食品中重金属检测技术质量控制的对策分析

2023-12-14姜学丽

现代食品 2023年17期

◎ 姜学丽

（乐陵市综合检验检测中心，山东乐陵 253600）

重金属指的是比重超过5 的金属（一般指密度大于4.5 g·cm-3的金属），如铅、镉、砷和汞等。一般情况下，重金属的自然本底浓度不会对人体健康产生危害，但随着社会工业化进程的不断加快，对重金属的开采和加工活动逐渐增加，使得部分重金属进入土壤和水体，这些重金属在植物、动物和人体内蓄积，造成恶性肿瘤、心血管疾病等。例如，重金属铅中毒是一种积累性的慢性中毒，铅含量超标，会影响人们的神经系统和肾脏。金属单质汞，即水银，一旦出现汞中毒，轻者口齿不清、手指麻木或是神经系统受到损害，严重者肢体变形、瘫痪甚至死亡[1]。

1 食品重金属检测技术概述

食品重金属检测的方法较多，主要有化学比色技术、原子吸收光谱技术、原子荧光光谱技术、紫外－可见分光光度技术、电感耦合等离子体质谱技术（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICPMS）及电感耦合等离子体发射光谱技术（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer，ICPOES）等。其中，化学比色技术是采用重金属相应的化学试纸和试剂进行检测的一种技术，具有操作简单、检测成本低的优点，但是该技术只能对食品中重金属进行定性分析，不能做定量分析。原子吸收相关技术是检测食品中重金属含量的常用方法，包括石墨炉法、火焰法和氢化物发生法。原子吸收光谱法具有灵敏度和准确度较高的优点，石墨炉法常用于铅、镉、铬、铜的测定，火焰法常用于锰、钙、镁、锌等重金属的测定。原子荧光光谱技术是利用硼氢化钾（钠）作为还原剂，将样品溶液中的待分析元素还原为挥发性共价气态氢化物（或原子蒸汽），然后借助载气将其导入原子化器，在氩-氢火焰中原子化而形成基态原子。该技术常用于检测砷、汞等金属元素，具有灵敏度高、检出限低、与激发光源强度成正比、适合于多元素分析以及原子化效率高（理论上可达到100%且没有基体干扰）等优点。紫外-可见分光光度法是在一定的波长范围内测定物质的吸光度，从而对样品进行定量分析，可以检测食品中钙、镁、铝、硅等金属元素。ICP-MS 所用电离源是电感耦合等离子体，是由高频感应电流经感应线圈产生类似火焰的激发光源。光谱线的强度与试样中相应元素的含量成正比，可用以定量分析。ICP-OES 是以等离子体炬为激发光源的一种发射光谱分析技术。不同元素的原子在激发或电离时，发射不同波长的特征光谱，故根据特征光的波长可进行定性分析；元素的含量不同时，发射特征光的强弱也不同，据此可进行定量分析。电感耦合等离子体光谱法具有分析精度高和样品范围广等优点，可以测定食品中多种金属元素[2-3]。

2 食品重金属检测技术质量控制的影响因素

2.1 人为因素

检测人员的自身素质、检测经验、工作能力和操作水平等都会对检测结果造成一定程度的影响。检测人员在对食品中重金属含量进行检测时，应选择合适的检测方法，并严格按照相关检测方法的要求和标准进行检测，同时通过学习先进的检测技术不断提升自身的理论知识、检测能力、预判能力以及反应能力，从而有效确保食品中重金属检测结果的有效性和准确性。

2.2 仪器设备

仪器设备是食品中重金属检测的重要因素，设备的配置、检定/校准状态、期间核查、维护/保养以及环境温湿度都对检测结果有一定的影响。相关部门应确保每一台食品重金属检测仪器都配备一名专业的人员进行管理，并根据每台仪器设备的特点和操作流程制作操作规程和作业指导书，定期对设备进行维护保养。仪器设备的期间核查能够检验设备的准确性，使食品重金属含量检测结果得到有效保障。

2.3 实验环境

实验环境也会在一定的程度上影响实验结果，应尽量减少实验环境对食品重金属检测结果的影响。因此，应控制实验室内的温度、湿度、光照、噪声、振动等满足相关仪器和设备的需求。

3 食品重金属检测技术质量控制的对策

3.1 提升检测人员的专业水平

检测人员的专业能力、实际操作水平、检测经验等会直接影响检测结果的准确性。因此，在食品重金属检测技术质量控制过程中，应针对检测的专业水平进行有效控制。①针对检测人员组织专业知识的培训及考核。食品检测部门应定期对检测人员进行专业培训，使相关人员能够不断提升自身的专业知识储备量，并能够将所学知识运用到实际检测过程。②加强对检测人员的监督。相关部门应制定监督计划，并安排专职的监督人员，严格监督检测人员的理论知识掌握程度，确保检测人员熟悉检测方法并能够按照相关标准要求进行正确操作，从而为食品重金属检测结果做好保障。③通过能力验证、人员比对、实验室间比对、测量审核等质控方式，检验检测人员的专业水平。食品重金属检测工作中，检测人员的任何不正确行为都可能会导致结果出现偏差，食品检测机构应严格控制检测人员的专业水平，从而实现对食品重金属检测质量的控制[4]。

3.2 严格控制实验室环境条件

实验室的环境对实验结果有一定的影响，因此在食品中重金属检测过程中要严格按照相关标准、要求进行检测环境控制。环境包括外部环境和内部环境。其中，外部环境包括温度、湿度、噪声、海拔、大气压强、冲击振动以及电磁干扰等，对于外部环境的控制可以从实验室的选址、当地的气候条件、周围的环境及建筑物，以及人文等方面考虑。内部环境对检测结果的影响更为突出，包括实验室温度、湿度、洁净度、振动和干扰等，实验室可以通过增加空调、加湿器、干燥器等设备进行温湿度控制，对于不同类型的检测设备要进行分类放置处理，如精密仪器、高温设备、振动设备等，放置时需要避免交叉。

3.3 检测设备的质量控制

仪器设备的选择至关重要。不同的检测设备，或同一设备的不同检测方法所需检测的重金属元素种类不同，要根据重金属元素的不同特性和浓度选择适合的检测设备。在对食品重金属检测所使用的仪器设备进行质量控制时，应按照检定周期按时对仪器设备进行检定/校准，所需的试剂耗材应进行验收和标定。同时要将食品检测仪器设备的日常维护和保养工作落到实处，定期清洁食品重金属检测设备，一旦发现仪器设备中有零部件发生故障或损坏，则要及时更换，避免故障部件影响食品重金属检测结果；要定期记录仪器设备的使用频率和设备参数，充分掌握仪器设备的实际运行情况。对食品重金属检测仪器设备进行有效的质量控制，能够确保食品重金属检测仪器设备处于最佳的工作状态，从而为食品重金属检测提供保障[5]。

3.4 样品前处理过程的质量控制

样品前处理对检测结果的准确性至关重要，应按样品的状态、类型和性质选择最佳的处理方式。例如，容量瓶、移液管等应尽可能使用耐腐蚀塑料器皿，而不用玻璃或金属器皿。这主要是因为玻璃易吸附或吸收金属离子，在使用过程中会缓缓释出；不锈钢等金属器皿通常含有铁、铬、镍等元素和其他合金成分。

3.5 样品检测质量控制

标准曲线的线性决定待测样品的检测结果，因此在配制标准样品时，要严格控制试剂纯度、环境条件、人员操作等符合相关标准、规范等，以保证标准曲线的准确性。在检测过程中，常会加入一定量的基体改进剂，以增加食品重金属检测待测样品溶液的挥发性及稳定性，应用较为广泛的基体改进剂有无机化学基体改进剂、有机化学基体改进剂以及混合基体改进剂。其中，无机化学基体改进剂中的有机钯盐因自身纯度较高这一特点，得到了广泛的应用。例如，在检测铝元素时使用硝酸镁或氢氧化铁作为基改剂；检测镉元素时使用柠檬酸或焦硫酸铵作为基改剂；检测铜元素时使用磷酸铵或抗坏血酸作为基改剂等。

4 食品中重金属检测技术的发展

随着科技的不断进步，食品中重金属检测技术也在不断发展。过去，人们使用传统的化学分析方法来检测食品中的重金属含量，但这种方法需要耗费较长时间且操作烦琐。随着仪器设备的不断更新和改进，现代食品中重金属检测技术已经取得了巨大的突破。其中一类新兴的食品中重金属检测技术是基于光学原理的技术，该技术通过利用光特性，可以快速准确地测定食品样品中的重金属含量，且具有非常高的灵敏度和准确性，可以检测出微量重金属。另一类值得关注的技术是基于生物传感器的食品中重金属检测技术，这种技术利用生物体内的生物分子与重金属之间的相互作用，通过转化为电信号或荧光信号来测定重金属的含量。与传统方法相比，这种检测技术具有快速、灵敏、可重复性好等优点，并且对食品样品的要求较低。此外，还有一些先进的仪器设备被应用于食品中重金属检测。例如，质谱仪和电化学分析仪等高精度设备也可以进行重金属分析，且具有高通量和自动化的特点，提高了检测的效率和准确性。食品中重金属检测技术的发展为保障食品安全提供了可靠的手段。技术的不断进步有利于确保食品质量符合标准。然而，相关人员还需要持续投入研发和创新，以不断提高检测技术的灵敏度和准确性，为人们提供更安全、更健康的食品。