食品重金属检测技术质量控制的优化路径

2023-04-06巢玉彬

食品安全导刊 2023年4期

巢玉彬

（临朐县检验检测中心，山东潍坊 262609）

食品安全关乎人们的生命健康，而食品污染问题则是造成食品安全隐患的重要原因之一。常见的食品污染物包括农药、生物毒素、重金属等，重金属作为自然环境中普遍存在的一种污染物，会通过各种渠道进入人体系统，对人的身体健康造成难以估量的危害。食品重金属污染的来源相对比较固定，绝大部分是由于环境污染造成。因此，在环境污染日趋恶化和食品加工工业迅猛发展的背景下，做好食品重金属检测技术的质量控制工作是一项重要课题。

1 食品重金属污染来源与新时期食品重金属检测技术概述

食品中重金属污染主要指汞、镉、铅、铬及类金属砷等生物毒性显著的重金属，而食品重金属污染主要来源于以下几个方面：①受到地质环境的影响，有些靠近火山或者矿山地区食品很容易受到重金属的污染；②环境污染，如重工业发展水平较高的城市会将一部分的工业废气排放到空气中，这些废气含有大量的重金属微量元素，当地的农作物在吸收后会导致食品出现重金属污染的严重问题；③来自于化肥、农兽药、饲料等的污染，这些物品的大量滥用会在很大程度上导致重金属在食品原料中发生持续性积累，最终通过一系列流程转移到食品中；④绝大部分食品在生产、仓储、运输和售卖过程中接触到了外源污染，如仓储过程就是引起食品重金属污染问题的重要流程环节。研究表明，食品中含有的重金属微量元素能够和人体中的蛋白质和酶的氢硫基进行有机结合，从而导致人体中的蛋白质产生变质现象，进而大幅度削弱人体中反应酶的活性功能，造成人体细胞质出现中毒现象[1]。

如今，食品重金属检测方法主要包括传统类与快速类。传统类检测方法涵盖原子吸收光谱法、原子发射光谱法、紫外可见光谱法等。这些检测方法都需要大型仪器设备，在配备高复合型、专业化人才的基础上，昂贵的费用成本以及检测周期也是绕不开的话题[2]。同时，传统类检测方法对于样本与现场检测的硬件设施也提出了更高的要求。综上所述，传统类食品重金属检测方法在灵活性与实效性等方面存在一系列优势，但依然无法满足市场化的快速精准检测的需要，这就促使食品安全工作者在坚持传统类检测技术方法的同时，急需探索更加领先的检测技术方法深化新时期食品重金属检测技术质量控制工作。而作为快速检测技术方法的代表，生物传感器检测技术具备一定灵活适应性特点，再加上价格低廉、携带使用较为方便等优点，能够在一定程度上克服传统检测技术方法的劣势，因此生物传感器检测技术方法拥有比较广阔的市场应用潜力。如今随着各种现代技术与功能材料的相继问世，纳米技术与纳米材料成为了业界广泛关注的重点领域，这也为生物传感器检测技术方法的优化升级和快速检测食品重金属含量指标提供了坚实的物质基础。

2 新时期食品重金属检测技术质量控制中存在的问题

新时期食品重金属检测技术质量控制中普遍存在传统检测技术需要创新、重金属源头治理需要加强和检测操作程序复杂烦琐等方面的主要问题。

2.1 传统检测技术需要创新

传统食品重金属检测技术方法具有一些比较鲜明的特点，以石墨炉原子吸收光谱法和电感耦合等离子体法为例，它们具备一定的检测精准度，但检出时限存在一定的滞后性，这些传统的检测技术方法比较适合应用于实验室中。但传统检测技术方法在检测食品重金属含量的过程中，在前处理方面费时耗力，大型机器设备造价成本较为昂贵，且使用体积较大，在快速现场检验方面缺乏针对性与实效性。因此，传统食品重金属检测技术方法虽然拥有自身独特的性能，但仍需要进行改革创新。

2.2 重金属源头治理需要加强

土地资源是我国食品的主要来源，但重金属源头治理层面没有做好科学的细化工作，在采矿、冶炼、汽车工业和加工制造业日益兴盛的时代，各种污染层出不穷，给农田造成了大量的重金属污染。同时，在源头治理的原则贯彻层面，一些地区在防护意识上有待加强，以预防为主、防治结合为主导的原则还需要进一步深入贯彻。此外，在重金属污染防治的路径上也有待进一步强化。

2.3 检测操作程序复杂烦琐

当前，我国的食品重金属检验标准与制度没有建立一种常态化且权威性的参考指标，如突击检查、随机抽查等传统方式依然占据主导地位，没有运用科学性、系统性的方式手段来开展食品重金属检测质量控制工作[3]。同时，检测操作流程与程序在科学性层面有待欠缺，久而久之造成一定程度上的检测资源与人力、物力、财力的浪费，导致食品重金属检测效果与结果缺乏准确性与一致性。检测操作程序的复杂烦琐还会限制质量控制工作的效率提升，且可能出现一些检测失误与风险的隐患，不利于新时期食品重金属检测技术质量控制工作的可持续性开展。

3 新时期食品重金属检测技术质量控制的优化路径

在新时代背景下，食品重金属检测技术质量控制的优化路径可以具体从运用生物传感器检测方法、把控样品前处理基本环节和引入食品重金属评估体系等方面展开探索实践。

3.1 运用生物传感器检测方法

生物传感器检测方法是现如今市面上新型的检测技术，它的功能发挥建立在生物元素基础上，通过各种物理作用和化学作用进行展现。常见的生物传感器构建模式有荧光生物传感器、SERS 传感、电化学传感器。①荧光传感器分析荧光基因理化性质的变化来检测食品中的重金属含量。荧光基因与重金属离子之间存在一定的密切关系，能够有效量化重金属的离子浓度。因此，该方法具有较高的灵敏度，在食品重金属的检测质量工作中可适当应用。②SERS 是一种分子振动光谱技术，可行之有效地将各式各样的金属粒子同有机配体相互结合，在产生纳米粒子的基础上，从而检测与观察食品中重金属离子浓度的变化，金属纳米粒子的强有力聚集，有利于增强SERS 的检测效应[4]。因此，相比较传统的食品重金属检测技术方法，SERS 传感本身也具有特色鲜明的检测灵敏度。③电化学传感器将生物或化学材料与电子检测技术相结合，以电极作为转换元件和固定载体，将生物敏感物质，如抗原、抗体、酶和激素等，或者生物本身作为敏感元件固定在电极上，通过生物分子之间的特异性识别作用将目标分子或电活性分子与其反应信号转化成电信号，如电容、电流、电位和电导率等，从而实现对目标分析物的定性或定量检测。根据电极上修饰的物质不同，电化学传感器可分为电化学酶传感器、电化学免疫传感器、电化学适配体传感器和电化学微生物传感器等。电化学传感技术对重金属离子的灵敏度高、响应速度快，也可实现样品中多种金属离子的同时检测。但电极的结构限制了电化学传感技术在快速检测领域的进一步应用，如电极的钝化现象会影响电极的灵敏度，电极的稳定性差会导致检测结果的准确度不够等。

3.2 把控样品前处理基本环节

样品前处理作为食品重金属检验的关键环节，选择方法是否恰当对于检测结果的真实性有着积极的影响。样品前处理方法的科学选择有利于排除各种因素的干扰，同时促使各种待测成分转化为检测要求所需要的状态，为新时期食品重金属检测技术的质量控制工作奠定强有力的基础。①做好样品采集工作。食品重金属检测结果与样品的代表性与采集方法有密切的联系，样品的采集误差会严重阻碍质量控制工作的进程。因此，采集的样品必须将日期、批号、数量等数据进行严格筛选与把关，以此来满足食品重金属检验的要求。②在具体的样品采样标准层面。蔬菜和水果类的样品必须用清水洗去异物后，在自然晾干的基础上，提取大约500 g 进行磨碎混匀；粮食与固体食品可分别从上中下3 部分进行样品采集，然后按照四分法进行对角取样，最后用食品加工机械磨碎均匀；肉类与水产品应该按照具体要求采取不同部分样品的混合采样。因此，食品重金属污染物的监测样品具有复杂多样的特征，在样品采集后，必须及时进行处理，而为了减少污染危害，样品的处理过程更应该做好科学性筹划工作。

3.3 引入食品重金属评估体系

近年来，许多国家都在通过建立各种专门性负责机构，并引入食品重金属风险评估体系，来保证食品健康安全。食品重金属的风险体系涵盖的内容较为广泛，主要体现在对于重金属污染源的研判与危险性判别界定、污染效应的必要性评估、重金属膳食的暴露评判以及重金属风险等级描述等方面。通过尝试建立食品重金属风险评估体系，有利于将未知的安全隐患通过科学化、系统化的常规严谨手段进行充分挖掘。此外，大众经常食用的各类食品也可得到有效甄别，无论是危害程度，还是营养功能，都能通过风险评估体系得到进一步了解。同时，专门化机构是保证风险评估体系进行落地实践的根本保障与支持后盾。众所周知，食品重金属评估体系必须发挥管理部门与专门化机构的统筹指导与把关定向的作用，这种工作引发的积极性、主动性、创造性能够真实有效地推动食品安全工作的良好有序开展。管理部门可通过了解国外先进经验，进一步完善食品重金属检验安全限度标准，对食品质量安全存在的重金属风险隐患做好管理预案。此外，评估体系的建立更应该落实在实践层面，在路径上应该有针对性地减少重金属向资源环境中的大量排放，在改进生产工艺的基础上，对工业化污染过程中的重金属进行有机回收。在治理方式上可通过利用多样化手段清理污染物，通过观察特定植物的特性，对土壤中的重金属进行有效根除，同时，也可改变重金属在土壤中的存在形态，致使重金属微量元素不会根深蒂固地影响食品安全[5]。