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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
檢測樣品:果醬 堅果醬
檢測項目:重金屬
方案概述:在這項研究中,對各種干果(包括葡萄干)和面包涂抹醬(包括水果涂抹醬、花生醬,、堅果黃油,、酵母涂抹醬和可可涂抹醬)樣品進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。
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 80 年代末和 90 年代,砷基殺蟲劑,,特別是砷酉夋鉛,,一直在世界各地廣泛使用。盡管砷殘留在本世紀初就被認為是一個潛在的問題,,但砷酉夋鉛仍是全美使用蕞廣泛的殺蟲劑之一,,在 20 世紀 40 年代一直被用于數(shù)百萬英畝的農(nóng)作物上。砷酉夋鉛是果園中蕞常用的殺蟲劑,,許多果園仍在使用砷酉夋鉛,,因此砷污染的可能性依然存在。重金屬殺蟲劑被設計成具有持久性,,在被禁用幾十年后仍會造成環(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。對葡萄,、堅果和可可豆等個別涂抹醬成分的研究報告顯示,,其中含有大量重金屬污染。在這項研究中,,對各種干果(包括葡萄干)和面包涂抹醬(包括水果涂抹醬,、花生醬、堅果黃油、酵母涂抹醬和可可涂抹醬)樣品進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,。

在這項研究中,從美國,、英國和德國的不同商店獲得了流行的有機和普通葡萄干,、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,,榛子醬位居木旁首。堅果黃油最大的增長領域是亞洲,,因為各種樹堅果黃油正被引入日常飲食中,。據(jù)估計,2018 年堅果類和甜味涂抹產(chǎn)品的銷售額為 57.5 億歐元,,比 2013 年增長了 65%,。那么,為什么堅果黃油如此受歡迎呢,?堅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)品怎么會對我們有害呢,?由于花生和樹堅果以植物為基礎,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,。
由于人們越來越意識到干果的營養(yǎng)價值和便利性,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,,但卻遠不如葡萄干類干果健康,。
據(jù)報道,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)價值,包括維生素 C 和 K,,可促進血液凝固,。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 認證預備標準
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:初始校準驗證標準
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
預冷20分鐘
研磨5個周期(每個周期2分鐘)
每個周期 = 2分鐘冷卻
沖擊速率 = 每秒16次沖擊
初始擴展樣品制備
使用液氮對面包涂抹醬進行冷凍,,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消解容器的底部,而這在面包涂抹物處于室溫時是很難做到的,。

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
所有樣品和空白對照均采用“食品”一鍵消解法進行消解
溫度:210°C
爬坡:20 分鐘
保持:15分鐘
功率:220-1800瓦
與每批樣品同時運行消解空白,,并從隨后每個系列的結果中減去
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 上進行痕量元素分析,采用 Menhard 帶旋風噴霧室的霧化器,,使用表 1 中的線路,。使用補充氦氣提高了砷和鉻的響應速度。
表1. ICP-MS 監(jiān)測的元素
04 成果
面包醬
配備 MARSXpress 容器的 MARS 6 能夠完荃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,,所有容器都達到了相同的溫度,,以確保完荃消解每個樣品。

圖3. 來自 MARS 6的溫度和功率圖
表 2 中的 ICP-MS 分析結果顯示,,許多樣品中的重金屬鈾 (U)、鉛 (Pb),、砷(As),、鍶 (Sr) 和鎘 (Cd) 含量高于預期水平。有趣的是,,杏仁,、腰果和榛子等樹堅果黃油中的鈾 (U) 含量很高,而花生醬中的鈾 (U)含量卻很低,。這可能與堅果在收獲前在植物上停留的時間長短有關,。同樣值得注意的是,一些堅果中的鉛(Pb)含量接近全球一些監(jiān)管機構規(guī)定的兒童每日最高阝艮量,。
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 能夠完荃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,所有容器都達到了相同的溫度,,以確保完荃消解每個樣品,。一鍵式食品分析法用途廣泛,使用精確的功率,,可在一個批次中運行不同的樣品基質(zhì),。210℃ 的最高溫度可完荃消解所有樣品,而無需額外的切碎或研磨,。研磨樣品的結果與整個水果相當,。
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 結論
雖然花生醬和樹堅果黃油是蛋白質(zhì),、維生素和礦物質(zhì)的絕亻圭來源,,但人們應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,,與樹堅果黃油相比,,花生醬中的有毒金屬含量似乎蕞低。
生產(chǎn)商應了解其產(chǎn)品中的重金屬含量,,并告知消費者產(chǎn)品中是否含有高含量的重金屬,。重金屬應作為營養(yǎng)標簽的一部分進行報告,以確保消費者知情,。
一般來說,,所有樣本對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,。
如果攝入量超過建議的每日攝入量,或將其中一些水果與其他食物(如面包涂抹醬)一起食用,,可能會導致重金屬濃度超過建議的每日允許量,。
蔓越莓樣本結果的相對一致性可能與它們生長的地理區(qū)域有關。
與葡萄或葡萄酒相比,,葡萄干中的砷似乎不會對健康造成更大的影響,。
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