分析測試百科網 > 行業資訊 > 微信文章

復配食品添加劑中重金屬的檢測

北京浩天暉儀器有限公司

2023.4.24

前言

近年來，食品添加劑中重金屬超標事件越來越多，由此引發的食品安全問題引起了社會各界的廣泛關注，更加劇了人們對食品安全問題的不滿和擔憂。重金屬元素會抑制人體正常的生理活動，使人體的細胞組織出現金屬中毒問題，從而影響大體健康。若嬰幼兒服食重金屬超標食物，還會出現生長緩慢、智力異常等問題。為此，我國有關的食品安全管理規劃著重提出了對食品添加劑中重金屬管理的要求和目標，并通過檢測的方式來提高食品安全檢驗能力，加強對食品安全風險的管控。

在食品檢測中，重金屬檢測是非常重要的內容，但食品添加劑中重金屬元素的殘留情況較為復雜，增加了重金屬元素前處理與檢測的工作難度。再加上傳統的重金屬前處理技術雖然種類繁多，但是大多煩瑣且耗時較長，很難滿足當前食品添加劑中重金屬檢測的需求。本文就食品添加劑中重金屬元素前處理與檢測方法進行探究。

一、食品添加劑中重金屬的來源和危害

食品添加劑是指為改善食品品質和色、香、味，以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學合成或天然物質。隨著食品工業的快速發展，食品添加劑已經成為現代食品工業的重要組成部分，也已經成為食品工業技術進步和科技創新的重要推動力。但如果對食品添加劑中重金屬含量的檢測不到位，就會導致其含量超標而出現重金屬污染。

重金屬污染對人體具有較大的危害性，如果人體攝入的重金屬含量較少，雖然不會第一時間對人體造成危害，但攝入的重金屬卻會在人體內累積，當人體內的重金屬含量達到一定程度后，就會對身體健康造成危害。從目前已發現的食品添加劑重金屬污染問題來看，其主要包含的成分是鉛、汞、砷、鎘等物質，這些物質在食品的生產、加工、儲存、銷售等環節都有可能出現。

1.鉛污染。鉛主要產生于陶瓷制成的食品容器內。如果在該類食品容器制作過程中加入的鉛過量，用這類容器儲存食物時，食物就可能會受到重金屬污染。鉛被人體吸收后會破壞人體的血液循環系統以及神經系統，使人們出現貧血、發育緩慢、神經衰弱等病癥.

2.汞污染。汞是目前食品添加劑重金屬污染的主要成分之一，為提高防腐效果，生產企業往往會在食品添加劑中添加汞物質，一旦汞含量超標，就會導致食品出現汞金屬污染。一旦這類物質被人體吸收后，就會對人體內的肝臟等器官造成威脅，加劇人體器官的衰竭速度。

3砷污染。在食品添加劑中添加砷物質，主要是為了改變食品的色和味，使食品更有吸引力。這樣的食品被人們食用后會導致人體出現砷中毒問題，并且引發神經衰弱和腸胃炎等疾病。

4.鎘污染。在食品添加劑中添加鎘物質，主要是為了提高食物防腐效果，延長食物的售賣時間。鎘通過食品進入到人體內，并且積蓄在肝，腎、心等組織器官內，使這些組織器官慢慢出現病變，加速器官衰竭，引起一系列慢性疾濟或慢性中毒問題.

二、食品添加劑中重金屬元素前處理方法

現代食品添加劑重金屬檢測所面臨的樣本性質的復雜程度是前所未有的，分析的對象不但包括氣、液、固相中的所有物質，而且往往以多相形式存在、其組成不但復雜。而且測定時往往相互于擾，被檢測物的濃度要求越來越低，穩定性隨時變化，給分析帶來了一系列困難，尤其是在各種環境下與生物樣本采集后直接進行檢測的可能性很小，一般都要經過樣本制備與前處理以后才能進行測定。

在對食品添加劑進行重金屬含量檢測時，需要選取恰當的前處理方法，以確保檢驗結果的準確性。目前常用的前處理方法有干灰化法、濕消解法、高壓消解法、微波消解和萃取法等，雖然它們都有自身的特點與作用，但是也存在一定的應用缺陷。例如，干灰化法的檢驗時間過長，會對檢驗結果的精準性造成一定影響；濕消解法容易受到環境的干擾，從而影響檢驗結果的準確性,高壓消解法的檢驗工序復雜，操作成本較高，微波消解法不能對檢驗過程進行實時監控等。

三、復配食品添加劑

復配食品添加劑是為了改善食品品質、便于食品加工，將兩種或兩種以上單一品種的食品添加劑，添加或不添加輔料，經物理方法混勻而成的食品添加劑。

復配食品添加劑依據食品安全國家標準《復配食品添加劑通則》（GB 26687-2011）（以下簡稱GB 26687）規定的兩種方法對鉛、砷等有害物質進行控制。

GB 26687-2011 復配食品添加劑通則中規定：

項目指標

檢測方法

砷（mg/kg）

2.0

GB/T ?5009.76

鉛（mg/kg）

2.0

GB/T ?5009.75

四、復配食品添加劑中（鉛）的測定

（微波消解-石墨爐原子吸收光譜法）

1.準備工作

1.1試劑

硝酸（HNO3）：優級純；30%過氧化氫（H202）；高氯酸（HCIO4）：優級純；磷酸二氫銨（NH4H2PO4）。

1.2試劑的配制

硝酸溶液（1+1)：取50mL硝酸慢慢加入50mL水中。

硝酸溶液（0.5 mol/L）：取3.2mL硝酸加入50mL水中，稀釋至100mL。

硝酸溶液（1mo1/L）：取6.4mL硝酸加入50mL水中，稀釋至100mL。

磷酸二氫銨溶液（20g/L）：稱取2.0g磷酸二氫銨，以水溶解稀釋至100mL。

混合酸：硝酸+高氯酸（9+1）。取9份硝酸與1份高氯酸混合。

1.3標準品及標準溶液配置

（高純金屬鉛（Pb）：純度為99.99%或經國家認證并授予標準物質證書的標準物質。）

鉛標準儲備液（1.0mg/mL)：精確稱取1.0000g金屬鉛（99.99%），分次加少量硝酸溶液（1+1)，加熱溶解，總量不超過37mL，移入1000 mL容量瓶，加水至刻度，混勻。

鉛標準使用液：每次吸取鉛標準儲備液1.0mL于100 mL容量瓶中，加硝酸(0.5mol/L）或硝酸（1mo1/L)至刻度。經多次稀釋成每毫升含10.0 ng、20.0 ng、40.0 ng、60.0 ng、80.0 ng鉛的標準使用液。

1.4儀器和設備

注：所用玻璃儀器均需以硝酸溶液（1+4)浸泡24h以上，用水反復沖洗，最后用去離子水沖洗干凈。

原子吸收分光光度計（CAAM-2001E型原子吸收分光光度計，附石墨爐及鉛空心陰極燈）。

干燥恒溫箱。

可調式電熱板、可調式電爐。

電子天平：感量為0.1mg和1mg。

微波消解儀、微波消解罐。

2.樣品制備

微波消解：稱取0.500g～2.000g試樣于消解罐中，加10.0mL硝酸、2.0mL過氧化氫（30%），混合均勻，于微波消化儀中消化。消解完成后，自然冷卻至室溫，開蓋趕酸，將消化液洗入或過濾入（視消化后試樣的鹽分而定）10mL～25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時做試劑空白試驗。

微波消解參考條件

階段

功率（1600w）變化/%

升溫時間/min

控制溫度/℃

保溫時間/min

100

120

100

150

100

200

3．上機測定

3.1儀器條件：將儀器性能調至最佳狀態。參考條件：波長283.3nm,狹縫0.2nm，燈電流3mA，干燥溫度120，40s；灰化溫度700℃，持續15s～20s；原子化溫度1800C～2100℃，持續4s～5s；背景校正為氘燈扣背景。

3.2 標準曲線繪制：吸取配制好的鉛標準使用液10.0 ng/mL、20.0 ng/mL、40.0 ng/mL、60.0ng/mL、80.0 ng/mL(或μg/L)各20μL，注入石墨爐，測得其吸光值并求得吸光值與濃度關系的一元線性回歸方程。

3.3試樣測定：分別吸取樣液和試劑空白液各20μL，注入石墨爐，測得其吸光值，代入標準系列的一元線性回歸方程中求得樣液中鉛含量。

3.4基體改進劑的使用：為了減少背景干擾需注入適量的基體改進劑磷酸二氫銨溶液（20g/L）一般為5μL或與試樣同量，繪制鉛標準曲線時也要加入與試樣測定時等量的基體改進劑磷酸二氫銨溶液。

4.測定結果（應用實例）

北京浩天暉儀器有限公司

樣品檢測報告

送檢人員：

XXX

送檢日期：

XXX

分析人員：

XXX

檢測日期：

XXX

樣品說明：

1、??????? ?復配酸度調節劑RR-W71;

2、?????? ?復配增稠劑RY-Z832；

3、?????? ?無鋁泡打粉RD-P010；

4、?????? ?復配膨松劑RD-P282。

檢測方法：

測鉛：按GB5009.75-2014第二法（石墨爐原子吸收光譜法）；

測砷：按GB5009.76-2014第二法（氫化物原子熒光光度法）。

樣品名稱

樣品編號

測量結果（mg/kg）

鉛（Pb）

砷（As）

復配酸度調節劑

RR-W71

未檢出

0.0076

復配增稠劑

RY-Z832

0.2354

0.1211

無鋁泡打粉

RD-P010

0.0384

0.1046

復配膨松劑

RD-P282

0.1654

0.0558

備注：

樣品前處理為微波消解法。

? ?

? ? ?五、復配食品添加劑中（砷）的測定

? （濕法消解-原子熒光光譜法）

? 1.準備工作

1.1試劑

氫氧化鈉（NaOH）：優級純。

硼氫化鈉或硼氫化鉀（NaBH4或KBH4）

硫脲（CH4N2S）。

硝酸（HNO3）：優級純。

硫酸（H2SO4）：優級純。

高氯酸（HCIO4）：優級純。

鹽酸（HCI）：優級純。

1.2試劑配制

氫氧化鈉溶液（2g/L)：稱取2.0g氫氧化鈉，溶于1000mL水中，混勻。

硼氫化鈉溶液（10g/L)：稱取10.0g硼氫化鈉，溶于1000 mL氫氧化鈉溶液中，混勻。臨用現配（也可稱取14g硼氫化鉀代替硼氫化鈉）。

硫脲溶液（50g/L)：稱取50g硫脲，溶于1000mL水中，混勻。

硫酸溶液（1+9)：量取100mL硫酸，小心倒入水900mL中，混勻。

鹽酸溶液（0.5+9.5)：量取25 mL鹽酸緩慢倒入475mL水中，混勻，作為載流使用。

1.3標準品及配置

三氧化二砷（As2O3）標準品，純度為99.99%或經國家認證并授予標準物質證書的標準物質。

砷標準儲備液（0.1 mg/mL)：精確稱取于100℃干燥2h以上的三氧化二砷0.132g，加100g/L氫氧化鈉溶液10mL溶解，用水定量轉入1000 mL容量瓶中，加硫酸溶液（1+9）25 mL定容至刻度。砷標準使用液(1μg/mL)：吸取1.00 mL砷儲備標準液于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。此液應當日配制使用。

標準系列溶液制備：在25mL容量瓶中依次準確加入1μg/mL砷標準使用液0mL、0.05 mL、0.20 mL、0.50mL、1.00mL、2.00 mL，硫酸溶液（1+9）12.5mL，50g/L硫脲2.5 mL，加水定容至刻度，分別相當于砷濃度0 ng/mL、2 ng/mL、8 ng/mL、20 ng/mL、40 ng/mL、80 ng/mL，混勻備測。

1.4儀器及設備

原子熒光光度計。（AFS-100型雙通道原子熒光光度計）

電熱板或可調式電爐。

電子天平：感量為0.1mg和1mg。

? 2.試樣消解

采用濕法消解：

稱取固體試樣1g～2.5g(精確至0.001g），液體試樣5g～10 g(精確至0.001g），置于100 mL錐形瓶中，加硝酸20mL～40 mL，硫酸1.25mL，放置過夜。次日置于電熱板上加熱消解（<220℃）。若消解液處理至10mL左右時仍有未分解物質或色澤變深，取下冷卻，補加硝酸5mL～10mL，再消解至10mL左右觀察，如此反復兩三次，注意避免炭化。如仍不能消解完全，則加入高氯酸1mL～2mL，繼續加熱至消解完全后，再持續加熱至高氯酸的白煙散盡，硫酸的白煙開始冒出。取下冷卻，加水25mL，再加熱至產生硫酸白煙。取下冷卻，用水將消化液轉入25mL容量瓶或比色管中，加入硫脲溶液（50g/L)2.5mL，最后用水定容至刻度并混勻，備測。同時做空白試驗。

3．上機測定

本次測定使用AFS-100型雙通道原子熒光光度計

儀器參考條件（可根據不同的儀器自行設定測量條件)如下：

負高壓：260～280 V;

-砷空心陰極燈電流:主陰極60 mA;輔陰極30 mA;

原子化器：溫度800℃~850℃;

高度8mm;

氬氣流速：載氣400 mL/min;

屏蔽氣流速：1000 mL/min;

測量方式：標準曲線法；

讀數方式：峰面積;

讀數延遲時間：1s;

讀數時間:20～25s;（包含加液時間）

標液或樣液加入體積：1.2～1.4mL。

設定好儀器最佳條件,逐步將爐溫升至所需溫度后，穩定10 min～20 min后開始測量。連續用標準系列的零管進樣，待讀數穩定之后，轉入標準系列測量，繪制標準曲線。轉入試樣測量，分別測定試樣空白和試樣消化液，每測不同的試樣前都應清洗進樣器。

4.檢測結果

北京浩天暉儀器有限公司

樣品檢測報告

送檢人員：

XXX

送檢日期：

XXX

分析人員：

XXX

檢測日期：

XXX

樣品說明：

1、??????? ?復配酸度調節劑RR-W71;

2、?????? ?復配增稠劑RY-Z832；

3、?????? ?無鋁泡打粉RD-P010；

4、?????? ?復配膨松劑RD-P282。

檢測方法：

測鉛：按GB5009.75-2014第二法（石墨爐原子吸收光譜法）；

測砷：按GB5009.76-2014第二法（氫化物原子熒光光度法）。

樣品名稱

樣品編號

測量結果（mg/kg）

鉛（Pb）

砷（As）

復配酸度調節劑

RR-W71

未檢出

0.0076

復配增稠劑

RY-Z832

0.2354

0.1211

無鋁泡打粉

RD-P010

0.0384

0.1046

復配膨松劑

RD-P282

0.1654

0.0558

備注：

六、推薦廠商及儀器

1．廠商簡介??

北京浩天暉儀器有限公司，成立于1988年，專注光譜分析儀器的研發、制造30余年，是由我國原子吸收分析行業著名專家，我國早期實驗室型原子吸收分光光度計的主要研制者吳廷照教授創辦的，是一家擁有自主知識產權的技術型企業。主營業務覆蓋了原子吸收分光光度計、原子熒光光度計、紫外可見分光光度計、流動注射氫化物發生器、金屬套玻璃高效霧化器等產品的研發、制造、營銷、售后服務。客戶領域涉及到疾控、質檢、商檢、農檢、環境檢測、地質冶金、工礦企業、科研院所和大專院校等行業系統。隨著浩天暉儀器的技術持續創新，質量不斷提高，近年來產品不斷遠銷海外，出口到南美洲、非洲、東南亞一些國家和地區，并在南非、印尼等國家的為客戶建立了完整體系的實驗室，解決了客戶在礦物質方面的檢測困難。

2 .產品介紹-CAAM-2001E型原子吸收分光光度計

CAAM-2001系列原子吸收光譜儀是由國內多名行業專家和清華大學著名教授共同研制的，以火焰原子吸收分析法為主、兼有流動注射氫化物原子吸收法、石墨爐原子吸收法等多種功能，是目前國內外同類儀器中功能較多、極高的性價比較高的一款大型精密分析儀器。研制本儀器的吳廷照教授和陳連元教授都是我國多年從事原子吸收行業的專家，有著多種型號儀器研制的經驗，他們將多年經驗集為一身，將原子吸收光譜儀的元素測試靈敏度提高到一個較高的水平。

CAAM-2001E型，六燈位，火焰/石墨爐自動切換，可選配自動進樣器。

3. 產品介紹-AFS-100型原子熒光光度計

原子熒光光度計是我國唯一具有自主知識產權的分析儀器，無論制造技術、分析方法的研究均處于國際領先水平。ASF系列非色散原子熒光光度計不但具有原子發射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）的優勢，而且也克服了現有AES 和AAS分析技術的不足之處。ASF系列原子熒光光度計結構簡單、靈敏度高、檢出限低、適用范圍廣、可同時測定多種元素，是一種優良的痕量分析儀器。它可以測定易形成氫化物、氣態組分和原子蒸氣的砷（As）、鍺（Ge）、硒（Se）、鉛（Pb）、鉍（Bi）、碲（Te）、錫（Sn）、銻（Sb）、鎘（Cd）、鋅（Zn）、汞（Hg）、金（Au）等十二種元素。

AFS-100半自動型，雙通道雙蠕動泵原子熒光光度計

AFS-100全自動型，雙通道雙蠕動泵原子熒光光度計，200位自動進樣器