《45种重金属元素对食品安全的影响及其检测方法》由会员分享,可在线阅读,更多相关《45种重金属元素对食品安全的影响及其检测方法(47页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、李昌厚 教授 博士生导师(中国科学院上海生物工程研究中心 上海 200233)内容提要: 一、食品安全对人类的威胁 二、食品安全的分析检测技术(总要求、检测方法和检测 仪器、面临的机遇和挑战) 三、如何评价、挑选食品安全检测仪器,食品安全问题及其分析检测技术,一、食品污染对人类的威胁,目前全世界特别重视食品安全的问题。我国对此也已经引起高度重视,特别是去年三鹿奶粉事件、今年的读胶囊等事件,给我们敲了警钟!,食品污染是影响食品安全的重要因素,食物中有毒、有害物质对人体健康危害特别大,不仅关系到消费者健康,而且影响国际贸易,乃至政府信誉。一句话:食品污染对人类会产生很大的威胁!并且越来越大!,1、
2、微量重金属污染食品的危害 重金属在世界各国均被列为优先关注的污染物.重金属种类很多,主要指的是比重大于4 的金属, 约有45 种;例如:铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、铝、金、银等。部分重金属, 如锰、铜、锌等是生命活动所需要的微量元素, 但是大部分重金属, 如砷,汞,铅,镉,铬,铜,锌,钒等元素,对食品的污染危害人体健康,影响机体代谢,使其发生紊乱,诱发疾病,甚至死亡。下面分别简单介绍一些情况:,、砷 砷是一种毒性很大的元素,已查明砷对人的心肌,呼吸,神经,生殖,造血,免疫系统都有不同程度的损伤作用。主要通过食物链,环境污染砷是一种积累性的有毒元素(在鱼,虾头中累积)
3、, 当增加大量Vc后, 使五价As(毒性小)转化三价砷砒霜. As对人有致癌作用。,、汞 汞中毒主要危害人的中枢神经系统,引 起人的死亡率可高达到40%!人吃56mg/kg 的粮食,15天中毒;0.20.3mg/kg, 6个月 中毒。国外有些国家的温度计不用汞!。,、铅铅是食品污染的常见元素,正常人血液中含Pb约达0.05-0.4mg/L,当高达 0.6-0.8mg/L时Pb中毒, 影响人体各大系统器官, (神经系统, 造血系统,消化系统等). Pb中 毒引起 动脉硬化及痴呆现象. 特别儿童对铅影响特别敏感。当儿童长期接触低浓度的铅,会引起学习困难,综合能力下降,如运动失调,多动,易冲动,注意
4、力下降,智商下降等直接影响儿童的生长发育。儿童体内铅含量超过每升100微克时,脑发育就会受到不良影响.儿童血铅每增加10微克/分升,智商平均下降10%至30%.国际上公认,把血铅超过每升100微克称为铅中毒!引起铅中毒因素很多,、镉镉中毒的典型症状是肾功能受到破坏;糖和蛋白质代谢发生紊乱,引起糖尿病;镉进入呼吸道引起肺炎,肺气肿;进入消化系统会引起肠胃炎;镉中毒常伴有贫血;骨骼中过量镉积累会使骨骼软化,变形,萎缩,镉被科学家认定为世界上第三大类致癌物质。,、铬一定含量的Cr3+具有一定的营养价值(糖尿病需要Cr3+ ),当它转化成Cr6+时,对人体有害,毒性大;六价铬对人主要是慢性毒害,它可以
5、通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体,在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。通过呼吸道进入积存在肺部。六价铬的化合物可以诱发肺癌和鼻炎癌。 特别是毒胶囊事件!450台AAS! ;上海529毒胶囊会议不是回收烂皮鞋做胶囊,而是皮鞋下角料;目前美、日没有规定,欧盟10PPM,中国2PPM! ;,、铜水中铜大于1.5mg/L会有苦味,水中铜超标会抑制藻类生长影响水产养殖。据报道肺,胃癌症病人的血清中铜含量显著偏高!而锌含量显著偏低。一些少年白发可能是缺铜引起的。医学证明:锌/铜,与冠心病等成正比,、锌锌对人的毒性要引起重视,人在高浓度Zn环境下工作数小时,就可能中毒-发高热,抽筋等现象。矮个缺锌;性
6、功能与锌有关;锌对鱼类的毒性很大;水中锌达0.01mg/L以上,会使鱼类致死。、钒钒是大家不大注意的元素,钒及有关化合物具有一定的生殖毒性,尤其是造成男性生育能力下降。男性不育,很多与缺钒有关。,2、农药残留问题农药残留问题,应该引起特别重视:长期连续少量摄入,最可怕的是引起三致:致癌、致倚和致突变!据美国癌症研究中心报道,人类癌症的90来自有机物(农药残留为主)!重金属(致癌)!(农药问题人人皆知) 3、三聚氰胺问题08年,我国的一些牛奶受到“三聚氰”的污染,影响特别大!问题非常严重,引起了国家的高度重视;因为大家对此都很熟悉,不多讲了。,4、水质问题前面已经讲过Cr的情况。特别要注意的还有
7、饮用水中的汞,对人类危害特别大!江西某地的井水、塘水中汞含量超过地面水和饮用水卫生标准13倍,近10年有28人生癌致死,202户搬家。 我国北方某地一个村庄,As中毒例子 5、还有大量污染、掺假等等;如:,图 1. 鱼塘边记者发现的孔雀石绿和用致癌物孔雀石绿浸泡甲鱼,图 2. 加“铅铬绿”的工业颜料染色后的碧螺春茶 铅含量严重超标高达60倍,图 3. 劣质面粉掺入滑石粉和增白剂,图 4. 经工业氢氧化钠浸泡和双氧水漂白的莲子,图 5. 经苯甲酸钠+吊白块+硫磺加工过的金针蘑,二、食品安全的检测方法和检测仪器 1、食品检测技术的总要求,食品监测为多目标化合物、痕量检测;对人员、仪器要求很高要求检
8、测结果准确可靠;“人命关天”食品基质的复杂性,前处理难度大、要求高要求检测数据准确(包括每一过程的数据)要求操作人员发挥现代分析仪器的性能,把仪器用到最佳状态总之,发展符合国情的分析技术,有利于提高监管能力,2、常用的分析方法:,分离法:色谱(HPLC、HPCE、GC)、色-质(液-质、气-质、液-光谱、气-光谱)等; 不分离法:光谱+化学计量学 ( UVS+褶合,药分六组份; 化学修法)等 比对法: 与标样比对各类光谱(AAS、ICP、AFP等)、 ; ICP-MS等食品种类很多,面很广。具体到各种食品的具体检测方法,请大家参照行业标准。今天不能细讲了。,3、食品安全检测中最常用的基本分析仪
9、器(UV、AAS、HPLC、GC和AFP、 ICP等)的具体应用情况:1)紫外可见分光光度计它是食品污染物检测中使用最多的仪器之一;特别在各类食品快检仪器中常用便携式紫外。饮用水质检测:氨氮、亚硝酸盐等, 农药及其残留物:如:粮食(大米、小麦中的氧化 稀土)、食品添加剂(5,-鸟苷酸二钠)、蔬菜(亚硝酸盐、甲胺磷、西维因、氨氮、敌敌畏)、瓜果、茶叶等等中的残留物监测。 牛奶中的三聚氰胺检测大家很清楚,不讲了。 饲料污染的监测:如:维生素A、C、E、K、山梨 酸、苯甲酸、总氨基酸等的检测等。,粮食 、种子、蔬菜、各类食品(肉类、鱼类、酒类、口服液、奶类)中的微量元素检测和水质中的重金属、微量元素
10、的检测等都可以用AAS检测。、 随着科技发展,人们的生活、生存、发展受到的威胁越来越大;特别是农残和许多重金属元素,是人类 致癌的主要因素之一,必须引起高度重视。,3)、HPLC 最近几年,HPLC的应用发展很快,出现了很多UVS 向 HPLC转换的工作,很值得大家重视! HPLC在食品分析中的应用主要有: (1)食品含量、各类酸、有机胺、矿物质;食品添加剂;甜味剂、防 腐剂、着色剂(合成色素如柠檬黄、苋菜红等)、抗氧化剂、 增白剂 等等 (2)食品污染物:霉菌毒素:黄曲霉毒素、黄杆菌毒素、大肠杆菌 毒素等。 (3)保健食品GMP认证、食品GMP认证 等等也少不了HPLC仪器。 HPLC是食品
11、工业、食品卫生检测与监督等实验室,不可缺少 的分析仪器之一。,气相色谱,在食品行业的应用非常广泛, 我国年需求量达到9500台以上;已经在酒类 质量控制、食品添加剂的控制、各种食品的 质量控制、很多中药的质量控制等方面,都 大量使用气相色谱。,4)、GC,5)ICP,很多食品污染物都用ICP监测;如:谷子(小米)、小麦豆制品(豆腐,豆干,腐竹,素鸡等)、各类水产品、蔬菜(芹菜,菠菜,黄瓜,番茄,白菜)、饮用水、葡萄酒、苹果浓缩汁、茶叶、食品玻璃容器等,国外基本上都用ICP监测;国内食品行业也已经开始使用ICP作为质量控制检测。,目前,很多食品污染物用AFP监测;如:大米、小麦、蔬菜(番茄、茄子
12、、毛豆、黄瓜、丝瓜、苦瓜、四季豆、豆荚等)、食品(牛肉,牛肉干,大米,鱼干,菠萝罐头,甘蓝等)、各种肉制品罐头、饮用水等,经常会受重金属元素Hg、Se、Pb、As、Cd等的污染。其监测基本上都用AFP仪器。以上只是讲了部分在食品分析中经常使用到的主要仪器,值得大家重视!,6)AFP,4、食品安全检测技术面临的机遇和挑战,1)机遇: (1)“ 十五”期间我们国家拨款一个亿左右资助科学仪器研发;而 “十二五”期间,我们国家将投资50多亿RMB的资金,来资助我国的科学仪器研发。目前,我国科学仪器、特别是分析仪器,正在蒸蒸日上,形势一片大好。国家“十二五”拨款的50多亿RMB中,2011年已拨8亿RM
13、B;2012年将再拨22.5亿RMB!立了很多重大项目,有的一个项目就有1.2亿以上!本人目前是国家科技部三个重大项目的专家组成员或组长,本人深深感到目前国家非常重视分析仪器的发展!也说明中国科学仪器(特别是分析仪器)的春天真正到来了!我们应该感到高兴、自豪!检测仪器大发展,这就是我们食品安全检测技术的机遇! (2)特别是我们国家现在非常重视食品安全问题。这些都是机遇!我们应该紧紧抓住机遇!搞好食品安全分析检测工作!,2)挑战:,(1)食物品种多样性,基质复杂,对检测技术的要求高 (2)某些食品污染水平严重,且地区性差异大 (3)快速的检验技术严重不足,灵敏度及特异性较差 (4) 确证技术及检
14、验方法严重制约发展 (5) 多组分检验技术有待发展,特别是复杂体系 (6) 样品前处理装备短缺,是主要分析检测误差来源之一 (7) 检验结果的国际认可不够 以上几方面,已成为制约我国食品监测的瓶颈 !所以,我们要保持清醒头脑!努力为食品安全奋斗!,三、如何评价或挑选食品检测仪器.1、 首先要打破误区:“进口仪器总比国产好”! 多问个为什么?是否“进口仪器总比国产好”?过去;现在;激光拉曼赚钱是基础仪器!、请看重庆市农产品质量监督检验测试中心的工作:目的食品中的微量元素检测仪器的水平比较(选一张PPT)。,Z-5000,TAS-986,2、 打破误区后,还要搞清两个问题: A、评价仪器的角度 从
15、仪器学理论和分析工作的实际来评价; 评价仪器有很多个方面(国外13)需要研究! B、评价仪器的重要性 会评价才会挑选,会挑选,才会使用或用好! 如何评价或挑选食品安全检测仪器? 我归纳为六性(适用性、可靠性、智能性、经济性、美学性、工艺性)。下面稍作说明:,1) 适用性:原则:满足使用要求,不必柯求!如:从分析误差和仪器学来看,紫外吸收仪器的SL为0.05%时,可满足全世界所有使用者的要求!百万分之几、千万分之几使用豪无意义! 、不要大材小用75用不上;离心机;HPLC;某大学研究生用高档AAS;常规分析用高档UVS;高档UVS只用VIS!浪费!、满足误差要求:(但包括SL、N、BF、SBW;
16、特浓、特量、检测限等)。 食品检测的宗旨-准确数据!。、如何保证适用性作样、调研用户、看看,2)可靠性:两种定义。PA(根本)、故障、售后服务(承包、上门、)、SD。UVS为例:中国普析通用公司1901的可靠性与国外的UVS可靠性比较:PA:与日本所有UVS相同(0.002A,0.004A;0.3%T); N : 0.0004A,优于日本3101PC、 2450PC、2550PC等,与Lambda950、Cary6000接近。Dr:0.0004A/h,与Shimadzu UV-2450PC、UV-2550PC、UV-3101PC相同。但我国售后服务优秀。免费电话。我的朋友告诉我,某某医学院的一位博士讲:“日本XX公司宣传很好。但我们买他们的紫外,安装时,要求作指标,不肯。一直坚持不作指标。并说,我们XX公司的仪器就是好,你相信就用,不相信就不用。”该博士问他“你是中国人还是日本人?你充其量不过是日本人的一只走狗”!,