第13章 原子光譜在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用

作者：何洪巨、武彥文、高蘋

13.1概述

“民以食為天，食以安為先”。食品是人類zui基本的生活資料，為人類提供維持生命和身體健康的營(yíng)養(yǎng)與能量。因此，食品的品質(zhì)直接關(guān)系到人類生存與生活的質(zhì)量。為了保證食品的營(yíng)養(yǎng)與安全，必須對(duì)食品的品質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

食品按照種類可劃分為谷類、薯類、淀粉類、豆類、蔬菜、水果類、畜禽類、肉類、乳、蛋類、菌藻與魚蝦蟹貝類、堅(jiān)果、種子、油脂與調(diào)味品類^[1]。食品中含有元素50多種，其中碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）是構(gòu)成食品中水分和有機(jī)物的基本元素。除此之外，其他的元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)元素，這些元素從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度可分為常量元素和微量元素兩類。常量元素包括鉀（K）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）、磷（P）、氯（Cl）7種，它們?cè)谌梭w內(nèi)的含量一般大于體重的0.01%，每日膳食需要量在100 mg以上。另一類是微量元素，它們?cè)诖x上同樣重要，但含量相對(duì)較少。微量元素按照生物學(xué)在體內(nèi)的含量小于0.01%，每日膳食需要量以微克至毫克計(jì)。根據(jù)FAO/WHO組織的專家委員會(huì)在1995年重新界定的必需微量元素的定義，認(rèn)為維持正常人體生命活動(dòng)*的必需微量元素共有10種，即鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）、鈷（Co）、鉬（Mo）、硒（Se）、鉻（Cr）、碘（I）、氟（F）；人體可能必需的微量元素有4種，即硅（Si）、硼（B）、釩（V）和鎳（Ni）；具有潛在的毒性但在低劑量時(shí)可能具有功能作用的微量元素有7種，包括鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鋁（Al）、鋰（Li）、錫（Sn）。目前7種有毒元素尚未證實(shí)對(duì)人體具有生理功能，但其中部分元素只需極小的劑量即可導(dǎo)致人類機(jī)體呈毒性反應(yīng)，而且這類元素容易在人體內(nèi)蓄積，且半衰期都很長(zhǎng)。隨著有毒元素蓄積量的增加，機(jī)體會(huì)出現(xiàn)各種中毒反應(yīng)，如致癌、致畸甚至死亡。因此，必須嚴(yán)格控制這類元素在食品中的含量^[2]。

此外，微量元素的需求量也必須嚴(yán)格控制在一定濃度范圍內(nèi)，只要在這個(gè)特定范圍內(nèi)才能維持人體組織結(jié)構(gòu)的正常功能，當(dāng)其濃度低于這個(gè)范圍時(shí)，組織功能就會(huì)減弱或不健全，甚至?xí)艿綋p害；當(dāng)其濃度高于這個(gè)范圍，則可能引起不同程度的毒性反應(yīng)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致死亡。不同微量元素的濃度范圍不同，有些元素比較寬，有些元素卻很窄，例如硒的正常需要量和中毒量之間相差不到10倍。人體對(duì)硒的每日安全攝入量為50~200 μg，如低于50 μg會(huì)導(dǎo)致心肌炎、克山病等，并誘發(fā)免疫功能低下和老年性白內(nèi)障；但如果攝入量在200~1000 μg之間則會(huì)導(dǎo)致中毒；如果每日攝入量超過(guò)1 mg則可導(dǎo)致死亡。另外，微量元素的功能形式、化學(xué)價(jià)態(tài)與化學(xué)形態(tài)也非常重要，例如鉻，Cr(Ⅵ)對(duì)人體的毒害很大，而適量的Cr(Ⅲ)對(duì)人體則是有益的^[3]。

通常，食品中的礦物質(zhì)元素主要來(lái)自以下幾種途徑：（1）食品本身天然存在礦物質(zhì)元素，由地質(zhì)、地理、生物種類、品種等自然條件決定。（2）食品生產(chǎn)中人為添加的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、食品添加劑等所引入的微量元素。（3）在食品生產(chǎn)、加工、包裝、儲(chǔ)存過(guò)程中使用各種人工合成化學(xué)品和新材料引入食品內(nèi)的微量元素。（4）環(huán)境包括土壤、空氣、水源污染，以及農(nóng)藥、化肥的過(guò)量使用，通過(guò)生物鏈在動(dòng)、植物體內(nèi)富集的有毒元素^[4]。