重金屬是指密度大于4.59/cm³的金屬元素，包括汞、鉛、鎘、硒等45種。重金屬中又有一部分金屬元素可在人體內(nèi)富集后產(chǎn)生毒性，這些金屬元素稱為有毒重金屬。重金屬能通過食物鏈在食物中富集，然后進(jìn)入人體，危害機(jī)體健康。目前，面對(duì)頻發(fā)的食品重金屬污染問題一方面需要加強(qiáng)環(huán)境治理和保護(hù)，另一方面則要開展嚴(yán)格、規(guī)范的食品中重金屬檢測(cè)，為食品安全保駕護(hù)航。面對(duì)日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求，提高檢測(cè)效率，開發(fā)便捷、高效的樣品前處理方法就顯得尤為重要。目前，食品中重金屬檢測(cè)方法主要有原子熒光法、電感耦合等離子體發(fā)射法、ICP-MS以及原子吸收光譜法。一般來說，各個(gè)檢測(cè)方法或簡(jiǎn)或繁均需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，傳統(tǒng)的前處理方法主要有干法灰化、濕法消解、微波消解和高壓罐消解。據(jù)胡曙光等報(bào)道傳統(tǒng)的前處理方法存在著一系列缺點(diǎn)，限制了其推廣應(yīng)用，如干法灰化費(fèi)時(shí)、濕法消解易污染、微波消解能力弱及高壓罐消解程序繁雜等。目前便捷高效的前處理方法有無需消解的直接進(jìn)樣、微波輔助提取、溶劑提取和光降解技術(shù)等，這些前處理技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)前處理技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，如操作便捷、程序少、應(yīng)用范圍廣和節(jié)約試劑環(huán)境友好等。

一、前處理方法

1、溶劑提取法

溶劑提取法是酸提取、堿提取和有機(jī)溶劑提取的統(tǒng)稱，該法具有操作簡(jiǎn)單、成本低和污染小的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于食品中重金屬及其形態(tài)檢測(cè)的前處理過程中。酸提取技術(shù)是通過利用硝酸、鹽酸、硫酸等對(duì)金屬元素的較強(qiáng)的溶解能力，使金屬元素以鹽的形式溶解于提取液中，因此能被用于儀器檢測(cè)。酸提取的效率與所用酸液的濃度和種類密切相關(guān)。

目前，測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的前處理的國標(biāo)法是傳統(tǒng)的微波消解法，該法存在反應(yīng)條件苛刻、設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)，限制了其在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用。李海露等將稀硝酸作為浸提液提取秸稈和稻米中的鎘元素，并優(yōu)化了硝酸濃度、浸提方式、浸提時(shí)間和固液比四個(gè)因素，結(jié)果顯示提取率與提取液濃度呈正相關(guān)。

堿提取技術(shù)是指在含重金屬樣品中加入堿性提取劑，如氫氧化鈉，再通過震蕩、離心等步驟后得到重金屬的聚合物溶液，最后利用儀器對(duì)該聚合物溶液中重金屬含量進(jìn)行測(cè)定。

堿提取技術(shù)能避免低價(jià)態(tài)金屬發(fā)生氧化，適用于食品中鉻元素的分析。SoaresM等將堿提取法應(yīng)用于面包中鉻含量的測(cè)定，取得了較好的結(jié)果。但堿液中重金屬離子不夠穩(wěn)定，這在一定程度限制了堿提取法的應(yīng)用范圍。

定程度限制了堿提取法的應(yīng)用范圍。有機(jī)溶劑提取實(shí)質(zhì)是一類分散液-液微萃取的方法，用于萃取食品中的重金屬。李楊楊等分別采用微波消解法、乙酸提取法和BCR提取法對(duì)照研究了白酒陶瓷包裝中重金屬的含量和形態(tài)。結(jié)果顯示，BCR提取法所得陶瓷包裝中重金屬形態(tài)的總量為微波消解后總量的84.9％～109.38％，且陶瓷材料長(zhǎng)期存放含有氧化還原性物質(zhì)的白酒時(shí)重金屬溶出的風(fēng)險(xiǎn)較大，該法能夠用于檢測(cè)包裝材料中重金屬在白酒中的溶出規(guī)律。需要指出的是，有機(jī)溶劑提取劑的選擇要根據(jù)重金屬目標(biāo)物的性質(zhì)進(jìn)行選擇，比如利用兩者的相似相容性或螯合作用形成沉淀物來提取食品中的重金屬。有機(jī)溶劑提取法操作簡(jiǎn)單，提取液含鹽量低，已在多種食品樣品中獲得滿意的提取效果，但也存在試劑用量較大、重金屬易損失的缺陷。另外，有機(jī)溶劑提取還普遍存在提取時(shí)間長(zhǎng)，需要加以輔助技術(shù)，如超高壓萃取、超聲波萃取、微波萃取等方法聯(lián)用來提高萃取效率。但是部分沸點(diǎn)較低的有機(jī)溶劑，尤其是毒性溶劑會(huì)對(duì)檢測(cè)人員和食品加工過程帶來健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、微波輔助前處理技術(shù)

微波輔助前處理技術(shù)是指借助微波輻射能達(dá)到加速溶劑提取目標(biāo)分析物的過程。相對(duì)傳統(tǒng)的微波消解法，該法具有操作條件溫和、目標(biāo)物損失少和操作便捷的優(yōu)點(diǎn)。張朵等應(yīng)用微波輔助提取工藝結(jié)合ICP-MS法檢測(cè)了山茶花花粉中重金屬元素和稀土的含量，結(jié)果顯示該法不但前處理簡(jiǎn)單，而且方法有效、穩(wěn)定性好。此外，微波氧燃燒也是微波輔助前處理的一種，尤其適用于復(fù)雜樣品基質(zhì)中重金屬的檢測(cè)，如油脂豐富的糧油、畜禽肉類食品，該法能夠克服現(xiàn)行國標(biāo)法使用的傳統(tǒng)微波消解法消解不徹底的缺陷。MacielJV等應(yīng)用微波氧燃燒法制備了魚肉樣品，并通過ICP-MS檢測(cè)了鎘、砷、銅、錳、鎳、鈷等元素的含量，方法的加標(biāo)回收率大于94％。DaSilvaSV等則將該法應(yīng)用于測(cè)定牛奶乳清蛋白中溴和碘元素的含量。微波氧燃燒法在處理樣品過程中有機(jī)物的充分燃燒能夠充分氧化，樣品的中碳元素以二氧化碳排除，這樣既能降低背景干擾，又有利于儀器的維護(hù)，因此，該法相對(duì)來說具有更低的檢出限和更高的消解效率。據(jù)報(bào)道，微波氧燃燒在重金屬檢測(cè)方面的應(yīng)用較少，而等多應(yīng)用于食品中鹵族元素的分析。

3、紫外光解技術(shù)

紫外光解技術(shù)主要基于紫外光的強(qiáng)氧化性來消解食品基質(zhì)中的有機(jī)物，以獲得無機(jī)離子的過程。該法能夠有效降低復(fù)雜基質(zhì)成分對(duì)目標(biāo)物的干擾，但也會(huì)受到光照強(qiáng)度、光照時(shí)間及氧化劑等因素的影響。李萬霞等將紫外光解法用于酸奶喝牛奶樣品的前處理，提取其中的鉛和銅，并優(yōu)化了光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、氧化劑的配比及用量的最優(yōu)參數(shù)，在最優(yōu)條件下測(cè)定牛奶中鉛和銅離子的加標(biāo)回收率分別為97.8％和94.0％，酸奶中鉛和銅離子的加標(biāo)回收率分別為97.2％和94.16％，這一結(jié)果與應(yīng)用濕法消解處理所得結(jié)果一致。

4、無需消解的直接進(jìn)樣技術(shù)

直接進(jìn)樣技術(shù)是前處理技術(shù)的最新成果之一，具體來說，直接進(jìn)樣技術(shù)又有固體直接進(jìn)樣和懸浮液進(jìn)樣兩種方式。其中固體直接進(jìn)樣是利用進(jìn)樣器把經(jīng)過均質(zhì)的樣品直接導(dǎo)入電離源或原子化器中的一種進(jìn)樣方法。固體直接進(jìn)樣技術(shù)應(yīng)用了直接原子化、激光燒蝕、樣品直接插入等技術(shù)。該技術(shù)不但無需消解，能夠有效避免樣品的損失和污染，而且樣品無需稀釋，尤其適用于痕量目標(biāo)物的分析，該前處理技術(shù)大大壓縮了樣品的前處理步驟，具有樣品損失小、檢出限低、節(jié)約試劑等優(yōu)點(diǎn)，已成為許多分析試驗(yàn)室的首選前處理方法。直接進(jìn)樣技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品、糧油、果蔬、茶葉、肉制品及包裝材料中各種重金屬，如鉛、汞、錫、鎘、銅、鐵、鎳、鉻、鋅等元素的測(cè)定。

KantorT和ChanGCY等均應(yīng)用基于該技術(shù)的樣品處理方法測(cè)定樣品中的重金屬含量，取得了滿意的結(jié)果。鄧勃對(duì)該技術(shù)的原理、應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道固體直接進(jìn)樣技術(shù)已廣泛應(yīng)用于果蔬、奶制品、糧油、肉品茶葉等食品中汞、鉛、鎘、錫、鉻、鐵、鎳、銅等金屬元素含量的測(cè)定，并取得了理想的效果。朱瑞瑞等建立了一種快速檢測(cè)糧食中汞含量的方法，該法采用固體直接進(jìn)樣方式處理糧油樣品，并將所得結(jié)果與采用國標(biāo)GB/T5009.17—2014的“化學(xué)蒸汽發(fā)生一原子熒光法”的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果顯示基于固體直接進(jìn)樣前處理的快速檢測(cè)方法在重現(xiàn)性、準(zhǔn)確度方面均顯著優(yōu)于國標(biāo)推薦的方法。固體進(jìn)樣方式的優(yōu)點(diǎn)很有競(jìng)爭(zhēng)力，但該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展還需突破標(biāo)曲制作難、樣品代表性差及受熱不均等瓶頸。

懸浮液進(jìn)樣是指將粉碎后的樣品溶解在液體介質(zhì)中并進(jìn)行均質(zhì)，然后將其直接導(dǎo)入檢測(cè)儀器，該方法也適用于果蔬、水產(chǎn)品、茶葉和糧食樣品的前處理。吳晨曦等開發(fā)了基于懸浮液直接進(jìn)樣一石墨爐原子吸收光譜檢測(cè)明膠中鉻含量的方法，并在制備懸浮液時(shí)考察了表面活性劑用量、定容體積比、明膠大小和用量對(duì)分析結(jié)果的影響，最終確定了各因素的最優(yōu)參數(shù)。方法驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果顯示該法檢出限低至0.001mg/kg，加標(biāo)回收率范圍為95％～115％，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5％，可見該法能夠快速、有效地測(cè)定明膠中的鉻含量。孫楊楊等也利用類似方法檢測(cè)了巴戟天中鎘和鉛的含量，也取得了滿意的結(jié)果。但懸浮液進(jìn)樣也存在一些缺點(diǎn)，如易受樣品基體干擾、對(duì)穩(wěn)定劑和均質(zhì)方式要求苛刻等。

二、結(jié)語

目前，追求簡(jiǎn)單、快速、有效是食品重金屬測(cè)定方法中樣品前處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，如車載或便攜式前處理設(shè)備的開發(fā)、直接進(jìn)樣與檢測(cè)儀器的聯(lián)用等技術(shù)發(fā)展非常迅速，并廣泛應(yīng)用于食品中重金屬的檢測(cè)。在樣品前處理技術(shù)發(fā)展過程中，強(qiáng)化便捷性、提高檢測(cè)效率的同時(shí)，還要重點(diǎn)解決重金屬，特別是痕量重金屬在前處理中如何進(jìn)一步提高提取率和準(zhǔn)確性的問題，這是該技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，也是食品中重金屬測(cè)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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