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不同前处理方法测定儿童即食海苔中铝的残留量及其风险评估

2021-10-12张志然王恩辉张璎鸾徐方正杨兵成

现代食品 2021年18期
关键词:海苔中铝干法

◎ 张志然,王恩辉,张璎鸾,柳 杨,徐方正,杨兵成

(烟台市标准计量检验检测中心,山东 烟台 264003)

海苔中含有多种B族维生素,其中核黄素与尼克酸的含量最高,对于口角炎等疾病具有良好的疗效。同时海苔中丰富的矿物质是维持人体正常生理功能、调节机体酸碱平衡、促进儿童生长发育的重要元素,并被视为补充儿童体内碘与硒元素的佳品。然而,海苔作为自然界高富集植物,其自身有机污染物、重金属等物质的积累不可忽视,尤其是铝元素的富集与危害在近年来被广泛提及,研究表明,中国近岸主要海藻养殖区中海苔(坛紫菜)铝含量在53.2~2 714.6 mg·kg-1[1];特殊品种海苔(条斑紫菜)中的铝含量甚至高达5 000 mg·kg-1[2],而铝元素作为人体非必需矿物质,过量摄入会造成人体神经与骨骼系统发育缓慢、生殖及免疫系统产生功能障碍,更有甚者会引发脑部疾病,加速老年痴呆进程[3-7]。

联合国粮食及农业组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)早在1989年便将铝元素作为食品污染物进行监管控制[8],而我国食品监管体系将铝元素主要作为食品添加剂(如硫酸铝钾、明矾等)来进行限量管控,《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760—2014)对豆类制品、面糊、虾味片、焙烤食品以及腌渍水产品有限量要求[9-11],对于海苔这种由其自身富集的高铝食品,我国目前缺乏相应的风险监测与监管标准,这意味着高铝含量的海苔制品可能对消费者的生命安全造成潜在威胁,尤其是儿童长期摄入高铝海苔将会对其生长发育产生不可逆的影响,因此采用不同的前处理方法准确分析市场在售儿童即食海苔中的铝含量,不仅能为监管部门制定标准提供数据支持,还能为消费者提供风险评估参考,切实维护好儿童的身体健康。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

ICP VISTAPRO电感耦合等离子发射光谱仪,瓦里安科技(中国)有限公司;LG10-2.4A型高速离心机,北京时代北利有限公司;Vortex2型涡旋震荡仪,艾卡仪器设备有限公司;CEM-MARS 6型微波消解仪,美国CEM公司。

1.2 材料与试剂

喜之郎美好时光海苔卷(原味)、喜之郎美好时光海苔卷(芝麻味)、波力海苔芝麻脆、宝宝馋了芝麻海苔、华味亨芝麻夹心海苔、秋田满满有机海苔(宝宝儿童头水紫菜辅食)、良品铺子小食仙芝麻夹心海苔、泰国进口小零食老板仔海苔卷儿童原味烤紫菜、海牌韩国进口原味海苔、海牌韩国进口番茄味海苔和海牌韩国进口鱿鱼味海苔,依次编号为1~11。

硝酸(优级纯)、硫酸(优级纯)、氢氟酸(优级纯)、铝标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)、内标溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

1.3 方法

1.3.1 前处理方法

(1)湿法消解。准确称取0.5 g(精确至0.1 mg)左右样品于陶瓷坩埚内,加入10 mL硝酸与0.5 mL高氯酸,在电热板上120 ℃加热1 h,升至150 ℃加热1 h,180 ℃加热2 h后升至200 ℃,若消化液呈棕褐色,再加少量硝酸,消解至冒白烟,消化液呈无色透明或略带黄色,冷却后定容至50 mL。

(2)微波消解。准确称取0.5 g(精确至0.1 mg)左右样品于微波消解管中,加入8 mL左右硝酸(同一样品加硝酸量一致),在通风橱内预消解90 min,冷却后按照GB 5009.182—2017第三法的要求设定微波消解仪程序进行微波消解,消解完毕冷却后,进行赶酸至近干,冷却后定容至50 mL。

(3)干法消解。准确称取0.5 g(精确至0.1 mg)左右样品于坩埚中,于电热炉上加热炭化至无烟,转移至550 ℃马弗炉中灰化4 h,冷却后取出,用适量硝酸溶解后定容至50 mL。

1.3.2 测定方法

按照《食品安全国家标准 食品中铝的测定》(GB 5009.182—2017)第三法要求,使用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)对此次样品中的铝含量进行测定,每份样品进行双平行测定,该方法定量限为2 mg·kg-1,测定数值小于定量限时,结果以<2 mg·kg-1表示,计算平均数时以0 mg·kg-1计算。

1.3.3 风险评估方法

根据2011年世界卫生组织和联合国粮农组织(WHO/FAO)将铝的每周可容许摄取量定为2 mg/kg-1[12],以此为基准对于一个20 kg体重的儿童,每周约摄入量为40 mg,即每天摄入量不超过约5.71 mg。按照每天摄入即食海苔制品10 g来计算铝的日摄入量,并用每日摄入量与可耐受摄入量比值确定海苔中铝的安全边界比值(Margins Of Safety,MOS)[13],当MOS值≥1时说明铝元素摄入量超标,存在风险;当MOS值<1时说明铝的摄入量在可接受范围内。

2 结果与分析

本次随机购买了11批次的儿童即食海苔,比较了不同前处理方法测定儿童即食海苔中铝含量的差异以及国产儿童即食海苔与进口海苔的含量高低,如表1所示。结果表明,微波消解法测定儿童即食海苔中铝含量的数值高于干法消解和湿法消解,最高值为39.59 mg·kg-1,平均值为16.26 mg·kg-1(小 于2 mg·kg-1的 以0 mg·kg-1计),中 位 值 为15.16 mg·kg-1;干法消解的测定最高值为30.09 mg·kg-1,平均值为12.18 mg·kg-1(小于2 mg·kg-1的以0 mg·kg-1计),中位值为12.43 mg·kg-1;而湿法消解的最高值为20.58 mg·kg-1,平均值为7.04 mg·kg-1(小于2 mg·kg-1的以0 mg·kg-1计),中位值为6.61 mg·kg-1。此外,还发现进口儿童即食海苔(编号8~11)铝含量普遍较高,微波消解法下的平均含量为27.01 mg·kg-1,中位数为17.66 mg·kg-1;国产儿童即食海苔(编号1~7)铝含量较低,微波消解法下的平均含量为10.12 mg·kg-1(小 于2 mg·kg-1的 以0 mg·kg-1计),中 位 数 为10.46 mg·kg-1。

表1 不同消解前处理方法测定即食海苔中铝含量数值表

3 讨论与结论

本次测定结果显示,微波消解法测定儿童即食海苔中铝含量的数值最高,干法消解的测定值次之,而湿法消解的测定数值最低,宋磊等[14]和徐慧[15]等在测定食品中铝含量的研究中也发现该规律,认为在测定食品中铝含量时应选用微波消解法和干法灰化法进行前处理。这是因为微波消解利用微波穿透被加热物体,利用极性分子在微波场内的变换产生能量,属于密闭的内部加热的方式,整个过程几乎不会造成金属元素损失,因此消解的效率以及回收率极高[14];干法消解前期不使用酸进行消解,利用空气中的氧气和外界高温氧化掉有机物,铝元素在高温开放条件下会有一定损失,虽然干法灰化的速度较快,铝元素损失有限,但干法消解效率与回收率仍不如微波消解。而湿法消解是利用试剂提供氧化环境结合外界高温去除有机物,整个反映体系长时间在敞口、高温的环境下进行,铝元素在此条件下损失较大,且由于酸在消解过程中不断挥发,使该方法的整体消解效率大幅下降[15]。因此,在测定儿童即食海苔样品,建议检测机构利用微波消解的前处理方法进行分析测定。本文后续讨论,也以消解效率最高的微波消解数据进行MOS值分析。

本次采购的进口海苔主要为韩国和泰国两地,韩国近岸海域沉船事故频发,造成油污泄露,同时韩国特殊地理位置使其近岸海水交换及流动性较差,是造成其海域金属污染的重要原因[16],而泰国位于东南亚海域,毗邻众多发展中国家,该海域沿海各国港口众多,船舶原油泄漏、垃圾倾倒等问题频现,造成其近岸海域金属污染严重[17],进而使其近岸养殖的海苔富集了较多的铝元素。而我国近年来注重近海污水排放治理,近岸海域一、二类优良水质海域面积均呈上升趋势[18],近岸海域金属污染较轻。另外,各国在海苔生产设备、烘焙时间以及车间环境的差异也会影响到儿童即食海苔最终的铝含量。

按照儿童摄入即食海苔制品10 g来计算日摄入量与可耐受摄入量比值,确定海苔中铝的安全边界日比值(MOS值),发现各海苔MOS值均小于1,其中编号8和编号10的MOS值分别为0.06和0.07,其余样品MOS值均小于0.05,说明儿童日摄入海苔量在10 g内,其摄入的铝含量在人体可接受范围内。虽然此次随机购买的儿童即食海苔MOS值均较低,但海苔中的铝含量仍不可忽视,相关研究指出,幼儿(1~3岁)每周平均膳食铝暴露量为0.76 mg·kg-1[18-19],对于体重10 kg的幼儿来说,其每日铝平均摄入量为1.3 mg,以微波消解法测定编号10的样品中铝含量39.59 mg·kg-1计算,摄入即食海苔30 g便超过平均铝摄入量,而部分婴幼儿辅食中加入了大量海苔,且一些家长以即食海苔充当幼儿补品,造成幼儿即食海苔摄入铝超过30 g,此类情况应引起消费者重视。

由于《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760—2014)[9]未对海苔产品铝含量作要求,且除儿童即食海苔外,其他海苔产品(紫菜等)被报道铝含量很高[20-21],存在一定的食品安全风险。因此,监管部门应重视标准制定的全面性,加大对海苔制品生产过程的调查与监控,完善食品安全标准,尤其是针对不同年龄阶层的儿童甚至幼儿制定相应的限量值,并以此为契机加强宣传教育,引导人们健康消费儿童即食海苔制品。

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