广西南宁兴宁区不同季节水牛和娟姗牛乳中As和Hg重金属元素含量的研究

周志扬，何仁春，李绍波，周俊华，黄香，王启芝，罗鲜青，黄丽霞，梁琪妹

（1.广西大学，南宁 530004；2.广西畜牧研究所，南宁 530001）

0 引 言

自 2000年以来，“毒大米”、“毒奶粉”、“苏丹红”、“瘦肉精”、“地沟油”等食品安全事件不断曝光。食品安全已愈来愈为人们所重视，注重绿色健康，营养均衡的食品已逐步成为人们的首选。牛奶作为一种营养丰富的食品，在我们国家食谱上占有重要的地位。食品安全标准GB 19301-2010[1]中明确规定了生乳应当进行的六类指标检测，包括感官指标、理化指标、污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量、农药残留限量和兽药残留限量。其中污染物限量应当符合GB 2762-2017食品中污染物限量标准[2]，该标准规定了食品中铅、镉、汞、砷、锡、镍、铬、亚硝酸盐、硝酸盐、苯并[a]芘、N-二甲基亚硝胺、多氯联苯、3-氯-1，2-丙二醇等指标的限量上限。As和Hg作为牛奶中常见的重金属污染元素，在生乳的安全与质量控制中是非常重要的指标。

本试验将使用原子荧光光度计对广西南宁地区不同季节的水牛和娟姗牛生乳以及主要饲料原料和水源中As及Hg重金属元素含量进行检测，并进行相关性分析,以期为水牛乳及娟姗牛乳的安全生产提供一定的数据基础和参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物及样品处理

1.1.1 试验动物

从广西南宁地区水牛种畜场及娟姗牛场，分别挑选泌乳期水牛30头和泌乳期娟姗牛15头作为试验对象。保持牛场正常生产管理制度进行饲养管理。样品采集前一个星期对牛群健康状况、采食量、泌乳量等进行观察，数据无明显变动后分别于四个季节中旬的上午 6：00～9：00和下午14：30～16：00统一人工挤奶，每个季节随机采样3天。样品装入洁净试管，上下午所采奶样1∶1的比例混合，并及时放入冰箱4℃冷藏保存备用。牧草等粗饲料及精饲料样品取样后于65℃烘干，粉碎过40目筛，密封待测。所有样品在收集及处理过程中保持洁净，减少可能因操作带来的污染。

1.1.2 样品处理

原子荧光光度计测定生乳中As及Hg，其中As元素测定样品制作采用湿法消解，参考国标GB 5009.11-2014食品中总砷及无机砷的测定[3]，Hg样品制作采用聚四氟乙烯压力罐消解法，参考国标GB 5009.17-2014食品中总汞及有机汞的测定[4]。

1.2 仪器设备及试剂

1.2.1 仪器设备

PF6-3原子荧光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；电热恒温真空干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；加热平台，苏州九联科技有限公司；超纯水仪器，成都越纯科技有限公司；量感0.0001 g电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；超声清洗仪，昆山超声仪器有限公司；移液枪，大龙兴创实验仪器有限公司；聚四氟乙烯压力消解罐，南京滨正红仪器有限公司；99.999%高纯Ar气，南宁蓝天医用气体有限公司。

1.2.2 试剂

As、Hg 1 000 ug/L标准溶液，HNO3GR级，H2O2GR级，NH4H2PO4GR级，Mg(NO3)2AR级，HCL GR级，H2SO4GR级，KOH AR级，KBH4AR级，NaOH AR级，CH4N2O2SAR级，HClO4GR级，维生素C GR级。

1.3 样品测定

1.3.1 As及Hg原子荧光测定

As及Hg重金属元素测定仪器为北京普析PF6-3非色散原子荧光光度计。采用标准曲线法测量，线性截距方程，峰面积积分方式，载液1、2次进样量都为1.5 mL，样品进样量1.0 mL，清洗过程载液进样量1.0 mL。每个样品检测3次，RSD(Relative standard deviation，相对标准偏差)控制在10%以内，取平均值。每个季度所有样品前处理完成后，样品统一检测，避免因检测批次不同带来误差。仪器检测条件设置及测定准确度衡量参数如表1、表2所示。结果计算公式如下：

表1 仪器参数设定

表2 检测结果准确度参数

其中水牛奶比重为1.120g/mL，娟姗奶比重为1.029 g/mL

2 结果数据分析

采用EXCEL及SPSS 19.0软件对数据进行统计及分析。

2.1 不同季节生乳中As和Hg元素含量

表3 不同季节水牛生乳及娟姗牛生乳中As和Hg含量

如表3所示,两种奶牛各季节生乳中As及Hg元素含量均未超过国标限量值。2016年秋冬两季水牛生乳中As元素含量差异不显著（P＞0.05）,但显著低于2017年春夏两季（P＜0.05）,且2017年春夏两季之间差异不显著（P＞0.05）；2016年秋冬两季及2017年夏季娟姗牛生乳中As元素含量之间差异不显著（P＞0.05），但均显著低于2017年春季（P＜0.05）。2016年秋季水牛生乳及娟姗牛生乳中Hg元素含量显著高于其他三个季节（P＜0.05），且其他三个季节之间差异不显著（P＞0.05）。

2.2 不同季节水源中As和Hg元素含量。

由表4可以看出水牛场与娟珊牛场不同季节水源中As含量非常低，且含量水平非常接近，Hg元素均未被检出，这可能是因为两个牛场使用相同的水源的缘故，同时也说明此处地域水源尚未受到As和Hg元素污染，对本地区牛奶生乳中As及Hg含量影响较小。

2.3 不同季节饲料中As和Hg元素含量

由表5可以看出，两个牛场四个季节中使用的粗饲料以及精饲料中As元素含量均未超过国家限定标准。水牛场四个季节粗饲料中As元素含量差异不显著（P＞0.05），但2016年水牛场精饲料中As元素以及2017年夏季精饲料中As元素含量与其他任意三个季节差异显著（P＜0.05），2016年冬季与2017年春季精饲料中As元素含量差异不显著（P＞0.05），四个季节中2016年秋季精饲料中As元素含量最低，而2017年夏季精饲料中As元素含量最高。娟姗牛场2017年夏季粗饲料中As元素含量显著低于其他三个季节（P＜0.05），其他三个季节之间差异不显著（P＞0.05）。2017年春季娟姗牛场精饲料中As元素含量显著高于其他三个季节（P＜0.05），其他三个季节之间差异不显著（P＞0.05）。

表4 不同季节水源中As及Hg元素含量

表5 不同季节饲料中As元素含量

表6 不同季节饲料中Hg元素含量

表7 不同季节饲料与生乳中As及Hg元素相关性

如表6所示，两个牛场四个季节中使用的粗饲料以及精饲料中Hg元素含量均未超过国家限定标准。水牛场四个季节粗饲料中Hg元素含量差异不显著（P＞0.05）；2016年秋季精饲料中Hg元素含量显著高于其他三个季节（P＜0.05），且其他三个季节之间差异不显著（P＞0.05）。娟姗牛场2016年秋季粗饲料中Hg元素含量显著低于2017年夏季（P＜0.05），但显著高于2016年冬季与2017年春季（P＜0.05），2016年冬季与2017年春季粗饲料中Hg元素含量差异不显著（P＞0.05），2017年夏季粗饲料中Hg元素含量显著高于其他三个季节（P＜0.05）；2016年秋季精饲料中Hg含量显著高于其他三个季节（P＜0.05），且其他三个季节之间精饲料中Hg元素含量差异不显著（P＞0.05）。

2.4 不同季节饲料与生乳中As及Hg元素相关性分析

由表7可以看出无论是水牛生乳还是娟姗牛生乳，其As元素含量与粗饲料中As元素含量有较弱的负相关性，但与精饲料中As含量有一定的相关性，其相关系数分别为0.832与0.909。水牛生乳及娟姗牛生乳中Hg元素含量均与粗饲料中Hg元素含量有较弱的正相关，与精饲料中Hg元素含量有显著相关性（P＜0.05）。总体来说牛奶中As和Hg元素含量与精饲料中As和Hg元素含量相关性较高,而与粗饲料中As和Hg元素含量相关性较低。这可能是因为水牛场及娟姗牛场所使用的粗饲料绝大多数来源于本地区,粗饲料中As含量及Hg元素含量较为稳定,但精饲料及原材料大多由其他产区输送而来，不同产区及批次的精饲料中As和Hg元素含量存在差异，导致了生乳中As和Hg元素含量的变化。

3 讨 论

食物中过量的As和Hg对人体有极大危害，As元素具有致癌致突变能力，同时也会对人体皮肤、消化系统、泌尿系统、免疫系统、神经系统、呼吸系统等造成伤害，破坏人体正常的生理功能[5]；Hg会严重损害肾脏，肝脏，并累积损伤人体中枢神经系统、生殖系统等[6-8]。牛奶作为一种重要的食品，其品质的安全不仅仅关系到牛奶本身，还会影响到以牛奶为主要原材料的奶制品如奶酪，蛋糕等一系列食品的安全[9]。在生乳及乳制品的品质安全控制中，As和Hg含量是非常重要的指标。国家标准GB 2762-2017对生乳及乳制品中As和Hg元素含量有着严格的限量规定，鲜乳及乳制品中As及Hg元素含量上限分别为0.1 mg/kg、0.01 mg/kg。食品中As和Hg元素的毒性机理、检测技术、含量监测等已经有了比较多的研究。徐亚同等于2008年通过使用发光菌构建了牛奶重金属元素安全，微生物安全等快速评价体系[10]；齐文启，汪志国等在2000年分析了As及Hg的存在形态，优化了检测制样流程，并介绍了GC分离等多种高效的As，Hg重金属元素分析检测方法[11]；余群力等于2004年使用原子荧光法对天祝县炭山岭等5个牧场的鲜奶和消毒乳中的Pb、Cd、As重金属元素进行了检测，结果表明As元素风险性较低，Cd及Pb元素在消毒乳中污染严重[12]；王卓，张兴伍等对达州市2010-2012年食品中的Pb、Cd、Al、As、Hg等重金属元素进行监测，结果表明食用菌中汞污染较为严重[13]；何龙雪等于2014年对长春近郊蔬菜种植区域土壤进行了As和Hg分布及潜在风险分析，结果表明该区域土壤中As和Hg重金属元素含量并未超过国家土壤环境质量标准Ⅱ级，但却高于长春土壤背景值，存在一定的累积效应[14]。

本试验中两个奶品种在2016下半年至2017上半年的四个季节中As及Hg重金属元素含量最高值分别为0.027 mg/kg和0.008 mg/kg，从检测结果上看均未超出国家标准限制。生乳中As及Hg含量，可能与水源、饲料资源、加工运输工具、贮存环境等多方面的因素有关系。本试验中采用人工挤奶，并使用洁净容器装载，故加工运输工具以及贮藏环境应当对试验样品中As及Hg元素含量影响很小。两个牛场所使用的水源相同，且水源中本身As及Hg元素含量非常低，故水源不应当是造成两个牛场生乳中As及Hg元素含量差异的主要原因。而饲料中As及Hg元素含量与生乳中As及Hg元素含量的相关性分析表明，生乳中As元素含量与精饲料中As元素含量有一定的相关性，而Hg元素与精饲料中Hg元素含量有显著相关性（P＜0.05）。故水牛及娟珊牛生乳As及Hg元素含量在不同季节存在的差异性，其主要原因可能在于饲料原料的批次及产地变化，因此在实际的生产中应当严格把控饲料及饲料原料中As和Hg元素含量，防控因饲料变化带来的污染风险。

4 结 论

（1）通过此次连续四个季节水牛及娟珊牛生乳、饲料、水源中As和Hg重金属元素含量的监测，结果表明：两种生乳以及水源和饲料中As和Hg重金属元素含量均未超过国家标准。

（2）水源不应当是造成两个牛场生乳中As及Hg元素含量差异的原因，生乳中As元素含量与精饲料中As元素含量有一定的相关性，而Hg元素与精饲料中Hg元素含量有显著相关性（P＜0.05）。