光光谱分析在粮油食品检测中的应用，能精确检测出粮油食品中所含的矿物质及金属元素、氨基酸和维生素等，同时也能对粮油食品中所含的中霉变物质、菌类污染、添加剂、防腐剂以及食品包装有害物质等进行分析，为粮油食品安全提供了有效的保障。

关键词：原子荧光光谱分析；粮油食品安全；微量元素

前言

1964年，由美国弗罗里达大学Windfordner研究组首先提出了原子荧光光谱分析（AFS）的概念，经20年的发展，该技术已得到较大幅度的改善。原子荧光光谱是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。其工作原理为：一般蒸汽状态的原子吸收合适的一定频率的敷设后，被激发至高能状态，然后再激发过程中通过光辐射的形式发射出特征波长的荧光。即检测待测元素的原子蒸气在特定波长的辐射能激发下，定量分析该元素原子发射的荧光强度。原子荧光的波长在紫外光区和可见光区。气态自由原子在吸收一定波长的辐射后，其外层电子从低能态或基态转变为高能台，约10-8秒的时间，又恢复至低能态或基态，并发射出荧光。原子荧光的类型主要有五类，分别为共振荧光、直越线荧光、阶跃线荧光、热助阶跃线荧光和热助反stokes荧光。

原子荧光光谱分析应具备化学蒸汽分离、非色散光学系统等特性，能快速、准确的测定出汞、铅、镉、砷等微量元素，具有较高你的灵敏度，校正曲线的线性范围宽达2-5个数量级，尤其在激光光源为激光时，效果最为明显，此外，其能同时测定多种元素，目前已有超过20中元素的检出限优于AES和AAS，目前已广泛应用于环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品、医学分析和粮油食品安全检测中。目前，我国粮油食品在生产、加工、运输、储存和销售等环节的污染，严重威胁到消费者的身体健康，其中主要以有害微量元素的危害性最为严重。汞、铅、镉、砷等微量元素一经人体摄入，将会产生明显的毒性作用，且该类有毒微量元素具有较强的积累性和生物富集性。其中元素砷的毒性较低，但其化合物均有毒性，经人体吸收后，将对细胞的氧化还原能力造成破坏，阻碍细胞的正常代谢，继而造成组织损害和机体障碍；镉的毒性较大，经人体吸收后，会引起中毒，且长期服用会新城隔行慢性中毒，对肾脏造成损害。因此，微量元素污染备受人们关注。下面将对近几年来，原子荧光光谱分析在粮油食品检测中的应用情况进行分析。

一、粮油食品中矿物质及金属元素的分析

在分析粮油食品中的矿物质及金属元素时，通常采用普通消解、紫外消解和微波消解等方式来对粮油食品进行破坏，继而将粮油食品中的矿物质及金属元素以盐、离子或酸根的形式融入液体中。汪禄祥等利用微波消解法处理样品后，用氢化物-原子荧光光谱分析法同时检测出了食品中的汞和砷，同时也利用其检测出了盐渍鳕鱼中的痕量铅。汞的检出限为 ，回收率为93%-103%；砷的检出限为 ，回收率为95%-105%，RS均小于10%。该类检测方式的检出限和准确度均符合粮油食品检测的标准要求。不少研究人员还利用原子荧光光谱分析法检测出了多种粮油食品或食品添加剂中的铁、硒、锰、锌、镉等元素。

二、粮油食品中氨基酸、维生素等的分析

氨基酸作为蛋白质合成的重要物质，对人体健康有着重要的意义。酪氨酸是人体内的非必要氨基酸，但属于重要的蛋白质。其作用在于产生神经传导素，包括有左旋多巴、多巴胺和正肾上腺素等。大部分的乳制品、肉类、粗粮和酒类中都含有酪氨酸。向海艳等利用钼（VI）对酪氨酸的荧光所具有的猝灭作用，研究出了测定酪氨酸的方法，即检测过程中设定激发波长为278nm，发射波长为305nm，线性范围为 ，检测限为 。该类检测方式被广泛应用于啤酒和葡萄酒中的络氨酸含量检测中。

仲岳桐等利用二极管阵列-荧光检测器以及在线衍生技术检测出了视频中15种氨基酸，有效解决了离线手工衍生的误差，显著提高定性的可靠性和定量的准确性。倪永年等利用高效液相色谱法（HPLC）作对照，利用三维同步荧光技术和平行因子分析法（PARAFAC），检测出了维生素 、 和 混合物的三维荧光数据，且效果显著。

三、粮油食品中霉变物质、菌类污染的分析

粮油食品霉变物质中的黄曲霉素（AFT）所具有的诱导突变、抑制免疫和致癌等作用，严重威胁到人类的身体健康。冯婷等利用免疫亲和柱技术荧光计法检测出了饼干中的AFT，检出限为 。与传统的薄层色谱法相比，该类检测方式更为快捷、简便和准确。

赭曲霉毒素属于异香豆素的衍生物之一，其毒性最强，一旦人体摄入，将严重损害肾脏。褚庆华等针对香辛料和藤蔓水果干中可能存在的赭曲霉毒素，利用免疫亲和柱层析净化方式，构建荧光快速筛选检测法和高效液相色谱快速确证法。方法满足SN/OTO159-9法人规定，符合快速、准确检测的标准要求。

大肠杆菌群是粮油食品安全检测中的重要检测内容之一。由于大肠杆菌群能对4-甲基伞型酮- -D半乳糖苷进行分解，促使4-甲基伞型酮游离，在波长为366nm的紫外灯照射下呈蓝色荧光。郑晶等经从蔬菜中检测出了大肠杆菌群。

沙门氏菌是造成食物中毒的常见病菌之一，粮油食品均存在感染沙门氏菌的可能性。针对沙门氏菌的检测方式，通常采用国际官方分析化学家协会公布的标准分析方法——酶联免疫荧光分析法，该类检测方式适用于所有食品检测。

四、粮油食品中添加剂、防腐剂、食品包装有害物质的分析

苯甲酸是较为常见的防腐剂。谢跃生等设定激发波长为225nm、发射波长为310nm，当溶液的酸碱值为2-3时，利用荧光法对市面销售饮料中的苯甲酸进行检测，该检测方式较为快速、準确。

甲醛對人体的危害性较大。现阶段，甲醛的检测方式主要有三种，分别为高效液相色谱法、极谱法和荧光法。刘佳坤在酸性条件下，基于甲醛的催化作用，氧化吡口罗红产生荧光淬灭的特性，构建了荧光动力学法测定痕量甲醛的方式。方法线性范围为0.06-1.14L/m，检出限为 。

粮油食品包装材料中通常还有一定量的有害酚类物质。方亚敏等利用荧光分光光度法检测出了饮用水和食品包装材料中的苯酚含量，检出浓限为0.001ml/L，以符合国家饮用水卫生标准要求。

五、粮油食品中农药残留、药物残留分析

粮油食品中农药残留、药物残留将直接危害到消费者的身体健康。原子荧光光谱分析在食品残留分析中的应用较为普遍。王忠东等研究分析了常用氨基甲酸脂类农药（西维因、克百威和残杀威等）的荧光特性。

PCF结合HPLC能测定出检测样品中的多种残留成分。李英等利用PCFH-PLC，构建了同时检测蔬菜水果中12种氨基甲酸脂类农药和3种代谢物残留的方法，即利用乙腈提出，氨基酸相萃取柱分离净化，反相分配色谱梯度洗脱，柱后衍生化后，进行荧光检测。检测结果显示，12种农药和3种代谢物在35mm内能获得较好的分离效果。

粮油食品的抗生素残留分析中，需将样品进行富集分离，因此，通常需采用荧光分析结合HPLC进行检测。任一平等对动物性食品中土霉素和四环素进行检测，方法为将样品用HPLC分离，用浓度为8%的氧氯化锆柱后衍生，如锆离子的结合物在激发波长406nm、发射波长515nm处检测出土霉素和四环素，检出限分别为 和 。

侯晓林等利用HPLC，FCS，FPM技术，对牛组织中埃普利诺菌素、阿维菌素、多拉菌素和伊维菌素残留进行了检测。方法为将样品用乙腈提取，碱性氧化铝净化，采用衍生化试剂为乙酸酐和1-甲基咪唑。检测结果显示，该类菌类的检出限为 ，定量限为 。

六、结语

随着我国加入WTO，我国食品标准也逐渐向国际化靠拢，粮油食品检测要求也越来越严格化。原子荧光光谱分析法因具备较高灵敏度和较强选择性，而被广泛应用于粮油食品安全检测中。氢化物-原子荧光分析法在检测砷、汞、锗、硒和铅等微量元素中，取得了较好的成效。此外，实时荧光定量PCF技术结合其他分子生物技术，显著提高了对菌类分析的准确性和可靠性。综上所述，原子荧光光谱技术在粮油食品安全检测中的意义重大。

参考文献

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