第13章 原子光譜在食品領域中的應用

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養與能量。因此，食品的品質直接關系到人類生存與生活的質量。為了保證食品的營養與安全，必須對食品的品質進行分析評價。

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、堅果、種子、油脂與調味品類^[1]。食品中含有元素50多種，其中碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）是構成食品中水分和有機物的基本元素。除此之外，其他的元素統稱為礦物質元素，這些元素從營養學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，它們在人體內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，它們在代謝上同樣重要，但含量相對較少。微量元素按照生物學在體內的含量小于0.01%，每日膳食需要量以微克至毫克計。根據FAO/WHO組織的專家委員會在1995年重新界定的必需微量元素的定義，認為維持正常人體生命活動*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對人體具有生理功能，但其中部分元素只需極小的劑量即可導致人類機體呈毒性反應，而且這類元素容易在人體內蓄積，且半衰期都很長。隨著有毒元素蓄積量的增加，機體會出現各種中毒反應，如致癌、致畸甚至死亡。因此，必須嚴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格控制在一定濃度范圍內，只要在這個特定范圍內才能維持人體組織結構的正常功能，當其濃度低于這個范圍時，組織功能就會減弱或不健全，甚至會受到損害；當其濃度高于這個范圍，則可能引起不同程度的毒性反應，嚴重的會導致死亡。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。人體對硒的每日安全攝入量為50~200 μg，如低于50 μg會導致心肌炎、克山病等，并誘發免疫功能低下和老年性白內障；但如果攝入量在200~1000 μg之間則會導致中毒；如果每日攝入量超過1 mg則可導致死亡。另外，微量元素的功能形式、化學價態與化學形態也非常重要，例如鉻，Cr(Ⅵ)對人體的毒害很大，而適量的Cr(Ⅲ)對人體則是有益的^[3]。

通常，食品中的礦物質元素主要來自以下幾種途徑：（1）食品本身天然存在礦物質元素，由地質、地理、生物種類、品種等自然條件決定。（2）食品生產中人為添加的營養強化劑、食品添加劑等所引入的微量元素。（3）在食品生產、加工、包裝、儲存過程中使用各種人工合成化學品和新材料引入食品內的微量元素。（4）環境包括土壤、空氣、水源污染，以及農藥、化肥的過量使用，通過生物鏈在動、植物體內富集的有毒元素^[4]。