藻类食品中重金属、总砷、无机砷的含量.pptx

藻类食品中重金属、总砷、无机砷的含量,孔庆龙,摘要：测定了18种在西班牙出售的藻类食品中总砷、无机砷、铅、镉、汞的含量。通过评价其分析特性，确认了这种分析方法模型的适用性。每种污染物的浓度范围用mg/kg干重表示，例如：总砷，2.3-141；无机砷，0.15-88；铅，0.05-1.33；镉，0.03-1.9；汞，0.004-0.04。对目前在市场上出售的藻类食品中的无机砷的含量和毒理学进行更全面的研究是非常又必要的，这可能作为引进特殊销售限制的基础。,前言：近年来，藻类食品的需求量在迅速增长，人们对藻类食品的了解也越来越多。藻类作为一种健康食品有以下特点：高蛋白含量，沿海滩涂甘紫菜和红海藻的蛋白含量几乎和大豆相同；氨基酸组成与豆科植物和鸡蛋相似；占产品总量的33-50%的高膳食纤维；高含量的矿物质（钙、钾、钠、铁、碘、镁、磷）和维生素（A、B1、B2、C、叶酸）。此外，许多食用藻类还有医学性能（艾滋病的抗体、抗癌抗菌素活性）。但是，藻类不仅能生物富集有益元素，也同样能富集有害元素，比如某些重金属和砷。因此，为了评价食用藻类及其衍生出来的营养补充剂的安全性，量化其所含的污染物（重金属和神）的量是很有必要的。本次试验采用盐酸溶解样品，有机溶剂抽提法确定藻类食品中的污染物含量。,材料和方法：1、设备：铂金埃-尔默水平交流电塞曼原子吸收分光仪；横向加热石磨雾化喷嘴；全自动AS-800自动进样器；热解石磨涂层管；Lvov综合平台；装备自动进样器（PEAS-90）和流动注射系统（PEFIAS-400）的原子吸收分光光谱仪；流动蒸汽发生原子荧光光谱仪；家用微波炉；马弗炉；机械除尘器；离心机。,2、试剂：去离子水（18Mcm）；4价砷、铅、镉、汞的商用标准溶液（1000mg/L）；NaBH4溶液；2%m/vSnCl2溶液；H2PO4NH4；Mg（NO3）2；HNO3；HCl；NaOH；系统改良剂,3、采样和制备：在本研究中，用于分析的18种样品来自褐藻（12种）红藻（4种）绿藻（2种），都是在商店中买到。还包括以下的衍生产品：裙带菜和海带，分别通过干燥和烹饪褐藻中的Undariapinnatifida和Laminariajaponica得到；羊栖菜和海带，通过干燥新鲜藻类获得；海苔和紫菜分别通过干燥和烘烤新鲜红藻Porphyrasp.得到；红皮藻通过干燥红藻Palmariapalmata得到；AO-nori通过干燥绿藻Ulvapertusa获得。它们被磨碎机磨碎，在4下储藏直到分析。,总砷的测定：0.25g样品灰分处理后，用硝酸(5mLof50%v/v)溶解（20%m/vMgNO3+2%m/vMgO），蒸发到干燥，并逐渐加热到450到矿化。灰分被溶解在6mol/L的盐酸中并被还原（5%m/v抗坏血酸+5%m/vKI）。通过流动注射氢化物产生原子吸收光谱法测定砷含量的分析条件是：样品环，0.5mL；还原剂，0.2%(m/v)NaBH4溶解在0.05%(m/v)流速为5mL/min的NaOH中；流速为10mL/min10%(v/v)的盐酸溶液；流速为100mL/min的载气氩；波长，193.7nm；光栅宽，0.7nm；无极放电灯系统2个；电流设置，400mA；电池温度，900。,无机砷的测定：0.5g样品加入到4.1mL水和18.4mL浓盐酸中。混合物放置过夜。然后加入还原剂（1mL1.5%m/v的肼硫酸盐溶液和2mLHBr），并搅拌30秒。然后加入10mLCHCl3震荡3分钟后2000转离心5分钟，这时氯仿相被分离。提取过程要在重复一遍，氯仿相收集过滤。加入10mL1mol/L的HCl震荡10分钟后氯仿相的无机砷被提取出来。通过2000转的离心能使2相分离，水相被载气推进大烧杯中。这个过程要再重复一次，提取出的部分相融合。提取相中的无机砷含量由以下方法确定：2.5mL的灰分辅助悬浮液和10mL浓硝酸被加入到提取相中，干燥灰分，在以前面总砷测定的条件下用通过流动注射氢化物产生原子吸收光谱法进行定量分析。,铅和镉的测定：0.20g样品放入高压聚乙烯（四氟乙烯）容器中。加入2mL65%的HNO3和1mL35%的H2O2。将容器用螺旋盖密封，放入微波炉中加热。样品的辐射量设定为每分钟3转700w。硝化后将容器在冰浴中冷却。将溶液过滤并用水稀释到50mL。石磨炉原子吸收光谱法定量铅和镉使用标准添加方法。石墨炉采用的条件见表一。,汞的测定：0.20g样品加入高压聚乙烯容器中。加入2mL65%的HNO3和1mL35%的H2O2。将容器用螺旋盖密封，放入微波炉中加热。样品的辐射量设定为每分钟3转700w。硝化后将容器在冰浴中冷却。将溶液过滤并用水稀释到25mL，放置12小时消除氩气。通过连续蒸汽发生原子荧光光普分析汞含量的实验条件为：还原剂，2%m/v的SnCl2溶解在流速为4.5mL/min的15%v/v的HCl中；流速为9mL/min的5%v/v的HCl；载气氩流速0.3L/min；保护气氩流速0.3L/min；干燥气，空气，流速2.5L/min；特殊汞灯；固定的254nm滤光镜。,结果与讨论：所采用的每一种方法的适用性都是通过评价他们的分析特性来进行检验（检测限、精密度、精确度）。这种用来测定铅、镉、汞和砷的方法的分析特征在表2中。得到的结果是令人满意的，并且证明用这种方法对藻类商业样品中污染的定量分析是可能的。表3显示了所分析的每种样品中总砷、无机砷、铅、镉、和汞的含量（3次独立实验的均值）。每个样品所属的种类连同学名和商业名一起给出。,表2：用来测量藻类中总砷、无机砷、铅、镉、汞的方法的分析特征,表3：藻类中的总砷、无机砷、铅、镉、汞的含量,1、总砷：我们发现总砷的含量在一个很大的浓度范围内（2.3-141mg/kg干重）。最高的检测值出现在一种褐藻产品中，H.fusiforme属中的羊栖菜，出现了最高的结果（115-141mg/kg干重）。在羊栖菜之后是F.vesiculosus样本（50mg/kg干重）和海白菜样本（L.japonica：47-53mg/kg干重）。其余的褐藻产品表现出较低的含量：裙带菜（U.pinnatifida）32-42mg/kg干重；海带（Eiseniabicyclis）23.8-30mg/kg干重。大体上，分析显示红藻总砷含量30mg/kg干重。P.tenera中的砷浓度与褐藻中发现的相似（23.7-30mg/kg干重）然而P.palmata的含量低得多（7.56mg/kg干重）。在所有藻类分析中，绿藻样品的含量最低（2.3-5.17mg/kg干重）。每天摄入3g藻类，认为总砷摄入量为7-423g/天；当每天的藻类摄入量为12g时，认为总砷摄入量是29-1763g/天。,2、无机砷：所发现的无机砷的含量范围是0.15-88mg/kg干重。大部分的样品分析显示无机砷的含量1mg/kg（0.15-0.57mg/kg干重）。然而，从褐藻中衍生出来的产品H.fusiforme有很高的无机砷含量（83-88mg/kg干重），在样品总砷总占到60-72%。结果还显示了在H.fusiforme中总砷含量范围是50-70%在丝状海带中为28-63%。在西班牙食用藻类是允许销售的，而不用考虑总砷或无机砷。在欧洲和世界的其他国家情况就很不同了，在无机砷含量的基础上砷含量被限制。在法国和美国法律允许的无机砷最大含量是3mg/kg干重，在新西兰和澳大利亚限制低到1mg/kg干重。这些数值超过了所分析的3种H.fusiforme样品，因此它们不能在上述国家销售。因此，来自布列塔尼、中国、冰岛、日本和西班牙的藻类食品因为无机砷含量3mg/kg干重而被撤出法国市场。因为西班牙缺少立法这一点，意味着其产品可能会被拒接进入到其他有立法的国家的市场。,3、铅：由褐藻衍生出来的产品L.japonica和U.pinnatifida的铅含量低于所使用方法的检测限（0.05mg/kg干重）。在其他样品中，铅含量的范围是0.15-1.33mg/kg干重。最低含量在由褐藻E.bicyclis获得的3个arame样品中发现（0.15-0.19mg/kg干重），最高含量从绿藻Enteromorphasp.的产品绿海苔中发现。由H.fusiforme制作的产品中的含量比其它褐藻产品高0.53-0.89mg/kg干重。红藻产品中铅含量范围是0.289-1.1mg/kg干重。各样品含铅量的差别并不很明显，不能说明某种特定的藻类有更高的含铅量：绿藻，0.93-1.33mg/kg干重；红藻，0.289-1.1mg/kg干重；褐藻，0.05-0.89mg/kg干重。这次试验中所分析的样品的铅含量没有超过法律所规定的含量，例如法国法律规定铅浓度小于5mg/kg干重。关于摄入量评估，假设每天摄入3g本次试验中发现的最大污染物含量的样品（1.3mg/kg干重），铅摄入量只是世界卫生组织确定的日最大允许摄入量的2%（68kg成人每天摄入0.24mg铅）。如果考虑最大摄入量（12g/天）也没有超过日最大允许摄入量。,4、镉：本次试验中发现的镉浓度范围在0.03-1.9mg/kg干重。发现绿藻中的浓度最低。试验中2种裙带菜样本有最高的镉浓度（1.5-1.9mg/kg干重），接下来是由H.fusiforme制作的产品（1.0-1.46mg/kg干重），E.bicyclis（0.67-0.75mg/kg干重），Atlanticdulse（0.70mg/kg干重）。同砷一样，镉含量在褐藻中含量最高（0.13-1.9mg/kg干重），其次是红藻（0.18-0.70mg/kg干重），最后是绿藻（0.03-0.18mg/kg干重）。在所分析的10种样品中，镉含量高于现行法律所允许的含量，例如法国，规定镉浓度小于0.5mg/kg干重，澳大利亚的14个样品超过了0.2mg/kg干重的限制。就污染物摄入的最坏情况来说，最高镉浓度1.9mg/kg干重，每天摄入3g这种藻类，意味着每天摄入0.006mg镉。这只是世界卫生组织确定的量的8%（68kg的成人每天摄入0.068mg镉）。如果考虑每天消耗12g，镉的摄入量是每日最大摄入量的34%。,5、汞：分析的藻类产品中汞含量范围是4-42g/kg干重。样品nori（P.tenera）汞浓度最低，样品arame（E.bicyclis）汞浓度最高。褐藻中的含量（12-42g/kg干重）高于红藻（4-14g/kg干重）和绿藻（18-20.6g/kg干重）。这些含量低于前人的测量结果，并低于法国规定的最大允许量（0.1mg/kg干重）。每天摄入最高含汞量的藻类3g或12g意味着分别低于世界卫生组织推荐的每日最大摄入量500和100倍（68kg成人每日摄入0.049mg汞）。,结论：有关藻类食品分析的有效数据显示了镉和无机砷的含量超过了已经颁布的关于藻类食品的一些法律的规定限值。无机砷含量最高的是H.fusiforme，比其他所分析的食用藻类高出很多，这表明对藻类中无机砷的毒理学意义需要进行更深入，更有针对性的研究，这可能引起对藻类食品销售的特殊限制。,