食品中有害元素的测定之镉（一） 测定正常环境状态下

一、食品素镉对食品的中有之镉污染

镉是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，害元一般含量很低，测定正常环境状态下，食品素不会污染食品而影响人体健康。中有之镉但近年来重金属污染引起人们的害元广泛关注。发生在日本的测定“骨痛病”就是当地居民长期食用镉超标的大米所致。

食品中镉的食品素来源主要有：①工业污染：镉在工业上的用途广泛，是中有之镉生产不锈钢、雷达、害元电视荧光屏的测定原料；还是制造原子核反应堆控制棒的材料之一；电镀生产耗镉量占总量的50％。镉污染源主要来自于工业三废如铅矿冶炼产生的食品素废弃物、电镀镉排放的中有之镉废液等。据统计，害元全世界每年向环境中释放的镉达30000吨左右，其中82％～94％的镉会进入到土壤中，可通过作物根系的吸收进入植物性食品，由此造成农作物受污染，并通过饮水与饲料移行到动物，使畜禽类食品中含有镉。②食品容器及包装材料的污染：镉是合金、釉彩、颜料和电镀层的组成成分，由这些材料制成的食品容器具，可在盛放食品特别是酸性食品时移到食品中。③施肥的污染：有些肥料如磷肥镉的含量较高，在使用过程中可造成作物的污染。

二、食品中镉的毒性与危害

当食品中镉的含量较高时，镉可通过食物进入人体，镉的生物半衰期长，排泄缓慢，少量的镉持续进入体内可因长期积累对组织器官造成损伤。进入人体的镉，在体内形成镉硫蛋白，蓄积于肾、肝中，其潜伏期可长达10～30年。其中，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的中心。其他脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。镉在体内可与含羟基、氨基、硫基的蛋白质分子结合，使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。由于镉损伤肾小管，还容易出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状。特别是使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形、周身疼痛等一系列症状，引起慢性中毒，即“骨痛病”。

三、食品中镉的限量标准

中国食品中镉限量卫生标准见《GB 2762-2017 食品安全国家标准 食品中污染物限量》。

四、食品中镉测定的方法

(一)原子吸收光谱法——碘化钾-4-甲基戊酮-2法

1、原理

试样经处理后，在酸性溶液中镉离子与碘离子形成络合物，并经4-甲基戊酮-2萃取分离，导入原子吸收仪中，原子化以后，吸收228.8nm共振线，其吸收量与镉含量成正比，与标准系列比较定量。

2、试剂

①4-甲基戊酮-2(MIBK，又名甲基异丁酮)。

②磷酸(1+10)。

③盐酸(1+11)：量取10mL盐酸加到适量水中再稀释至120mL。

④盐酸(5+7)：量取50mL盐酸加到适量水中再稀释至120mL。

⑤混合酸：硝酸与高氯酸按3+1混合。

⑥硫酸(1+1)。

⑦碘化钾溶液(250g/L)。

⑧镉标准溶液：准确称取1.0000g金属镉(99.99％)，溶于20mL盐酸(5+7)中，加入2滴硝酸后，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。贮于聚乙烯瓶中。此溶液每毫升相当于1.0mg镉。

⑨镉标准使用液：吸取10.0mL镉标准溶液，置于100mL容量瓶中，以盐酸(1+11)稀释至刻度，混匀，如此多次稀释至每毫升相当于0.20μLg镉。

3、仪器

原子吸收分光光度计。

4、分析步骤

(1)试样处理

①谷类：去除其中杂物及尘土，必要时除去外壳，磨碎，过40目筛，混匀。称取约5.OOg～10.00g置于50mL瓷坩埚中，小火碳化至无烟后移人马弗炉中，500⁰C±25⁰C灰化约8h后，取出坩埚，放冷后再加入少量混合酸，小火加热，不使干涸，必要时加少许混合酸，如此反复处理，直至残渣中无碳粒，待坩埚稍冷，加10mL盐酸(1+11)，溶解残渣并移入50mL容量瓶中，再用盐酸(1+11)反复洗涤坩埚，洗液并入容量瓶中，并稀释至刻度，混匀备用。

取与试样处理相同量的混合酸和盐酸(1+1 1)按同一操作方法做试剂空白试验。

②蔬菜、瓜果及豆类：取可食部分洗净晾干，充分切碎或打碎混匀。称取10.00g～20.00g置于瓷坩埚中，加1mL磷酸(1+10)，小火碳化，以下按①自“至无烟后移入马弗炉中……”起依法操作。

③禽、蛋、水产及乳制品：取可食部分充分混匀。称取5.00g～10.00g置于瓷坩埚中，小火炭化，以下按①自“至无烟后移入马弗炉中……”起依法操作。

乳类经混匀后，量取50mL，置于瓷坩埚中，加1mL磷酸(1+10)，在水浴上蒸干，再小火炭化，以下按①自“至无烟后移入马弗炉中……”起依法操作。

(2)萃取分离

吸取25mL(或全量)上述制备的样液及试剂空白液，分别置于125mL分液漏斗中，加10mL硫酸(1+1)，再加10mL水，混匀。吸取0，0.25，0.50，1.50，2.50，3.50，5.00mL镉标准使用液(相当于0，0.05，0.1，0.3，0.5，0.7，1.0μg镉)，分别置于125mL分液漏斗中，各加盐酸(1+11)至25mL，再加10mL硫酸(1+1)及10mL水，混匀。于试样溶液、试剂空白液及镉标准溶液中各加10mL碘化钾溶液250g/L，混匀，静置5min，再各加lOmL的MIBK，振摇2min，静置分层约0.5h，弃去下层水相，以少许脱脂棉塞入分液漏斗下颈部，将MIBK层经脱脂棉滤至10mL具塞试管中，备用。

(3)测定

将有机相导入火焰原子化器进行测定，测定参考条件：灯电流6mA～7mA，波长228.8nm，狭缝0.15nm～0.2nm，空气流量5L/min，氘灯背景校正(也可根据仪器型号，调至最佳条件)，以镉含量对应浓度吸光度，绘制标准曲线或计算直线回归方程，试样吸收值与曲线比较或代入方程求出含量。

参考资料：食品中有毒有害物质检测

相关链接：食品，镉，碘化钾

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