01
摘要
Abstract
在過(guò)去幾年里,研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)葡萄及其產(chǎn)品(例如果汁和葡萄酒)受到嚴(yán)重污染。最新的研究指出,蘋果汁和葡萄酒中檢出了砷元素。含砷的農(nóng)藥,尤其是鉛砷酸鹽,直到 20 世紀(jì) 80 年代末至 90 年代在全球還被廣泛使用。盡管自 20 世紀(jì)初以來(lái)人們就已經(jīng)意識(shí)到砷殘留可能帶來(lái)的問(wèn)題,但在整個(gè) 1940 年代,鉛砷酸鹽作為國(guó)內(nèi)使用最廣泛的農(nóng)藥之一,被用于數(shù)百萬(wàn)英畝的農(nóng)作物上。由于許多果園至今仍在使用鉛砷酸鹽,因此砷污染的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。這些重金屬農(nóng)藥的設(shè)計(jì)本就旨在具有持久性,即使在被禁用數(shù)十年后,仍可能對(duì)環(huán)境和健康造成問(wèn)題。在這項(xiàng)研究中,研究人員從美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)的多家商店收集了受歡迎的有機(jī)及普通葡萄干、蘇丹娜和醋栗樣本。隨后,通過(guò)微波消解處理樣本,并利用感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)進(jìn)行檢測(cè),以確定其中的重金屬污染程度。
02
引言
Introduction
干果市場(chǎng)之所以持續(xù)顯著增長(zhǎng),很大程度上是因?yàn)楣妼?duì)于干果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和便利性有了更深刻的認(rèn)識(shí)。干果是指那些通過(guò)自然曬干或采用其他方法去除了原有水分的水果。一般而言,干果富含對(duì)人體健康有益的抗氧化劑和纖維。然而,一些干果如越橘或蔓越莓,在加工過(guò)程中被添加了糖分以提升口感,這使得它們相較于葡萄干類食品而言,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大打折扣。
重金屬,特別是砷,已被發(fā)現(xiàn)存在于葡萄及葡萄酒中,這其中也可能包含其他有毒金屬。葡萄藤能吸收土壤中天然存在的砷,或是曾經(jīng)使用的含有砷和其他重金屬的農(nóng)藥中的砷。在干果中,這些物質(zhì)的濃度可能更為顯著。在本研究中,我們將對(duì)葡萄干、蘇丹娜和醋栗進(jìn)行調(diào)查,實(shí)質(zhì)上,這些都是葡萄干的不同形式。醋栗是由黑科林斯葡萄制成的葡萄干,其制作過(guò)程與葡萄干類似,都是自然曬干。蘇丹娜則是在水和油的混合液中浸泡以加快干燥過(guò)程,這一處理也賦予了它們金黃色的外觀。新鮮越橘含有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,包括維生素 C 和 K,這些對(duì)于維持健康的血液凝固功能至關(guān)重要。然而,干制越橘卻幾乎喪失了這些營(yíng)養(yǎng)素。在本研究報(bào)告中,我們將對(duì)這些干果進(jìn)行檢測(cè),以探究我們的零食中究竟含有哪些金屬成分。
03
材料
Materials
樣本
? 葡萄干
? 蘇丹娜
? 醋栗
? 櫻桃
? 越橘
所有樣本均購(gòu)自英國(guó)、新澤西和北卡羅來(lái)納的超市。
SPEX CertiPrep 標(biāo)準(zhǔn)品
? CLMS-1: ICP-MS 多元素溶液
? CLMS-2: ICP-MS 多元素溶液
? CLMS-3: ICP-MS 多元素溶液
? CLMS-4: ICP-MS 多元素溶液
? CL-ICV-1: 初始校準(zhǔn)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)品
試劑
? 高純硝酸(HNO3)
? 去離子水(18 MΩ)
04
樣品制備
Sample Preparation
初始樣本準(zhǔn)備
一些樣本在 SPEX SamplePrep Freezer/Mill 中進(jìn)行了研磨。
? 研磨條件
? 2 克干果
? 程序
? 預(yù)冷 20 分鐘
? 研磨5個(gè)循環(huán)(每個(gè)循環(huán)2分鐘)
? 每個(gè)循環(huán) = 2 分鐘冷卻
? 沖擊速率 = 每秒 16 次沖擊
圖1.SPEX SamplePrep Freezer/Mill
樣本消解與分析
? 樣本在 CEM MARS 6 iWave 微波單元使用 MARSXpress Plus 容器進(jìn)行消解(圖 2 )
? 將 0.25 克樣本加入容器中,并加入 10 毫升高純硝酸
? 所有樣本和空白樣消解都使用了“食品”一鍵式方法
? 溫度:210 °C
? 升溫:20分鐘
? 保持:15分鐘
? 功率:220 – 1800 W
? 每批消解空白樣都與系列樣本一同運(yùn)行,并從隨后的結(jié)果中扣除
? 樣本消解后稀釋至 30 毫升,然后在 ICP-MS 分析前按 1:10 稀釋
圖2. 配備 iWave 溫度傳感器的 MARS 6
儀器條件
使用 Meinhard 霧化器和氣旋噴霧室,在 Agilent ICP-MS 7900 上運(yùn)行痕量元素樣本,采用表 1 中報(bào)告的譜線。使用補(bǔ)充氦氣來(lái)提高砷和鉻的響應(yīng)。
表1. 監(jiān)測(cè)的ICP-MS元素
05
結(jié)果
Results
MARS 6 搭載 MARSXpress 容器能夠徹底消解混合批次中的所有樣本。圖 3 顯示了一個(gè)典型的溫度/功率曲線,其中編程溫度為 210 °C 并保持該溫度 15 分鐘。圖中的條形圖表明,所有容器都達(dá)到了相同的溫度,以確保每個(gè)樣本都能徹底消解?!耙绘I式食品方法”具有極高的適應(yīng)性,并能精確控制能量輸出,從而允許不同樣本基質(zhì)在單個(gè)批次中運(yùn)行。210 °C 的最高溫度確保了所有樣本的完全消解,無(wú)需額外的切碎或研磨工作。對(duì)樣本進(jìn)行的研磨處理獲得了與完整水果相媲美的結(jié)果。
圖3. MARS 6 的溫度和功率圖表
表 2 顯示了各種干果中重金屬的濃度。值得關(guān)注的是,某些有毒重金屬如鉛(Pb)、鍶(Sr)和砷(As)的水平較高。
表2. 展示了干果中重金屬成分的含量(每 30 克平均份量中所含微克數(shù))
06
結(jié)論
Conclusion
總體而言,所有樣本都適合人類食用。然而,有些樣本的有毒重金屬含量確實(shí)比其他樣本高得多。這很可能是由于水果生長(zhǎng)的環(huán)境條件不同所致。
? 攝入超過(guò)建議的日常攝入量或?qū)⑦@些水果與其他食物(如面包涂抹料)一同食用,可能會(huì)導(dǎo)致重金屬濃度超出建議的每日允許量。
? 越橘樣本結(jié)果的相對(duì)一致性可能歸因于它們?nèi)可L(zhǎng)在同一個(gè)地理區(qū)域。
? 對(duì)于砷的含量,葡萄干似乎并不比葡萄或葡萄酒引起更大的健康擔(dān)憂。
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