遼西地區食用魚中重金屬含量的測定及食用安全性評價

顧佳麗

(渤海大學化學化工與食品安全學院，遼寧 錦州 121013)

遼西地區食用魚中重金屬含量的測定及食用安全性評價

顧佳麗

(渤海大學化學化工與食品安全學院，遼寧 錦州 121013)

經微波消解處理樣品，采用石墨爐原子吸收光譜法測定遼西地區常見食用魚中肉、鰓和內臟3個組織器官內Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Zn六種元素的含量。方法相對標準偏差0.54%～2.03%，加標回收率94.0%～110.0%。結果表明：所檢測魚中Fe、Zn、Cu含量較高，Cd、Cr、Pb含量較低；魚內臟和鰓中的重金屬含量高于魚肉；Cr、Zn和Cu的含量均低于國家食品限定量；部分魚樣中Cd和Pb的含量超標，但未超過暫定每周可耐受攝入量。因此遼西地區市售所檢測魚種可食用，但仍有必要降低攝入量。

魚；重金屬；暫定每周可耐受攝入量

魚味道鮮美，且含有豐富的蛋白質、不飽和脂肪酸以及人體必需的維生素和微量元素，是最受人們歡迎的食品之一。但近年來工農業活動，使得海水和河水中含有Cd、Cr、Pb等重金屬。重金屬可分為有毒元素和生命必需元素[1]，如Pb、Cr、Cd等屬于有毒元素，易被魚等生物體吸收和積蓄，成為濃縮毒物的載體，通過食物鏈轉移至人體，長期攝入即使很低濃度也會危害人類健康[2]。生命必需元素包括Fe、Cu、Zn等，是有機體進行正常生理活動必需元素，但如果濃度超過一定值，同樣也會對人體造成危害[3]。

魚對重金屬的吸收主要經由消化道、體表滲透和魚鰓吸附[4]，再由血液傳輸到肝和腎等器官，因此魚類不同組織器官對各種重金屬積累能力也不同。本研究取遼西地區(錦州、朝陽、阜新和葫蘆島)市售的常見且具有代表性的魚種，取可食用部分肌肉、代謝組織內臟和魚鰓作為研究對象，微波消解后用石墨爐原子吸收光譜法(graphite furnace atomic absorption spectrometry，GFAAS)測定Cr、Cd、Cu、Fe、Pb和Zn的含量，分析其在魚體各組織的分布情況。依據國家對重金屬的限量標準，結合我國居民魚類消費量，并與世界衛生組織(World Health Organization，WHO)/聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization，FAO)食品添加劑聯合專家委員會(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA)推薦的暫定每周可耐受攝入量(provisional tolerable weekly intake，PTWI)比較，評價魚受污染狀況和食用安全性。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

魚(市售)；硝酸、高氯酸、30%過氧化氫(優級純)；Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Zn標準溶液 國家環境保護總局標準樣品研究所；本實驗用水為二次去離子水。

AA320N原子吸收分光光度計、GA 3202石墨爐系統 上海精密科學儀器有限公司；MDS-2002A 微波消解儀 上海新儀微波化學科技有限公司；所用玻璃及聚四氟乙烯儀器均用硝酸溶液(1∶9，V/V)浸泡24h以上，然后用去離子水沖洗，晾干后備用。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理方法

2011年2月在遼西地區市場隨機購買食用魚，包括3種淡水魚：鯽魚、鯉魚、梭魚；3種海魚：黃花魚、麻魚、塔板魚(學名半滑舌鰨)。測量魚的體長和體質量，用流水沖洗干凈，再用去離子水清洗，晾干，用不銹鋼刀將魚體分解成肉、鰓、內臟，將同類解剖部分攪碎混勻，于聚乙烯瓶中－20℃保存。

1.2.2 消解方法

1.2.2.1 濕式消解法[5-8]

稱取已處理魚樣5g(精確到0.001g)于150mL錐形瓶中，加10mL混合酸(硝酸-高氯酸(4∶1，V/V))，加蓋浸泡過夜，于電爐上加熱消解，若變棕黑色，立即取下稍冷后再加混合酸，繼續加熱直至冒白煙，消化液呈無色透明或略帶黃色，蒸發至干，冷卻，消化液轉至25mL容量瓶中，去離子水定容，混勻備用；同時作試劑空白。

1.2.2.2 干法灰化法

稱取已處理魚樣5g(精確到0.001g)于瓷坩堝中，再用小火炭化至無煙，移入馬弗爐(500±25)℃灰化16h，冷卻。用1～2mL濃硝酸將灰分溶解，將消化液過濾入25mL容量瓶中，去離子水定容，混勻備用；同時作試劑空白。

1.2.2.3 微波消解法

稱取已處理魚樣0.5g(精確到0.001g)置于100mL聚四氟乙烯微波消解罐中，用10mL 1mol/L HNO3+1mL 30%H2O2消解，消解條件見表1，二次去離子水稀釋至10mL備用，同時作試劑空白。

1.2.3 實驗條件

1.2.3.1 微波消解條件[9]

表1 微波消解條件Table 1 Conditions of microwave digestion

1.2.3.2 石墨爐原子吸收分光光度計工作條件

表2 GFAAS工作條件Table 2 Working conditions of GFAAS

2 結果與分析

2.1 消解方法的選擇

表 3 消解方法的比較(以濕質量計)Table 3 Comparison of digestion methods mg/kg

由表3可見，微波消解法和干法消解結果比濕法稍高，這是因為濕法消解多采用敞開體系，損失較大，精密度較差，且消解過程中形成的酸霧危害人體健康[10]。干法消解耗時較長，且易造成揮發元素的損失。微波消解法在密閉體系中進行，消化比較完全，且損失和污染較少，因此消解樣品含量較高。綜上，微波消解法具有取樣量少，干擾小、時間短、回收率高、操作簡單等優點，因此本實驗采用微波消解法作為魚樣品的消解方法。

2.2 精密度和加標回收實驗

準確稱取經微波消解的魚肉樣品加入一定量標準溶液，按照實驗方法測定重金屬含量，并計算加標回收率，結果在94.0%～110.0%之間。同時樣品平行測定7次，計算相對標準偏差(relative standard deviation，RSD)，結果在0.54%～2.03%之間，測定結果見表4。

表4 加標回收率及精密度(n=7)Table 4 Average recoveries and precision of analytical method (n=7)

2.3 樣品的測定

對魚組織樣品中Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Zn的含量平行3次測定，平均值結果見表5。國家食品衛生標準GB 2762—2005《食品中污染物限量標準》和行業標準NY 5073—2006《無公害食品：水產品中有毒有害物質限量》對Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的限量規定分別為0.1、2.0、50、0.5、50mg/kg，對Fe無限量要求，結果見表5。

由表5可知，同一金屬元素在不同魚種類間的分布不同，例如Cd的含量在0.04 (塔板魚肉)～0.12mg/kg(梭魚肉)圍內。這是因為不同魚類對金屬元素的富集與魚的種類、生活習性及生物本身的不同特性有關，因此不同魚類對金屬元素的積累情況也有所不同[11]。同一類組織器官中重金屬的分布也不同，例如鯉魚肉中Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Zn 的含量分別為0.06、0.07、1.33、24.9、0.03、13.6mg/kg，但在所檢測的組織器官中重金屬的積累規律相似，即生命必需元素Fe、Zn、Cu較多，非生命必需元素Pb、Cr、Cd較少。同一金屬在不同組織器官中的分布也不相同，例如Fe在鯽魚肉、鰓、內臟中的含量分別為：13.5、57.1、94.6mg/kg，但重金屬分布的基本規律是：魚內臟＞魚鰓＞魚肉，這可能是由于魚體內各組織器官生理功能、代謝水平存在差異。重金屬進入魚體內的主要途徑是通過餌料的攝取、體表滲透和鰓膜的吸附等。鰓組織表面存在著大量的吸附顆粒，能吸附水環境中的重金屬[12]；內臟(肝和腎)是主要的解毒和排泄器官，可產生大量束縛重金屬的金屬硫蛋白[13]；當肝腎中重金屬過度積累，才會加快向肌肉轉移的速度，故內臟、鰓積累的重金屬要比肌肉多。

由表6可見，各種魚類樣品中，Cr、Cu和Zn的含量均低于國家食品衛生標準的允許量；Cd和Pb的含量超過限量標準，除了在鯽魚未檢出Pb外，其他幾種魚體內Cd和Pb均不同程度超出國家限量標準，但主要分布在鰓和內臟非食用部分，因此不會對人體造成危害。只有麻魚肉中Pb含量超標22%，梭魚肉中Cd含量超標20%，但不能說明食用麻魚和梭魚是不安全的，因為人每天攝入的魚肉量是有限的，因此應根據人每周實際攝入量全面考慮后才能作出結論。Pb對消化、神經、呼吸和免疫系統有毒性影響，通常導致腸絞痛、貧血和肌肉癱瘓等病癥；Cd是蓄積性有毒物質，可對腎、肺、肝、骨、生殖等多種器官和系統造成損害，水產品中Cd的檢測值普遍較高[14]，應該引起重視；Fe攝入量不足，易造成貧血，嬰兒和老人每天推薦攝入量分別為11mg/kg和8mg/kg[5]。

表5 魚不同組織中重金屬的含量(±s)Table 5 Heavy metal contents in different tissues of fish (±s)mg/kg

表5 魚不同組織中重金屬的含量(±s)Table 5 Heavy metal contents in different tissues of fish (±s)mg/kg

注：ND表示未檢出。重金屬含量以濕質量計。

0.06±0.01 0.07±0.01 1.33±0.27 24.9±1.98 0.03±0.01 13.6±3.54鯉魚 鰓 0.17±0.02 0.19±0.02 3.67±1.18 78.4±21.5 0.09±0.03 15.0±3.28內臟 0.18±0.02 1.25±0.31 15.8±3.51 135.7±29.2 0.08±0.05 23.2±7.88肉ND 0.13±0.03 1.49±0.69 13.5±2.30 ND 10.6±1.37鯽魚 鰓 0.06±0.02 0.26±0.04 1.88±0.34 57.1±16.4 ND 19.5±5.02內臟 0.09±0.01 0.14±0.03 3.50±1.72 94.6±17.8 ND 33.1±7.61肉0.12±0.02 0.21±0.04 2.08±0.60 22.4±8.61 0.09±0.02 16.9±4.95梭魚 鰓 0.23±0.03 0.11±0.01 9.08±1.89 78.9±19.5 0.61±0.14 12.2±5.60內臟 0.26±0.03 0.75±0.09 5.65±0.99 103.6±19.1 1.37±0.39 18.1±4.65肉0.08±0.01 0.16±0.02 1.70±0.24 33.8±2.49 0.03±0.02 9.43±2.14黃花魚 鰓 0.13±0.02 0.18±0.02 3.37±1.63 158.6±33.2 0.25±0.04 16.0±4.26內臟 0.21±0.02 0.32±0.05 8.22±3.01 120.9±31.4 0.74±0.32 16.8±5.81肉0.04±0.01 0.18±0.04 1.95±0.38 50.6±14.7 0.42±0.09 11.7±1.06塔板魚 鰓 0.13±0.01 0.13±0.02 2.10±0.85 109.1±20.6 1.69±0.72 8.85±1.89內臟 0.24±0.03 0.29±0.04 14.4±3.28 136.4±24.9 1.32±0.51 19.4±6.57肉0.05±0.01 0.17±0.03 1.65±0.83 35.7±2.85 0.61±0.23 11.5±2.40麻魚 鰓 0.15±0.02 0.20±0.03 2.77±1.97 118.3±25.4 1.08±0.76 22.0±6.03內臟 0.21±0.02 0.31±0.05 3.67±1.40 149.8±34.0 0.97±0.75 12.2±2.02樣品 Cd Cr Cu Fe Pb Zn肉

表6 重金屬含量占國家限量標準的倍數Table 6 Heavy metal contents represented in multiple number of the maximum levels set by national standard

2.4 安全性評價

根據世界衛生組織/聯合國糧農組織食品添加劑聯合專家委員會制定的暫定每周可耐受攝入量(provisional tolerable weekly intake，PTWI)，并結合我國居民每周魚類消費量，評價人均重金屬實際攝入量與食用安全性之間的關系。例如Cd的PTWI值為0.007mg/kg(體質量)，成人體質量按60kg計算，則Cd的PTWI值為0.42mg。取所檢測魚可食用部分魚肉中Cd的最大含量(例如梭魚肉0.22mg/kg)×人均每周魚消費量0.182kg(2000中國總膳食研究調查數據[15])，得到成人實際每周從魚中攝入Cd 0.040mg，占PTWI 9.5%，結果見表7。

表7 人均實際重金屬攝入量Table 7 The estimated weekly intakes for the fish species consumed by people

由表7可見，雖然人均重金屬攝入量均未有超過PTWI，但不能說明成人每周攝入重金屬不超標，因為這只是成人每天從魚肉中攝入的重金屬，其他食品如蔬菜、水果、糧食、畜肉、蛋等仍含有一定量的重金屬，因此應全面考慮再得出結論。但可以看出的是遼西地區所檢測魚類中，Cu、Zn、Fe占PTWI比例較小，Cd、Cr、Pb約占PTWI 10%，經常食用存在潛在危害，即有必要降低魚在食品總攝入量中的比例。

3 結 論

采用微波消解-GFAAS法，對遼西地區市售代表性食用魚中的重金屬(Cd、Cr、Cu、Pb、Fe、Zn)含量進行了檢測。結果顯示：重金屬在不同魚種、不同組織器官中的分布不同，但基本規律是在所檢測魚樣品中Cr、Zn和Cu含量均低于國家限量，部分魚樣中Cd和Pb含量超標，但主要分布在鰓和內臟非食用部分，因此適量食用魚類不會對人體造成危害；麻魚肉中的Pb和梭魚肉中的Cd雖超過國家限量，但人均每周消費魚量有限，因此仍低于PTWI推薦量，即在人體可耐受范圍之內，所以得出結論：遼西地區常見食用魚可食用，但對于重金屬含量超標的麻魚和梭魚仍有必要控制其攝入量。

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Determination of Heavy Metals and Safety Evaluation of Fish from the West of Liaoning Province

GU Jia-li
(College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

Heavy metals, including Cd, Cr, Fe, Pb, Cu and Zn, in muscles, viscus and gills from six commonly consumed fish grown in the West of Liaoning Province were determined by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS) after using microwave digestion techniques. Relative standard deviations (RSD) were 0.54%－2.03% and recovery were 94.0%－110.0%. The results indicated that Fe, Cu and Zn of fish accumulated the highest concentration in all tissues of the species, while Cd, Cr, Pb accumulated the lowest levels. The heavy metal concentration in viscus and gills were higher than those in muscles.The concentration of Cr, Zn and Cu were below the maximum levels of national regulation. The concentrations of Cd and Cr were excess the maximum levels of national regulation, but lower than provisional tolerable weekly intake (PTWI). Current investigation indicates that fish from the West of Liaoning Province are safe for consumption, but necessary to reduce amount of intake.

fish；heavy metals；provisional tolerable weekly intake

TS207.3；O657

A

1002-6630(2012)10-0237-04

2011-05-01

國家自然科學基金面上項目(21076026)；遼寧省自然科學基金項目(20102005)；遼寧省教育廳重點實驗室項目(LS2010002)

顧佳麗(1980—)，女，講師，碩士，研究方向為元素分析。E-mail：gujiali@yahoo.cn