多种测汞方法在食品检测中的研究进展

◎ 杨 艳，廉子明

（黔南民族师范学院 化学化工学院，贵州 都匀 558000）

汞元素及其化合物具有高毒性，研究食品中汞的测定方法具有重要的现实意义。我国对食品中的汞有明确限量标准[1-3]：蔬果、乳制品≤0.01 mg·kg-1，粮食≤0.02 mg·kg-1，肉蛋类≤0.05 mg·kg-1，食用菌≤0.1 mg·kg-1，水产品≤0.5 mg·kg-1。同时，我国国家标准《食品中总汞及有机汞的测定》[4]中规定了食品中总汞及甲基汞的测定方法，常用的有原子荧光光谱分析法、冷原子吸收光谱法、液相色谱-原子荧光光谱联用法等。对食品中多种测汞方法的研究将有助于相关从业人员进行合理选择。

1 食品中汞的检测方法

1.1 常用光谱法

1.1.1 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法（AFS法）的工作原理是在酸性介质中，汞被KBH4或NaBH4还原成原子态载入原子化器中[5]，在汞空心阴极灯的照射下被激发至高能态，当再次回到基态时发射出特征波长的荧光，测得的荧光强度与汞含量成正比，与标准系列比较定量。汤燕[6]对茶叶样品采用干法、湿法和微波消解法3种不同的消解方法进行预处理，基于不同预处理方式对原子荧光光谱法进行数据总结，测定结果显示，微波消解法的汞损失量最低，测得汞含量为0.025 mg·kg-1。因此，选择AFS法的预处理方式尤为重要。陈晓妹[7]测定水中的痕量汞时，检出限可达0.015 8 μg·L-1，RSD=0.91%。说明其灵敏度好，精密度高，适合对痕量汞进行检验。

AFS法在检验各种海产品、农产品时均有应用。汪娌娜等[8]人采用原子荧光光谱法测定了海产品中的汞，董娜[9]测定了大米中的汞，张艳等[10]人测定了食用玫瑰中的各种重金属元素。此法具有发射谱线简单、线性范围较宽、干扰较少等优点，故应用广泛。但此类方法在测定时其预处理过程略微繁琐，同时易导致汞损失和对环境造成污染。此外，AFS法测定过程中硼氢化物的使用促进了过量H的形成，可能导致光谱干扰[11]。

1.1.2 原子吸收光谱法

（1）冷原子吸收光谱法。此方法基于汞的挥发性进行改进，其原理是先对样品进行酸消解[12]，将汞转化成Hg2+，在强酸性条件下将其还原成元素汞，汽化为汞蒸气后吹入测定装置，在波长253.7 nm的共振线下进行吸收值测定，在其线性范围内，测定数值与汞含量成正比，外标法定量。

氯化亚锡试剂用量大，配制浓盐酸操作繁杂，易对环境造成污染。谭洪涛[13]使用硼氢化钾作还原剂代替传统的氯化亚锡，在汞加入量相同时，使用硼氢化钾所测得的吸收值更大（平均值大约提高10），其灵敏度得到了优化，检出限为0.13 μg·L-1，当允许误差≤±5%时，在含0.1 μg·L-1Hg2+的标准溶液中，SO42-、SO32-、K+、Na+、Mg2+、Cl-、Ca2+、Zn2+、Fe3+、As3+、Mn2+、I-均不干扰测定；对乳制品、青菜、鲫鱼测定的相对标准偏差维持在3.2%～4.3%。因此，冷原子吸收光谱法在选择性、灵敏度和准确性上均符合食品级国家标准，但其所用仪器和装置较为特殊和昂贵。

（2）直接汞分析法。此法是目前提出的测定复杂基体中痕量汞的较好方法之一。该设备可用于固体和液体样品的分析，不需要任何预处理。样品热分解后将汞氧化，再进行金汞齐反应，加热释放汞蒸气进行测定[14]。直接存储器存取的化学分析的效率依赖于被处理样品的同质性。通常，校准曲线需要使用标准物质建立，但最终也可以通过外部校准技术来完成。李艳丽等[15]人的研究表明，此方法在200 ng·L-1的浓度内均具有相关性良好的线性关系，最低检出限为0.218 μg·kg-1；在测定食用菌时RSD≤5.56%，回收率为93.3%～106.5%。说明测汞仪取样量少，但回收率高，无需进行前处理，且能够减少污染，降低人为误差的同时提升分析效率，方便快捷，便于推广。于趁等[16]人采用直接测汞仪以山楂、金银花、白芍、中槐提取物4种中药作为测定对象，也得到了较为满意的测定结果，反映了此方法的广泛适用性。

直接测汞仪法与冷原子吸收光谱法（CV-AAS）同属于原子吸收光谱法，CV-AAS是国家标准方法，但由于仪器和装置的特殊性，易为测定带来不便。直接测汞仪法可将人工步骤的预处理与仪器测定步骤相结合，其操作更为简便。另外，也可将直接测汞仪法作为对比的检测方法，通过检测结果的对比来检验新的测汞方法是否具有良好的检出限、精密度及准确度。

1.1.3 原子发射光谱法

对于汞的分析不只单一采用原子发射光谱法（AES），而是电感耦合等离子体（ICP）与原子发射光谱相联合使用（ICP-AES）。ICP-AES以等离子体为光源，将样品雾化后进入等离子体通道再被原子化，发出特征元素波长的光，通过分光系统检测特征谱线判定样品中是否有该特征元素，并分析该元素的含量[17]。

牛建兵等[18]对罐头食品中的汞进行检测，得到最低检出限为0.08 μg·kg-1，回收率94.6%，RSD=4.8%，灵敏度和准确性均能达到食品级别标准。曹灿[19]采用ICP-AES方法，确定了蔬菜中的5种重金属的含量。李刚[20]通过微波消解预处理和ICP-AES测定搭配的方法，测定了植物样品中11个微量元素的量值。由此可知，ICP-AES对于多种金属元素的测定，具有明显优势。说明此方法适用于检测食品多种有害的重金属元素，其应用范围也可拓展到测量食物中的营养元素含量的高低。

1.2 光谱与质谱联用法

利用电感耦合等离子体与质谱联用（ICP-MS）也常用来检测食品中汞的含量。陈慧等[21]在测定进口饮料中的汞时，采用ICP-MS测得汞最低检出限为0.004 μg·kg-1，线性系数 在0.999 4以 上，线 性 关 系良好。杨立学等[22]人在测定婴幼儿食品时，先采用微波消解法前处理，再用ICP-MS进行后续测定。样品加标回收率为87.5%～93.7%，最低检出限为0.002 5 mg·kg-1，线性系数可达到0.999 0。由此可见ICP-MS的可信度和检测限在多种测汞方法中处于较优地位。王欣美等[23]人对英国食品分析水平评估计划（FAPAS）组织的罐装鱼的5种元素进行检测，得到的数据与参考值吻合，从而验证了此方法的高度准确性。马玲等[24]人对香辛料中的11种元素进行检测，发现包括汞在内的多种元素的加标回收率为93.1%～96.7%，RSD为0.3%～3.6%，说明ICP-MS测定元素覆盖范围广且干扰少，准确度精密度良好，适合对多种元素同时测定，但检测成本相对偏高。

1.3 其他方法

1.3.1 分光光度法

分光光度法测定汞的常用显色剂为双硫腙，但食品中的汞含量往往较低，传统双硫腙显色剂有时不能达到要求。邻羧基苯基重氮氨基偶氮苯与汞在pH约为10的硼砂溶液中能产生红色的络合物，因此可作为分光光度法的显色试剂。李秀华等[25]对动物饲料样品先碳化再灰化，冷却后用硝酸溶解并加热至近于干燥，再加硝酸溶解。过滤后的滤液通过汞离子富集柱富集洗脱并调节pH=7.0（目的是排除其他金属离子的干扰，例如钙镁离子），后续加入硼砂缓冲液、Triton X-100和显色剂，测定回收率为97%～101%，与原子吸收法同步测量，得出的结果误差较小（不超过0.02 μg·g-1），因此其准确度和灵敏度均合格。此方法产生的络合物较为稳定，反应在室温下即可进行，灵敏度和准确度高，操作简单，成本低廉。

1.3.2 纳米银的应用方法

纳米银具有很好的稳定性，但这种方法在测汞技术中应用并不常见。任艺[26]制备了几种粒径均匀分散的球形纳米银粒子，用紫外-可见吸收光谱表征出灵敏度最高的纳米银粒子（平均粒径为3.9 nm）进行实验；在标准溶液中最低检测限可达0.7 μg·L-1。对几种蔬菜样品采用酸消解，RSD为7.5%～8.3%，加标回收率为97.25%～100.63%，在钙镁离子存在时依然对汞离子具有高选择性，同理也可推广到其他食品测量中。此法准确性和精确度较高，但其原材料的制备略显繁琐，且为了保证方法较高的灵敏度，需将纳米银粒径尽量做的很小，故目前未得到较大推广。此种方法尚未完全成熟，要得到应用仍需进一步改善优化。

1.3.3 荧光探针法

荧光探针法因其设备简单、操作简便，而广泛应用于分析检测中，通过改变荧光分子来达到不同的分析检测目的。此种方法较为适用于水中的离子检测，但对食品样品进行消解后依然适用。石吉勇等[27]人对CQDs和CuNCs进行复合制作荧光探针，用于检测螃蟹中的汞离子，回收率为102.5%～105.4%，且经过对比该比率型复合体系相比于单发射荧光检测具有更高准确性和稳定性。此法可达到最低检测限为2.83 nmol·L-1，具有较高的灵敏度，且对于十几种常见的金属离子均不产生相互作用，选择性很好。但对于海鲜产品，测定汞离子的研究意义不如同时测定甲基汞和汞离子的含量。荧光探针法应该更多的应用到对蔬菜、谷物、奶制品等的检测中。

1.4 其他联用法

1.4.1 液相色谱-原子荧光光谱联用法

此联用方法一般用于对不同形态的汞进行分离测量，在水产品中应用范围更为广泛。孙蕾等[28]使用HPLC-AFS测得无机汞、甲基汞、乙基汞的检出限分别为20 μg·kg-1、5 μg·k-1g和10 μg·kg-1。使用盐酸混合提取液提取狗鱼样品中的无机汞、甲基汞和乙基汞，色谱柱分离汞的不同形态，测得回收率为88.2%～101.3%，RSD=1.5%～2.8%，表明该方法准确度较好。液相色谱预处理简单，分析快速且对不同形态的汞分离效果较好。

樊祥等[29]人测定水产品的汞化合物，在浓度为1.0～20.0 μg·L-1，相关系数为0.999，无机汞和乙基汞检出限均为0.009 mg·kg-1、甲基汞检出限为0.006 mg·kg-1。后续测定了黄花鱼中的3种形态的汞含量，无机汞由于易挥发的物理性质，其相对标准偏差略大于有机汞。此外还测定了FAPAS质控样品蟹肉罐头T07231QC中不同形态汞的含量，仅检出甲基汞，对比其证书中的甲基汞标准测定值，误差仅为10 μg·kg-1，从而验证了此方法的准确性。

液相色谱-原子荧光光谱联用法同普通原子吸收光谱（AAS）相比，其更加适用于不同形态汞含量的测定，而不是对单一元素进行分析。有机汞和无机汞的毒性差别很大，不同物质含相同浓度的汞元素，毒性差别却未必相同，因此，对于有机汞含量较高的食品（大部分为水产品）进行检测尤为重要。

1.4.2 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用法

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用法（ICP-MS）可快速精确的检测多种元素，与HPLC联用后可检测不同形态的同种元素。李吉龙等[30]人以鱼松为样品（其中汞的主要存在形态为甲基汞，约占总含量的50%以上），将鱼松湿法消解制成样液，进行高效液相色谱分离，再用ICP-MS测定样品中的甲基汞。测得检出限为1 μg·kg-1，回收率为85.0%～108.5%，RSD≤8.0%，灵敏度和准确度高。贾彦博等[31]人也采用此方法测定东海乌参中的二价汞、甲基汞、乙基汞和苯基汞，得到的结果较好。此方法适用于不同形态的汞含量的分析，在水产品中的应用尤为广泛。

2 结语

在食品样品中汞的测定中，定量步骤并不复杂。但由于汞及其化合物的挥发性，在预处理过程中要保证溶出率和挥发率在正常范围内，故样品制备步骤非常关键。因此，应进一步研究各种可能含有汞元素的食物基质，以确保对不同样品进行测定时选取最适宜的预处理方法。

光谱法检测食品中的汞是目前最常用和普遍的方法，随着科技的发展得到了推广和使用，同时也衍生出了许多新型的联用方法，大多基于现有基本方法进行改造和优化，其核心往往是AAS或AFS。原子光谱法具有良好的推广范围和检测能力，相信在不久的将来会有更多优秀的联用方法出现。

一些经典的方法例如分光光度法，依靠其简单的原理和显色剂的廉价易得，在当今依然在使用，随着新型的显色剂的涌现使得其焕发出新的光彩。此外，虽然纳米技术基于分子光谱法的测定手段并不常见，但是也为间接测汞方法提供了思路，意味着检测者不仅可以使用显色法这种常规方法来间接测定，利用发散思维往往能够得到更多的收获。此外，荧光探针法中使用的试剂可以复合再使用，或者可以开发新的荧光分子用于前沿的检测，具有研究意义。

汞对于生存环境和人类健康的危害巨大，因此，有必要将安全监管体系与防止污染联合起来，加强食品品质和环境安全，完善汞的检测技术，分析各类样品的预处理方法及食品中汞的检测技术，对保障食品安全具有重要意义。