食品中重金属砷的危害及其检测方法

侯双迪，王鑫，邵娟娟，苑宁，魏月，贾丽娜

食品中重金属砷的危害及其检测方法

侯双迪，*王鑫，邵娟娟，苑宁，魏月，贾丽娜

（河北农业大学理工学院，河北沧州061100）

近年来，我国食品中砷污染事件频繁发生，严重影响人们的生命健康。因此，以食品安全的角度看食品中砷含量的检测是非常重要的任务。就食品中重金属砷的来源、危害及其检测方法进行阐述。

食品安全；砷；危害性；检测方法

0 引言

“民以食为天，食以安为先”，关注食品安全就是关注我们的生命安全。危害食品安全的因素有许多方面，其中重金属砷对食品安全的威胁非常严重，砷的污染来源也十分广泛。

1 砷的来源及其污染现状

1.1 食品中砷污染的主要来源

（1）自然环境。重金属砷在环境中自然存在，且在不同的自然背景土壤、岩石、沉积物、水和生物都有不同程度的存在，可引发食品砷污染。自然环境中砷的存在导致地方性砷中毒，饮水型砷中毒分布在山西、内蒙古、新疆、宁夏、吉林、四川、安徽、青海、黑龙江、河南、山东等省（区），其中以山西、内蒙古病情为重；燃煤型砷中毒部分在贵州、陕西，其中以贵州分布最为严重。

（2）工业污染。未经处理或处理不合格的废水、废气、废渣带有重金属砷，被排放到环境中。动植物会从水体、土壤、大气中吸收砷，导致食品砷污染[1]。另外，使用砷的化学试剂或者生产工厂，工人接触有毒砷化物，也会有中毒的风险。

（3）农业污染。农作物被喷洒含有砷的农药，使用含砷的化肥、杀虫剂等会直接造成农作物的砷残留，最终污染食品。

（4）食品加工污染。动物饲料中加入对氨基苯砷酸等作为促生长剂，对动物性食品产生安全威胁；食品加工工具的使用过程中，食品企业未按规定使用含砷杀虫剂、杀鼠剂以及食品添加剂等造成食品的砷污染。

1.2 食品中砷的污染现状

近年来，随着化学工业的发展，有毒砷化物造成环境污染尤为严重，特别是水体污染。多项报告表明食品砷污染的状况。2014年林黎等人[2]在四川省食品抽检中得出食品中总砷平均含量0.03mg/kg，总体超标率为0.24%，其中动物内脏总砷超标率最高达2.10%。安洁等人[3]对我国玉米秸秆颗粒饲料产品中砷含量检测，结果显示其平均值为1.49 mg/kg，接近相关限量标准，污染情况较严重。2013年解魁等人[4]对河南省食品中重金属砷的测定得出，总砷总体超标率为0.12%。因此，希望相关部门能够提出相应的措施，加强各方面的管理，减少食品中砷污染。

2 砷的危害

2.1 砷对食物原料的危害

植物的根部对砷的毒性很敏感[5]。比如农作物水稻，其根部在被砷污染的土壤中生长很容易吸收砷。砷含量高时会抑制根部细胞酶的活性，阻碍其吸收其他营养成分，导致水稻不能正常生长或间接导致食物原料水稻含高浓度砷，对人体健康造成危害。

2.2 砷的毒性及对人体的危害

砷是广泛存在于自然界的类金属元素，常见的砷化合物有三价砷、五价砷和砷化氢。砷化氢和三氧化二砷是毒性较强的化合物，前者与红细胞结合使细胞膜遭到严重破坏，浓度低时造成溶血现象，浓度高时则引起组织器官病变；后者容易和人体细胞中的巯基结合，生成络合物，降低组织细胞中酶的活性，从而影响人体正常的新陈代谢，被砷污染的食物和水经口进入人体内，随着血液分布于全身各处。随砷含量在体内的蓄积，会引起不同程度的砷中毒现象（急性中毒和慢性中毒）。最容易引起的就是对皮肤的损害，表明为逐渐变得干燥、角质化严重、色素沉着异常；食用水中砷含量一旦达到50mg/L时就会引发癌症；砷含量过多时人体的肺脏，以及肾脏、肝脏、神经系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统和消化系统均会受到不同程度的危害[6]。严重者导致消化道受损，出现恶心呕吐、腹部疼痛、神经异常，甚至食道出血、心脏衰竭等病症。

3 砷的检测方法

食品中重金属检测技术有传统检测技术和快速检测技术。虽然传统检测技术存在较多缺点，但新技术的发展离不开其应用与原理。目前，食品中重金属检测用到的方法有原子光谱法、紫外分光光度法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体-质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、试剂比色检验技术、重金属检测试纸法、电极检测技术、酶抑制法、免疫分析法和生物传感器技术（包括大肠杆菌、DNA、蛋白质和核酸适配体生物传感器）[7]等。

3.1 核酸适配体检测技术

核酸适配体是生物传感器技术近年来对食品安全检测的最新方法[8]，可用于粮食、瓜果蔬菜、新鲜奶乳和酒类中金属砷的检测，具有靶分子广、亲和力高、特异性强、筛选周期短、分子质量体积小、方便标记、无免疫原性、组织渗透性好、比抗体作用更强更有优势等诸多特点，能与目标物质高选择性特异结合[9]。比如，Wu Y G等人[10]利用砷核酸适配体在其基板上能够短暂抑制浓度较高的氯化血红素的催化活性，3,5,3'，5'-四甲基联苯胺出现蓝色的阳离子自由基。当有As3+时，砷核酸适配体与As3+结合成配合物，3,5,3'，5'-四甲基联苯胺分子充分地被氧化成黄色二胺产物，吸光度在442 nm处显著增加，从而实现利用比色法检测As3+。食品中还可用DNA核酸适配体、抗体和功能化核酸适配体等检测有害物质，且该方法检出限低。

3.2 微波消解前处理-原子荧光光度法

该方法具有方便快捷用时少、干扰少、精密度高、所用试剂污染性小、成本低、回收率高等优点，适用于测定食品原料（如初级农产品）和水样中砷的含量。其工作原理是：用硝酸和过氧化氢，先将食品原料或水样中的砷在全封闭压力罐下进行微波消解，再利用硼氢化钾的还原性，将砷还原成砷化氢。然后用氩气载体将砷化氢带到石英原子化器中，激发光源为空心阴极灯，受光辐射的影响，砷原子从基态跃迁到激发态，最终回到基态各振动能级时，会产生荧光。在一定范围内，荧光强度越大，砷含量越高且存在正比关系。所以可利用标准曲线进行定量分析。

3.3 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法

二乙基二硫代氨基甲酸银是一种化学物质，在一定条件下与砷化氢反应形成红色产物。作为分光光度法测定食品中砷含量的指示剂。检测时先氧化分解样品中的砷，使其进入溶液之前变成可溶态砷离子。在硫化钾和氯化亚锡存在的状态下，五价砷变成三价砷，三价砷和锌酸反应生成的新生态氢结合还原成砷化氢。然后使砷化氢溶于二乙基二硫代氨基甲酸银溶液，生成红色胶体银，再用分光光度法测定吸光度。

3.4 国家标准检测方法

国标主要针对各类食品中总砷、无机砷的样品测定，包括农产品、水产品、食品添加剂等[12-13]。

GB/T标准检测食品中砷的方法见表1。

表1 GB/T标准检测食品中砷的方法

4 总结与展望

食品安全与人们的健康息息相关，解决食品安全问题是保障人们的日常生活和健康的当务之急。减少食品中砷污染事件的发生势在必行，通过对食品中重金属砷的来源、污染现状、危害及其典型的检测方法做了总结。希望相关部门对于市场上食品的检测监督会更加严格，有更高的要求。食品中重金属砷的检测技术也能向更加高效快捷、精密度高的方向发展。

[1]王明强.食品中砷污染的危害及其防治[J].中国酿造，2008（20）：87-88.

[2]林黎，马梦婷，张誉，等.2014年四川省抽检食品中重金属污染状况分析[J].预防医学情报，2017，33（1）：38-41.

[3]安洁，韩址楠，吴菁，等.玉米秸秆颗粒饲料产品中重金属和真菌毒素含量及限量标准的研究[J].饲料工业，2017，38（3）：33-36.

[4]解魁，李杉，杨丽，等.2013年河南省食品中重金属污染检测分析.[J].现代预防医学，2015，42（4）：4 262-4 264.

[5]田雨，王友海，王学安，等.水稻重金属污染研究进展[J].农业科技通讯，2016（2）：10-12.

[6]黄秋婵，韦友欢，吴颖珍.砷污染对人体健康的危害效应研究[J].微量元素与健康研究，2009，26（4）：65-66.

[7]隋佳辰，代佳宇，王向辉，等.食品中重金属砷检测的研究进展[J].食品与发酵工业，2016，42（5）：290-292.

[8]隋佳辰，于寒松，代佳宇，等.生物传感器检测食品中重金属砷的研究进展[J].食品科学，2017，37（7）：233-238.

[9]隋佳辰.食品中重金属砷核酸适配体筛选、鉴定及应用[D].长春：吉林大学，2016.

[10]Wu YG，WangA FZ，Zhan SS，etal.Regulation of hem in peraxidasc catalytic activity by arsenic-bingdingaptamers for the colorimetric detection of arsenic（Ⅲ）[J].RSC Adavances，2013（3）：256-260.

[11]张君岭.初级农产品中砷的测定技术与污染防治[J].农业与技术，2017，37（3）：22-26.

[12]阿地里江.重金属检测方法与探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2016（11）：26-27.

[13]四川省食品卫生监督检验所.GB/T 5009.11—2003食品中总砷及无机砷的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.◇

Heavy Metal Arsenic Harmfulness in Food and Detection Methods

HOU Shuangdi，*WANG Xin，SHAO Juanjuan，YUAN Ning，WEIYue，JIA Li'na
（College of Science&Technology，Agricultural University of Hebei，Cangzhou，Hebei061100，China）

In the recent years，arsenic contamination in food in our country has occurred frequently，which seriously affects people's life and health.Therefore，detection of arsenic in food is a very important task.In this paaper，the source，harm and detectionmethods of heavymetal arsenic in food are described.

food safety；arsenic；harm fulness；detectionmethods

TS207

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.04.013

1671-9646（2017）04a-0039-02

2017-04-12

侯双迪（1994—），女，在读本科，研究方向为食品安全检测。

*通讯作者：王鑫（1989—），女，硕士，助教，研究方向为食品加工与安全检测。