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蜂蜜中残留重金属检测方法研究进展

2018-01-20常志光牛庆生刘楠楠宋延明葛英闫德斌

中国蜂业 2018年3期
关键词:原子化原子荧光谱线

常志光 牛庆生 刘楠楠 宋延明 葛英 闫德斌

(吉林省养蜂科学研究所,吉林132108)

蜂蜜是蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜,是在蜂巢中酿制而成的天然物质。蜂蜜营养丰富,葡萄糖、果糖占70%左右,还含有蛋白质、氨基酸、无机盐、有机酸、酶类、多种维生素以及钙、镁、钾等微量元素及矿物质。蜂蜜具有抗氧化性、抗菌性、提高免疫力等生物活性,不仅具有调节机体生理机能、消除疲劳、抗衰老等功效,而且还可以辅助治疗多种疾病。因此蜂蜜的应用越来越广泛,其质量安全问题也越来越受到世人重视。

近些年来,食品安全事件屡屡被曝光,其中蜂蜜中重金属的残留问题也是讨论的热点。人们食用被重金属污染的蜂蜜后,残留的重金属在体内不再排出,少量的重金属对人体危害极小,而且难以发觉。但是长期食用含有重金属元素的蜂蜜,会对人体产生一定程度的危害,重金属在体内长期积累可能会导致中毒。

相关文献显示,我国部分出口蜂蜜重金属含量超标,其中含有较多的游离重金属,不符合国际上所规定的最低限量标准,重金属污染给我国的蜂蜜出口带来巨大的负面影响[1]。近些年,各国都对进入本国蜂蜜中的重金属含量有严格的规定和要求。我国蜂蜜中重金属残留问题早已被提出,也从很多方面寻找解决办法,但是并没有得到根本性的改进。国外一些蜂蜜采购企业对我国的蜂蜜重金属含量严重超标问题也提出抗议,并且提出,若中国再不改变蜂蜜重金属污染的现状,蜂蜜市场将会转向阿根廷、墨西哥等国家。蜂蜜中重金属残留问题是关系到中国蜂蜜在国际市场上是否有前途的关键,我们若不重视解决这一问题,中国将要失去在这些国家的市场,而最终受损害的还是我国蜂业和广大蜂农。

蜂蜜中重金属残留主要是在生产、运输、储存过程中带入的。蜂蜜中重金属的主要来源包括:工业三废的污染,导致蜜源植物在生长过程中从土壤中吸取了重金属、化学农药;蜂蜜生产加工过程中使用不符合卫生要求的机械;运输过程中管道和容器等含有毒金属等。

1 重金属残留的检测方法

对重金属残留多采用化学仪器检测,如石墨炉原子吸收法(GFAAS)、火焰原子吸收法(F A A S)、原子荧光光谱法(A F S)、电感藕合等离子体质谱法(ICP/MS)。2002年国家质量监督检验检疫总局颁布GB/T18932.12-2002《蜂蜜中钾、钠、钙、镁、锌、铁、铜、锰、铬、铅、镉含量的测定方法原子吸收光谱法》,该标准规定了蜂蜜中11种元素的原子吸收光谱测定方法[2]。2008年陈兰珍等人应用I C P/M S分析了不同蜂蜜种类中微量元素和重金属的含量,结果表明蜂蜜中含有丰富的人体所必需的元素,测得蜂蜜中的钙、铁、锌、锰、铜、硒、钼7种微量元素,蜂蜜中各种重金属的含量稀少,砷、铅、汞、镉、铬的含量均在30 n g·g-1·FW[3]。

1.1 石墨炉火焰原子吸收法

原子吸收光谱法是现在比较常用的重金属分析检测方法。其基本原理是,每种不同元素的原子可以发射一系列特征谱线,也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。当光源的某一特征波长的光通过原子蒸汽时,原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线,使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A,与被测元素的含量成正比。

在原子吸收光谱分析中,试样中被测元素的原子化是整个分析过程的关键环节。实现原子化的方法,最常用的有两种:火焰原子化法、非火焰原子化法即石墨炉电热原子化法。

火焰原子吸收法是一种将样品溶液喷射成雾状进入高温火焰,用相对应的元素空心阴极灯作光源,辖射出特征谱线的光,当通过一定厚度的该元素蒸汽时部分光被蒸汽中基态原子吸收而减弱,从而进行定量分析的检测方法。该法操作简便、重现性好,但是使用时其灵敏度相对不高,一般用于含量相对较高元素的测定,可用于铬的测定。

石墨炉原子吸收法利用石墨管高温下使样品原子化,通过炉内光路产生吸收的原理来测定。该法具有灵敏度高、速度快、选择性好、方法简便等优点,但石墨管价格昂贵,且不能同时测定多个元素,可用于铅、镉的测定。

1.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法在重金属定量检测方面的应用比较广泛。原子荧光光谱法具有分析灵敏度高、谱线简单、线性范围宽、光谱干扰少以及仪器结构简单、价格便宜等优点,已成为痕量和超痕量砷、硒、汞、铅、镉、锗、锡、锑、铋、碲、锌等元素的重要分析方法。

氢化物发生-原子光谱法和冷蒸汽原子荧光光谱法是原子荧光光谱分析中应用最广且最具实用价值的分析技术,其原理是在常温常压下用强还原剂将待测元素转化为气态的氢化物、单质气态原子或挥发性化合物,经原子化后再利用原子荧光进行测定。由于不同价态的元素产生氢化物难易程度不同,因此可以通过控制氢化物发生的条件来实现形态分析。原子荧光还可以和其他非色谱分离方法结合进行元素的价态或形态分析[4]。

1.3 电感藕合等离子体质谱法

电感藕合等离子体质谱法是将电感藕合等离子体与质谱联用技术相结合的一种新型检测分析方法,原理是利用电感藕合等离子体使分析样品汽化,将待测金属元素分离出来,然后利用质谱仪进行定量检测。可通过离子荷质比进行无机元素的定性分析、半定量分析、定量分析,同时还可以进行多种元素及同位素的测定,具有检测限低、灵敏度高、分析线性范围广、可以多元素同时测定以及进行同位素丰度测定等优点。

2014年陈文[5]等人运用微波消解-电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)技术,建立蜂蜜中重金属元素的测定方法。测定了蜂蜜中的钡、铜、铅、镉、砷、汞、铬、锰等8种重金属的含量,各元素在0~10.0 m g/l测定线性范围内,呈良好线性关系,相关系数均在0.999以上,加标回收率为94.1~110%,测定结果良好。与常规分析方法相比,该法简便、快速、可靠,应用于蜂蜜中多元素的测定。

2 问题和展望

在整个蜂蜜的产业链中,从蜜蜂的养殖开始,到蜂蜜的采集,到蜂蜜的存储运输,再到蜂蜜的生产加工,最后到蜂蜜的市场流通,如果其中任何一个环节控制不严都可能使蜂蜜受到重金属污染。当前人们已经初步意识到,以往基于蜂蜜检测的事后管理已经逐渐显露出它的弊端,事后检测不仅要花费巨额的检验成本,而且无法从根本上改变蜂蜜已被污染的事实,给企业和个人都会造成巨大的经济损失。鉴于重金属对蜂蜜污染的危害性,对蜂蜜重金属的快速检测显得尤为重要。

目前各种重金属检测方法发展迅速,在重金属的快速检测方面发挥了重要作用,但仍需进一步改进和完善。应用高新技术探索快速检测重金属的方法,科研工作者可以利用电子工程、基因工程以及超分子化学等现代高新技术的最新成果,探寻灵敏度更高、特异性更强、快速简便的检测蜂蜜重金属的方法。特异性抗体的制备、新型螯合剂的筛选以及高通量快速检测等技术的突破,都将有助于提高检测物质的专一性及实现样品的批量快速检测,高灵敏显色体系的研究以及新显色剂的合成,必将会进一步促进重金属快速检测方法的发展。

[1] 陈希达,冯继让. 浅谈重金属污染对蜂蜜出口的影响及对策[J]. 中国蜂业,2001,52(2):32-33.

[2] 庞国芳. GB/T18932.12-2002,蜂蜜中钾、钠、钙、镁、锌、铁、铜、锰、铬、铅、镉含量的测定方法原子吸收光谱法[S].

[3] 陈兰珍,芮玉奎,赵静,等. 应用I C P-M S测定不同种类蜂蜜中的微量元素和重金属[J]. 光谱学与光谱分析,2008,28(6):1403-1405.

[4] 滕葳,柳琪,李倩,等. 重金属污染对农产品的危害与风险评估[M]. 北京:化学工业出版社,2010:302-303.

[5] Wen Chen,Xiangjun Wang,Yang Zhao,etal.The determ in a tion of heavy metale lementsin honey by MWD-ICP-AES[J].Agricultural SC Ience & Technology,2014(6):890-894.

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