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【Application Note】常見兒童主食中重金屬暴露的研究:花生醬和果凍研究

發(fā)布時(shí)間: 2024-04-17 15:55 來源: 培安有限公司
領(lǐng)域: 重金屬
樣品:堅(jiān)果醬,果醬,水果干項(xiàng)目:重金屬檢測

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【Application Note】常見兒童主食中重金屬暴露的研究:花生醬和果凍研究

下載此篇方案


01 摘要


在過去幾年中,研究發(fā)現(xiàn)葡萄和葡萄產(chǎn)品(如果汁和葡萄酒)中的污染水平很高。最近的研究表明,蘋果汁和葡萄酒中含有砷。直到 20 世紀(jì) 80 年代末和 90 年代,砷基殺蟲劑,特別是砷酸鉛,一直在世界各地廣泛使用。盡管砷殘留在本世紀(jì)初就被認(rèn)為是一個(gè)潛在的問題,但砷酸鉛仍是全美使用最廣泛的殺蟲劑之一,在 20 世紀(jì) 40 年代一直被用于數(shù)百萬英畝的農(nóng)作物上。砷酸鉛是果園中最常用的殺蟲劑,許多果園仍在使用砷酸鉛,因此砷污染的可能性依然存在。重金屬殺蟲劑被設(shè)計(jì)成具有持久性,在被禁用幾十年后仍會(huì)造成環(huán)境和健康問題。許多流行的早餐和面包涂抹醬都是由水果、堅(jiān)果、種子和酵母組成的天然產(chǎn)品。兒童經(jīng)常食用這些流行的涂抹醬和干果。對(duì)葡萄、堅(jiān)果和可可豆等個(gè)別涂抹醬成分的研究報(bào)告顯示,其中含有大量重金屬污染。在這項(xiàng)研究中,對(duì)各種干果(包括葡萄干)和面包涂抹醬(包括水果涂抹醬、花生醬、堅(jiān)果黃油、酵母涂抹醬和可可涂抹醬)樣品進(jìn)行了重金屬污染檢測。樣品用微波消解,然后用 ICP-MS 檢測,以確定這些常見食品中可能存在的重金屬污染。



在這項(xiàng)研究中,從美國、英國和德國的不同商店獲得了流行的有機(jī)和普通葡萄干、葡萄干和醋栗的水果樣本。從美國、英國和德國購買的不同堅(jiān)果和種子制成了涂抹醬。樣品用微波消解,并用 ICP-MS 檢測重金屬污染甲基汞被釋放到水道中。


02 引言


在歐洲,榛子醬位居榜首。堅(jiān)果黃油最大的增長領(lǐng)域是亞洲,因?yàn)楦鞣N樹堅(jiān)果黃油正被引入日常飲食中。據(jù)估計(jì),2018 年堅(jiān)果類和甜味涂抹產(chǎn)品的銷售額為 57.5 億歐元,比 2013 年增長了 65%。那么,為什么堅(jiān)果黃油如此受歡迎呢?堅(jiān)果黃油提供了大量蛋白質(zhì)、健康的單不飽和脂肪酸以及多種維生素和礦物質(zhì)。那么,能帶來如此多健康益處的產(chǎn)品怎么會(huì)對(duì)我們有害呢?由于花生和樹堅(jiān)果以植物為基礎(chǔ),生長在土壤中,因此容易吸收土壤中的元素。這些元素包括鈾、鉛、鍶、鎘、殘留化肥和殺蟲劑中的砷以及其他污染源。許多經(jīng)過研磨和加工的產(chǎn)品也會(huì)受到加工過程中的添加劑或磨損金屬的污染或摻假。


由于人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到干果的營養(yǎng)價(jià)值和便利性,干果市場繼續(xù)大幅增長。干果是通過自然曬干或其他工藝去除原有水分的水果。一般來說,干果含有對(duì)健康有益的抗氧化劑和纖維。


有些干果,如蔓越莓或葡萄干,添加了糖,這雖然改善了口感,但卻遠(yuǎn)不如葡萄干類干果健康。


據(jù)報(bào)道,葡萄和葡萄酒中含有重金屬,尤其是砷和其他有毒金屬。葡萄藤會(huì)吸收土壤中自然存在的砷,或過去使用含砷和其他重金屬的殺蟲劑所產(chǎn)生的砷。干果中的砷濃度可能更高。在這項(xiàng)研究中,我們將調(diào)查葡萄干、蘇丹果和醋栗,它們基本上都是葡萄干。醋栗是來自黑科林斯葡萄的葡萄干,和葡萄干一樣是自然曬干的。葡萄干在水和油的混合物中浸泡,以加快干燥過程,從而使其呈現(xiàn)金黃色。新鮮蔓越莓具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值,包括維生素 C 和 K,可促進(jìn)血液凝固。而曼越莓干則幾乎沒有這些營養(yǎng)成分。在本解決方案中,我們將研究這些干果和面包醬,看看我們的零食中含有哪些金屬。


03 材料


SPEX 認(rèn)證預(yù)備標(biāo)準(zhǔn)

  • CLMS-1:ICP-MS 多元素解決方案

  • CLMS-2:ICP-MS 多元素解決方案

  • CLMS-3:ICP-MS 多元素解決方案

  • CLMS-4:ICP-MS 多元素解決方案

  • CL-ICV-1:初始校準(zhǔn)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)


樣品

葡萄干

大豆醬

小葡萄干

腰果醬

醋栗

餅干醬

櫻桃

葵花籽醬

蔓越莓

芝麻醬

花生醬

榛子醬

杏仁醬

酵母產(chǎn)品

所有樣品均購自英國、德國、新澤西州和北卡羅來納州的超市。


反應(yīng)物

  • 高純度硝酸(HNO3)

  • 去離子水(18 MΩ)


樣品制備


初始水果樣品制備

用 Spex SamplePrep Freezer/Mill? 研磨干果樣品。

研磨條件

  • 2克干果

  • 程序

  • 預(yù)冷20分鐘

  • 研磨5個(gè)周期(每個(gè)周期2分鐘)

  • 每個(gè)周期 = 2分鐘冷卻

  • 沖擊速率 = 每秒16次沖擊


初始擴(kuò)展樣品制備

使用液氮對(duì)面包涂抹醬進(jìn)行冷凍,方法是將已知量的樣品放入硅膠不粘模具中,然后在樣品上多次澆注液氮,以實(shí)現(xiàn)樣品的速凍,見圖 1 這樣做是為了確保所有樣品都能到達(dá)消解容器的底部,而這在面包涂抹物處于室溫時(shí)是很難做到的。

圖1. 樣品制備面包醬



樣品消化與分析

  • 樣品在帶有 MARSXpress Plus 容器的 CEM MARS 6 iWave 微波裝置中消解(圖2)

  • 將 0.25 克樣品加入裝有 10 毫升高純度硝酸的容器中

  • 所有樣品和空白對(duì)照均采用“食品”一鍵消解法進(jìn)行消解

  • 溫度:210°C

  • 爬坡:20 分鐘

  • 保持:15分鐘

  • 功率:220-1800瓦

  • 與每批樣品同時(shí)運(yùn)行消解空白,并從隨后每個(gè)系列的結(jié)果中減去

  • 樣品的消解液被稀釋到30 mL,然后在用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析前按1:10的比例進(jìn)一步稀釋


圖2. 配備 iWave 溫度傳感器的 MARS 6



儀器條件

樣品在 Agilent ICP-MS 7900 上進(jìn)行痕量元素分析,采用 Menhard 帶旋風(fēng)噴霧室的霧化器,使用表 1 中的線路。使用補(bǔ)充氦氣提高了砷和鉻的響應(yīng)速度。


表1. ICP-MS 監(jiān)測的元素


04 成果

面包醬

配備 MARSXpress 容器的 MARS 6 能夠完全消解混合批次中的所有樣品。圖 3 顯示了具有代表性的溫度/功率曲線,其中程序設(shè)定溫度為 200°C 并保持該溫度 15 分鐘。圖中的柱狀圖顯示,所有容器都達(dá)到了相同的溫度,以確保完全消解每個(gè)樣品。


圖3. 來自 MARS 6的溫度和功率圖



表 2 中的 ICP-MS 分析結(jié)果顯示,許多樣品中的重金屬鈾 (U)、鉛 (Pb)、砷(As)、鍶 (Sr) 和鎘 (Cd) 含量高于預(yù)期水平。有趣的是,杏仁、腰果和榛子等樹堅(jiān)果黃油中的鈾 (U) 含量很高,而花生醬中的鈾 (U)含量卻很低。這可能與堅(jiān)果在收獲前在植物上停留的時(shí)間長短有關(guān)。同樣值得注意的是,一些堅(jiān)果中的鉛(Pb)含量接近全球一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定的兒童每日最高限量。


表2. 面包醬中的重金屬含量(30 克 (2 湯匙平均份量)中的微克含量)


干果 

配備 MARSXpress 容器的 MARS 6 能夠完全消解混合批次中的所有樣品。圖 3 顯示了具有代表性的溫度/功率曲線,其中程序設(shè)定溫度為 210℃,并保持該溫度 15 分鐘。圖中的柱狀圖顯示,所有容器都達(dá)到了相同的溫度,以確保完全消化每個(gè)樣品。一鍵式食品分析法用途廣泛,使用精確的功率,可在一個(gè)批次中運(yùn)行不同的樣品基質(zhì)。210℃ 的最高溫度可完全消解所有樣品,而無需額外的切碎或研磨。研磨樣品的結(jié)果與整個(gè)水果相當(dāng)。


表 3 顯示了各種干果中的重金屬濃度。值得注意的是,某些有毒重金屬的含量較高,如鉛(Pb)、鍶(Sr)和砷(As)。


表 3.干果中的重金屬含量(30 克(平均食用量)中的微克含量)


05 結(jié)論


雖然花生醬和樹堅(jiān)果黃油是蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)的絕佳來源,但人們應(yīng)該注意每天食用這些產(chǎn)品的量,以確保最大限度地降低鉛、砷、鍶和鎘等有毒重金屬的暴露水平。值得注意的是,與樹堅(jiān)果黃油相比,花生醬中的有毒金屬含量似乎最低。


生產(chǎn)商應(yīng)了解其產(chǎn)品中的重金屬含量,并告知消費(fèi)者產(chǎn)品中是否含有高含量的重金屬。重金屬應(yīng)作為營養(yǎng)標(biāo)簽的一部分進(jìn)行報(bào)告,以確保消費(fèi)者知情。


一般來說,所有樣本對(duì)人類食用都是安全的,但有些樣本的有毒重金屬含量比其他樣本高得多。這可能與水果生長的環(huán)境條件有關(guān)。


如果攝入量超過建議的每日攝入量,或?qū)⑵渲幸恍┧c其他食物(如面包涂抹醬)一起食用,可能會(huì)導(dǎo)致重金屬濃度超過建議的每日允許量。


蔓越莓樣本結(jié)果的相對(duì)一致性可能與它們生長的地理區(qū)域有關(guān)。


與葡萄或葡萄酒相比,葡萄干中的砷似乎不會(huì)對(duì)健康造成更大的影響。


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