惠 香,呂曉超,封 雪
(大連食品質(zhì)量檢驗檢測研究院有限公司,遼寧大連 116000)
硒元素擁有“生命火種”的美稱,由此可見其對人體健康的重要性,但是硒元素不能在人體自行合成,需要人們從食物中攝取,因此富硒食品受到了人們的廣泛關(guān)注。但是富硒食品是否可以滿足人體對硒的需求,仍是需要解決的問題。因此,進行相關(guān)的硒含量的測定變得尤為重要。
食品中硒元素的形態(tài)是影響硒元素生理功能的重要因素之一,不同的形態(tài)其生理作用存在差異。硒在自然界的存在方式主要分為兩種。①無機硒,具有脂質(zhì)抗氧化作用,由于其含有的特殊成分對異常腫瘤細胞具有抑制和殺傷作用。但是生物利用效率較低,穩(wěn)定性較差。②有機硒,是食品真正發(fā)揮生物活性作用的物質(zhì),容易被人體吸收,但是成本高而且成分比較復(fù)雜。食品中有機硒元素多種多樣,如硒代氨基酸、硒多糖等。
通常情況下具有豐富蛋白質(zhì)的食品含硒量要高于水果蔬菜,如肉類、蛋類、魚類等含硒較多,但硒元素含量的差異性與動植物生長的地區(qū)、水源、部位和品種等息息相關(guān)[1]。例如,對于豬來說,豬腎部位的含硒量要高于豬肉;對于母雞來說,雞肝的含硒量高于雞腎。因此,在人們進行含硒食品攝入時,要根據(jù)不同食品含硒量的參考值進行科學(xué)、合理地攝入,而且從營養(yǎng)學(xué)的角度,不同年齡階段的含硒攝入量也存在差異。
富硒食品中硒的來源主要由兩部分組成。①生長在富硒自然環(huán)境中、富硒土壤中的動植物(包含在生長過程中,通過人工添加來改變其硒含量的動植物)。②將富硒動植物進行深加工形成的富硒食品,由此可見富硒食品主要以有機硒的形態(tài)存在?,F(xiàn)階段關(guān)于富硒食品含硒量的標(biāo)準還未進行統(tǒng)一規(guī)范。例如,廣西對 富硒農(nóng)產(chǎn)品的含硒量標(biāo)準要求為15~50 μg/100 g; 湖北則要求固體食品總硒高于15 μg/100 g,液體食品總硒高于7.5 μg/100 mL。
硒元素作為一種人體和動物發(fā)展所必需的微量元素,在地球上十分稀缺,但是在人類肝功能和肌肉代謝過程中發(fā)揮著重要的作用,尤其是在預(yù)防心血管疾病、抗氧化等方面,因此引起了社會學(xué)者和專家的重視。硒元素作為人體免疫調(diào)節(jié)的營養(yǎng)素,具有多種生理功能和藥理作用,因此近年來富硒食品受到了人們的廣泛重視和青睞。硒元素有諸多生理價值功能,但這并不意味著攝入越多越好,而是需要控制在一個合理的范圍。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)一個人硒攝入量小于17 μg/d時,處于硒元素的極度匱乏狀態(tài),會引發(fā)大骨節(jié)病。而當(dāng)一個人硒攝入量高于400 μg/d時,會出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙、脫發(fā)、腸胃混亂等癥狀。因此,在進行硒攝入時,一定要合理控制攝入量[2]。
硒元素在人體的生理作用是一個不斷吸收排除的過程,需要人體不斷進行補充。而人體對硒元素的補充可以通過空氣、水和食物3個途徑,而前兩個途徑人體攝入的硒元素比較少,對人體健康的影響也比較小。人體獲得硒元素的最主要途徑還是通過食物,由此可見食品中的硒元素與人體健康有著十分密切的關(guān)系。
富硒食品為硒元素短缺的人提供了高效、安全的補充硒元素的途徑,提高了環(huán)境中硒元素的生物利用效率,但同時也轉(zhuǎn)變了硒的存在形式。在這種情形下,有必要對富硒食品中的硒元素進行檢測,以確保富硒食品含硒量的科學(xué)、健康性,進而提高富硒食品的品質(zhì)、營養(yǎng)。然而隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,導(dǎo)致越來越多的無機、有機化合物進入了人們的生存環(huán)境,對食物造成了污染,引發(fā)了一系列的食物安全問題。面對越來越嚴重的食品安全問題,加強對食品的檢測成為監(jiān)督食品安全的重要手段[3]。
當(dāng)前有關(guān)食品中硒元素的檢測方法比較多,每種方法都有自身的優(yōu)勢和劣勢,在對食品中硒元素進行檢測時,需要深入了解每一種檢測方法,并充分了解每種檢測方法的優(yōu)缺點,這樣才能找到不同食品的最佳檢測方法,提高硒元素的檢測效率和成效。因此,本文對食品中硒元素的檢測方法進行梳理和研究,有利于優(yōu)化硒元素的檢測方法,并為硒元素檢測方法的創(chuàng)新發(fā)展提供思路。
在進行食品中硒元素檢測時,硒元素通常要進行洗滌、干燥、粉碎等一系列手段進行分離、提取等,在這個階段通常采用的處理方法主要有以下3種。
3.1.1 微波消解法
微波消解法是基于微波技術(shù)而產(chǎn)生的一種處理方法,主要采用密閉微波消解,是利用強酸和樣品在密閉容器中的快速化學(xué)反應(yīng)來進行消解,采用這種方法可以實現(xiàn)硒的高效率回收,但高壓、高溫等實驗環(huán)境會存在較大的安全隱患,同時在趕酸的過程中會造成一定量的殘留和污染。
3.1.2 干法灰化
干法灰化主要包括3種形式。①高溫灰化法,將樣品放在火焰溫度為500~600 ℃的坩堝上直接加熱,該方法操作相對簡單,但很容易造成硒元素的污染和損失。②氧瓶燃燒法,在密閉系統(tǒng)進行低溫分解,減少了硒元素提取的污染和損失。③低溫灰化法,可以有效控制硒元素的揮發(fā),但裝置較貴、耗時也比較長。
3.1.3 濕法消解
濕法消解利用混合酸與氧化劑混合液,將富曬食品樣品進行有機轉(zhuǎn)化,是目前含硒有機樣品消解常用的方法,根據(jù)工具的不同又可以分為石墨爐濕法消解和電熱板濕法消解。這種方法操作便捷,可以有效減少硒的揮發(fā)損失量,但試劑用量和污染較大,耗時也比較長。
硒元素檢測方法經(jīng)過10多年的發(fā)展已經(jīng)形成了比較成熟的檢測體系,其主要檢測方法有以下3種。
3.2.1 分子光譜法
分子光譜法包括紫外-可見分光光度法和分子熒光光譜法。前者是通過顯色反應(yīng)進行定量分析,操作方便、不需要特定儀器、操作時間比較短,具有很大的應(yīng)用前景。后者通過將食品中的硒元素轉(zhuǎn)化成四價的無機硒,要求較嚴格,但測硒的靈敏度和準確度也較高[4]。
3.2.2 原子光譜法
原子光譜法廣泛應(yīng)用于復(fù)雜樣品中硒的測定,具有準確度好、檢出限低的特點,但設(shè)備較昂貴,主要包括氫化物原子熒光光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法兩種。前者主要通過與硒進行反應(yīng)生成硒化氫,主要采用鐵氰化鉀作掩蔽劑,消除Au、Cu、Pt等元素對硒元素檢測的干擾,并由載氣帶原子化器進行檢測,通過熒光的波長來進行硒含量的測定。采用該方法檢測的精密度和靈敏度都十分高,尤其在一些含硒較低的食品中應(yīng)用十分廣泛,但處理過程比較煩瑣,易造成待測樣品中硒元素的損失。后者是一種以等離子體為光譜型元素的分析方法,這種方法是在氫化物原子熒光質(zhì)譜法上的創(chuàng)新,其克服了待測元素損失的缺點。結(jié)合微波消解的前處理方法,可以很好地檢測食品中的硒元素。其主要應(yīng)用于食物中痕量硒的測定,并可以同時進行多個元素的測定,測樣速度快且靈敏度較高,而且檢測效果佳[5]。
3.2.3 質(zhì)譜法
質(zhì)譜法主要是指電感耦合等離子體質(zhì)譜法,作為一種質(zhì)譜型元素檢測方法,通過采用動態(tài)反應(yīng)池模式進行優(yōu)化,大大降低了對待測元素的干擾,其與電感偶合等離子體光譜檢測方法相比更加精準、高效。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,食品中硒元素的檢測設(shè)備和手段不斷創(chuàng)新,滿足了對硒元素數(shù)據(jù)檢出的低含量物質(zhì)判定需求,但卻面臨著越來越高昂的成本,因此有必要對現(xiàn)有食品硒元素檢測方法進行優(yōu)化和改進,以保證硒元素數(shù)據(jù)檢出限和準確度的同時,降低檢測成本。人們在選擇檢測方法時,需要思考以下內(nèi)容。
樣品前處理對整個實驗起著關(guān)鍵作用,而前處理硒元素的測定目前常采用國標(biāo)方法敞開式電熱消解,這種方法存在的缺點在于很容易導(dǎo)致硒元素的揮發(fā)。在該過程中需要考慮是否可以選擇其他方式來規(guī)避這一缺點,如鋼襯高壓消解罐,用封閉的加熱形式來代替敞開的形式。此外,在該過程中也要考慮封閉環(huán)境引起的高壓爆炸問題,可以采用某些相應(yīng)的化學(xué)試劑進行處理。在解決舊問題的同時,要避免新問題的出現(xiàn)。
試劑影響硒元素的檢測值,尤其是還原劑的選擇。不同的實驗,其還原劑選擇存在差異,必須經(jīng)過多重還原劑的嘗試,對比不同還原劑,不同還原劑濃度下的硒的檢測值,以提升試劑的輔助檢測效果。
同一樣品要采取不同儀器進行數(shù)據(jù)結(jié)果的比較,以尋找出精準性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性更高的檢測方法。
要實現(xiàn)精準檢測,就必須強化新技術(shù)的應(yīng)用,推行不同富硒食品專用硒元素檢測技術(shù),同種食品不同硒元素檢測技術(shù),以加快富硒食品硒元素檢測方法的創(chuàng)新升級,從而切實保障檢測的精準性和食品的安全性。
綜上所述,富硒食品中硒元素測定方法的創(chuàng)新發(fā)展有明顯的經(jīng)濟效益優(yōu)勢和防止硒元素揮發(fā)損失的優(yōu)勢,同時創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,有效避免了新物質(zhì)的干擾,可以對有機硒的含量進行測定,因此需要引起相關(guān)研究主體及使用主體的重視。但在食品硒元素檢測的過程中,相關(guān)的國家標(biāo)準制度還需要進行更深一步的完善,以細化不同樣品的測定方法。同時要加強對食品生產(chǎn)和流通領(lǐng)域的監(jiān)督管理,以不斷提升硒元素的檢測成效,從而切實保護消費者的權(quán)益。