食品中重金属检测方法研究进展

摘 要：民以食为天，食品安全是事关人民群众身体健康的重大民生问题。本文简要阐述了重金属对人体的危害以及重金属对食品的污染，并对食品中重金属检测方法进行了简单的概述，以期为重金属检测技术的发展提供一定的参考，更好的维护食品安全，保障人民健康。

关键词：食品;重金属;检测方法;进展

Abstract：Food is the first necessity of the peopel. Food safety is a major livelihood issue concerning peoples health. In this paper， the harm of heavy metals on human body and the contamination of heavy metals on food are briefly described， and the detection methods of heavy metals in food in recent years are briefly summarized， so as to provide some reference value for the development of intermediate number detection and better safeguard food safety and peoples health

Key words：Food; Heavy metal; Determination method; Progress

中图分类号：R155.5

重金属是指比重大于4或者5的金属，自然界中约有45种，例如铅、砷、汞、铬与铜等。这些重金属主要存在于自然界中，随着我国近代经济的发展，对于自然界中重金属的开发，大量的重金属扩散进入大气、土壤、水体中，进入人类赖以生存的粮食作物、果蔬、鱼类与家畜等生物体内，最终进入人体，进入人体的某些重金属不易被代谢，会沉积在体内，累计到一定程度就会造成重金属中毒，干扰人体正常的生理功能，危害人体健康，严重者甚至造成死亡。常见的如镉、汞、铅造成的中毒事件，“镉大米”“雀巢奶粉重金属超标”“红心鸭蛋”等事件。各类重金属超标所引发的食品安全事件层出不穷，消费者对食品安全丧失信心，政府相关部门要对食品安全进行严格把控，这也提高了对食品中重金属检测的要求。

目前常用的食品中重金属检测方法有原子吸收法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体-质谱法、X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体-原子发射光谱法等，同时还涌现了许多新技术例如光纤传感技术、快速免疫检测技术、生物传感技术等。

本文将详细阐述几种常用的检测食品中重金属含量的方法，并对该方法的优缺点和发展做简要介绍，以期为重金属的检测提供一定的理论和实践研究参考。

1 重金属检测方法研究进展

1.1 原子荧光光谱法（AFS）

原子吸收光谱法是目前常用的重金属检测方法，在20世纪60年代就有科学家提出该方法。该方法是在原子吸收光谱和原子发射广谱的基础上发展起来的一种化学分析技术手段，充分结合了上述两种方法的优点。其基本原理是处于基态的原子吸收特定频率的光辐射后会被激发到高能态，然后在激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，荧光强度和测试液的浓度具有相关性，利用这一原理可以定量测试重金属[1]。

该法的优点是灵敏度高，设备简单，选择性好，性价比高，线性范围宽，可以实现多元素同时测定等，效果优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法，而且谱图比较简单，可用于超痕量金属元素的检测。

近几年来，该方法在仪器等方面做了诸多改良，例如原来光源采用无极放电灯、空心阴极灯等锐线光源作为辐射源，现在部分荧光光谱法采用激光作为激发光源，极大的提高了光源强度，使灵敏度得到了提升。原子化器方面，目前一些设备采用了介质阻挡放电（DBD）技术，有效解决了以往原子光谱分析仪出现的耗电高等问题，避免因仪器产热过大影响使用，又节约了能耗[2]。

1.2 电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）

该方法是一种以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法，它具有检出限低、灵敏度高、准确度高、干扰少，可同时进行同位素分析等众多优点，线性范围广，可分析大部分存在于地球上的元素，被公认为是最有力的痕量、超痕量无机元素分析检测技术。多位学者发现，使用电感耦合等离子体-质谱法可以进行多元素检测，而且速度非常快，可以在幾分钟内完成几十个元素的测定[3]。

ICP-MS适用于多种食品中多种元素的检测，具有线性范围宽、灵敏度高、精密度好、检出限低、进样技术简单、质量扫描速度快、运行周期短、所提供的离子信息受干扰小以及节约经济成本和时间成本等优点，该方法与国标方法所用的原子吸收分光光度法、紫外分光光度法等的实验结果无显著性差异。

但是该方法所用仪器价格较为昂贵，而且样品前处理程序也比较繁琐，随着其他前处理技术的发展，联用技术的应用，相信该法会成为未来的主流检测方法。

1.3 X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法的基本原理是，当待测物质中的原子受到适当的高能辐射激发后，放射出特征X射线。根据探测该元素特征X射线的存在与否进行定性分析，根据光谱的强度大小进行该原子的定量分析。

该方法具有测定重复性好、可进行无损分析、分析速度快、灵敏度高与应用范围广的特点，同时不需要样品预处理，不具备破坏性，可以多元素同时检测，方便快捷，操作也比较简单，可用于食品原料验收和监管[4-5]。

但是该方法难以做绝对性分析，而且定量分析需要标准样品，对轻元素的测定灵敏度比较低。

1.4 光纤传感技术

该方法是今后最具前途的新型传感测试技术，主要原理是光和待检测物质相互作用之后，光纤中的光信号会发生改变，然后进入反射光纤中，经反路途射出放射光，可以通过检测光纤中光信号的改变而达到预期的检测效果，得到了广泛的应用。

该方法的主要优点在于全程微机化操作、便于携带、测试结果稳定可靠，非常适合现场快速检测[6]。

1.5 生物传感技术

生物传感器是一种非常小而轻便的仪器，将具有分子识别功能的一些生物识别元件作为分析装置，该传感器的主要工作原理是，当待测物质与生物传感器中的活性材料反应时，产生化学信号，该信号经过生物传感器的转换之后，成为可以用于定量分析处理的电信号，然后再经过电装置的多次放大输出，就可以通过换算得到待测物质的浓度，从而达到检测目的。例如对于蔬菜等样品中有机磷农药的检测，将食用乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶作为敏感源，农药对这些酶具有抑制作用，利用其抑制作用即可進行磷农药的检测。

该方法主要优点是快速、简便、成本较低、抗干扰能力强，灵敏度和准确度都比较高。目前已经开发出了酶传感器、免疫传感器、微生物传感器与DNA传感器等。其中酶传感器对很多金属都比较敏感，对重金属的检测更加灵敏，准确度更高[7]。

1.6 免疫分析法

重金属免疫分析法是利用抗体和抗原可以在很低的浓度下进行特异性识别，专一结合的原理，利用带有标记的第二抗体和待检抗原复合物结合后的颜色反应来定性、定量检测重金属。

该方法具有高度的特异性，检测灵敏度高，所以被广泛用于食品的检测中，主要是根据抗体和抗原的特异性免疫学反应，采用特定的仪器来测定酶的活力。

该方法可以弥补AAS、ICP-AES等传统的化学仪器检测方法的弊端，例如检测时间长，检测程序繁琐，检测成本高，耗时长，难以满足环境以及市场产品的现场抽查以及产品进出口快速通关的要求，而免疫分析法可以弥补这一缺陷，检测速度快，费用低廉、简单易携带，灵敏度高，选择性强，可以用于重金属污染样品的现场检测和批量样品的快速扫描检测，对待测样品进行初筛，可以减少检测费用，提高现场检测的效率和质量。

1.7 激光诱导击穿光谱法（LIBS）

该技术近年来发展得比较快，其原理是将一束高功率的激光脉冲聚焦到气态、液态或固态样品表面，当激光脉冲的功率密度大于击穿阈值时，样品瞬间被汽化成高温、高密度的等离子体，用光谱仪收集样品表面等离子体产生的发射光谱信息，通过对发射光谱谱线对应的波长和强度的检测分析得到所测样品的组成和浓度[8]。

该方法测量速度非常快，一个单脉冲LIBS分析仅需要几秒钟，而且几乎可以检测元素周期表上的所有元素。但是该法测量的重复性差，稳定性和检测限方面有待提升。

2 展望

近年来食品安全事件频发，消费者对食品安全的信心备受打击，建立严格有效的食品中重金属检测体系十分重要。由于食品种类繁多，重金属元素和含量也各有不同，相关标准和法规的制定都需要借助大量的检测试验和先进的检测手段，为了更准确和快速的检测各类食品样品中的重金属元素，检测往往是多种方法联用。

除了检测方法之外，样品的前处理也是影响重金属检测的一个重要环节，测定食品中重金属元素时一般采用加强酸的方式进行微波消解，该法是国际通用的比较快速、简便、有效、污染少、干扰少、消耗少且准确度和精密度比较高的一种前处理方法，消解过程加酸的种类和量对实验结果准确度的影响也比较大，因此，在处理样品过程中，要采用合理的强酸种类和用量。

总的来说，在当前食品安全形势越来越严峻的情况下，相信有关部门对于市场上食品的检测也会更加严格，食品中重金属的检测也会更加快速、准确、高效。

参考文献：

[1]张宏康，王中瑗，许佳璇，等.食品中重金属检测方法研究进展[J].食品安全质量检测学报，2016（5）：1844-1850.

[2]胡曙光，苏祖俭，黄伟雄，等.食品中重金属元素痕量分析消解技术的进展与应用[J].食品安全质量检测学报，2014（5）：1270-1278.

[3]杨士军，张琳琳.上海近郊五种农作物重金属含量的测定及分析[J].人民长江，2012（S1）：140-141.

[4]谢 莹，曹艳妮.原子吸收分光光度法测定玉米叶片中重金属[J].吉林化工学院学报，2009，26（2）：35-39.

[5]蒋小良，胡佳文，吴茵琪，等.微波消解-氢化物发生原子吸收光谱法测定大米中铅[J].中国无机分析化学，2014，4（1）：1-4.

[6]王小玲.食品中重金属检测方法研究进展[J].科技资讯，2017，15（17）：79.

[7]罗凤莲，杨 纯，林亲录，等.原子吸收光谱法和重金属快速检测法测定大米中镉含量的比较[J].粮油食品科技，2016，24（3）：64-66.

[8]章 连.食品中重金属检测方法研究进展[J].中国无机分析化学，2017，7（1）：13-18.

[9]董 翠.信阳地区常见食用菌重金属含量的测定及安全性评价[J].科技资讯，2015（19）：236-237.

[10]张旭升.鲫鱼中重金属含量测定及食用安全性评价[J].环保科技，2016，22（2）：42-44.

作者简介：王甜甜（1989—），女，本科，助理工程师;研究方向为食品检验检测、实验室管理。