原子吸收光谱法在婴幼儿配方食品检测中的应用研究进展

　　郭佩红

　　（广东省汕尾市质量计量监督检测所，广东汕尾 516600）

　　摘　要：本文介绍了原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）的基本原理、种类和特点，分析了其在婴幼儿配方食品营养微量元素、重金属元素分析检测等方面的应用情况，旨在推动AAS 法在婴幼儿配方食品分析检测领域的应用和发展。

　　关键词：原子吸收光谱法；婴幼儿配方食品；检测；应用

　　婴幼儿作为人生命的起点，其生长发育需要充足的营养支持。对于缺少母乳喂养或需加强营养补充的婴幼儿来说，婴幼儿配方食品成为他们获得所需营养的重要来源。婴幼儿配方食品可以为家长提供更方便和灵活的喂养方式，使婴儿能够在没有母乳喂养的情况下获得足够的营养支持[1]。婴幼儿配方食品不仅可以提供婴幼儿身体发育所需的营养，还可以帮助婴幼儿建立免疫系统，促进脑部发育和视觉发育。因此，婴幼儿配方食品安全问题愈发受到关注。原子吸收光谱法作为分析检测元素含量的经典方法，已被广泛应用于各种检测领域[2]。本文介绍了原子吸收光谱法在婴幼儿配方食品检测中的应用研究进展，期望能为相关人员提供参考。

　　1　原子吸收光谱法概述

　　1.1　原子吸收光谱法基本原理

　　原子吸收光谱法也被称为原子分光光度法，是利用气态原子可吸收一定波长的光辐射，使原子中外层电子从基态跃迁至激发态的现象建立的检测方法[3]。各原子中电子能级不同，将有选择性地吸收一定波长的辐射光，据此建立的光谱可作为元素定性依据，而吸收辐射的强度可作为定量依据。

　　1.2　原子吸收光谱法种类

　　（1）火焰原子吸收光谱法。利用火焰原子化系统将样品中待测元素转变为自由原子，通过测量蒸气相中该元素的基态原子对特征电磁辐射的吸收，实现定性、定量分析。

　　（2）石墨炉原子吸收光谱法。样品经过处理后，溶解于溶剂中形成样品溶液。将样品溶液装入石墨炉中，在一定的温度条件下蒸发去溶剂，使样品残留在石墨炉中。石墨炉在高温条件下将样品原子化，使其转化为气态原子，最终通过加入特定波长的光源对气态原子进行激发，测量被吸收光的强度，从而计算得出元素浓度。

　　（3）氢化物- 原子吸收光谱法。样品中的待测元素在强还原剂（如NaBH4 或KBH4）作用下生成气态氢化物，这些氢化物在反应瓶中形成后，利用载气（一般为氩气）带入电热吸收管中，在数百度的温度下使之分解为基态原子，而后进入原子吸收分析仪进行检测。这种方法适用于检测易生成共价氢化物的元素，如锗、锡、锑、铋、硒等。

　　（4）冷原子吸收光谱法。此法仅适用于汞的测定（汞常温下能以原子状态存在）。把样品先处理成溶液，再用还原剂（如SnCl₂）将溶液中的化合态汞还原为原子汞，接着通入空气将汞蒸气带到吸收管中，进而在波长253.7 nm 下测定汞的含量[4]。

　　1.3　原子吸收光谱法特点

　　（1）选择性强。在精确识别特定元素的同时，可有效排除其他杂质，大多数情况下，共存元素不会对分析造成干扰。较强的元素选择性可有效避免伪信号的影响。

　　（2）适用范围广。运用原子吸收光谱法可对大部分原子进行检测分析。无论元素原子含量高低都能准确检测；无须考虑待测样品状态和元素性质，都可直接进行处理和分析。

　　（3）灵敏度较高。原子吸收光谱法分析大部分元素时，检出限低至ppm 数量级，如应用火焰原子吸收法进行检测分析时，其方法检出限可达ppb 数量级。

　　（4）准确性较好。基于原子吸收光谱法的仪器较稳定，检测准确性和精密度表现较好，特别是火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法，精密度分别为1% ～ 3%、3% ～ 5%，较其他传统分析方法精密度更优[5]。

　　2　原子吸收光谱法在婴幼儿配方食品检测中的应用

　　婴幼儿配方食品是一种通过模拟母乳的成分和营养组成，以提供婴幼儿所需营养的特制食品。婴幼儿配方食品通常以粉末或液体的形式供应，并根据婴儿不同年龄阶段的营养需求进行配方设计，可分为婴儿配方食品、较大婴儿配方食品、幼儿配方食品。重金属元素超标、营养微量元素过量等已成为婴幼儿配方食品现阶段的主要质量问题[6]。重金属元素超标会对人体产生急性和慢性危害。急性中毒通常是短时间内暴露于高浓度重金属环境产生的毒性作用，如高浓度Pb、Cd 环境等；慢性中毒则是长期低浓度暴露逐渐积累产生的毒性作用，如低浓度As 环境等。重金属中毒可能导致神经系统、肝脏、肾脏等器官损伤。重金属元素如Hg 等可导致神经系统损害，对婴幼儿智力、记忆力发育都会产生负面影响[7]。虽然在婴幼儿成长过程中铁、铜等营养微量元素必不可少，但这些微量元素摄入过量可能出现儿童生长减缓、发育受损、发病率增加、肠道菌群紊乱等健康问题[8]。因此，加强婴幼儿配方食品元素检测至关重要。

　　2.1　营养微量元素检测

　　原子吸收光谱法可用于检测婴幼儿配方食品各种营养微量元素的浓度，既能帮助生产企业掌握和了解产品所含微量元素浓度，提供准确的营养微量元素信息[9]；又能协助相关监管部门在日常抽检监测工作中，准确检测婴幼儿配方食品中营养微量元素情况。宋龙波等[10] 为准确检测婴幼儿配方奶粉中锰和铜元素含量，基于干法灰化法前处理技术，比较了不同灰化温度和灰化时间条件下样品消化效果，运用火焰原子吸收光谱法对不同品牌的奶粉进行检测。结果显示，测定婴幼儿配方奶粉锰和铜元素含量时，最佳灰化温度为（500±50）℃；选取的6 种不同品牌的奶粉实际检测结果均符合国家标准，该方法可用于快速检测婴幼儿配方奶粉中锰和铜元素的含量，对客观全面评价奶粉的品质具有现实意义。耿薇等[11] 建立了检测婴幼儿奶粉中微量元素Fe、Zn、Cu、K、Na 含量的原子吸收光谱法。采用微波消解法对4 个国内外不同品牌的样品进行消解，定容后在最佳仪器条件下进行上机检测。结果表明，5 种元素在一定浓度范围内标准曲线表现较好，相关系数均大于0.990 0，样品加标回收率较高，在99.3% ～ 102.1%，可快速准确测定出婴幼儿奶粉中Fe、Zn、Cu、K、Na 这5 种微量元素的浓度。夏行昊等[12] 为了准确测定婴幼儿配方食品中钼元素的含量，针对钼元素属高温元素，需较高原子化温度这一特点，采用石墨炉原子吸收光谱法进行检测。通过对样品前处理方法进行优化，对比湿法消解等4 种不同消解方法的差异，确定选择背景干扰较小、结果准确度较高的干法灰化进行样品处理。研究结果显示，钼元素在0 ～50 μg·L-1 浓度范围内，相关系数为0.999 5，方法检出限低至2 μg·L-1，且样品加标回收率和精密度都较好，适合于日常对婴幼儿配方食品中钼元素含量的检测。

　　2.2　重金属元素检测

　　加强婴幼儿配方食品中重金属元素的检测，有助于发现不合格食品，有效降低婴幼儿摄入重金属污染物的食品安全风险，为保障婴幼儿健康做出积极贡献。罗科丽等[13] 为了解决检测婴幼儿配方食品中铅元素含量时遇到的检验时间较长、试剂消耗较大、实验成本较高、操作烦琐等问题，通过实验研究对样品前处理中用到消解试剂及用量、消解时间和消解温度进行优化，最终建立了不完全快速消解-石墨炉原子吸收光谱法测定婴幼儿配方食品中铅元素含量的方法。研究结果表明，该方法大大缩短了检验时间，提升了工作效率，可用于检测铅含量较高的婴幼儿配方食品。耿薇等[14] 运用微波消解- 火焰原子吸收光谱法检测婴幼儿配方食品中的Pb、Cr、Cu 等5 种重金属元素含量。针对婴幼儿奶粉样品，通过多次实验后得出最佳微波消解条件，即选择HNO3-H2O2 体系消解，消解总时间为15 min，最高压力设置为2.0 MPa，样品可实现完全消解。该方法检验过程简单，实验步骤较少，检测效率、准确度均较高，可应用于实际样品中Pb、Cr、Cu 等5 种重金属元素含量的快速检测。

　　3　结语

　　原子吸收光谱法在婴幼儿配方食品检测中的应用，为保障婴幼儿配方食品安全提供了有力的技术支撑。近年来，基于原子吸收光谱法开发的仪器设备不断推陈出新，仪器结构更加合理，配以高自动化设备，提升检测效率的同时，也提高了检测结果的准确性[15]。未来随着科学技术的不断发展，原子吸收光谱法在婴幼儿配方食品检测领域的应用将更加广泛，能更好地为婴幼儿食品安全保驾护航。

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