5种市售坚果类产品部分营养成分及重金属元素分析
作者: 周启武 唐兴莹 李志宏 张婧懿 杜玉红 张国昌
摘要 [目的]分析坚果中的粗脂肪、蛋白质、水分及Mn、Ni、Cr、Pb和Cd 5种重金属元素含量差异,并进行重金属的膳食暴露风险评估。[方法]分别以5种市售坚果类产品为样品,参照国家标准对粗脂肪、粗蛋白质、水分及重金属元素4类物质测定含量,依据GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》对样品中重金属超标情况进行判定,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法及ADI指数对坚果中重金属污染程度与安全风险进行评价。[结果]除板栗外,澳洲坚果、葵花籽、红花生和核桃中的水分含量较低(3%左右)且脂肪含量均较丰富(45%~68%),蛋白质含量较高的是葵花籽和红花生。全部样品中均含有被检的5种重金属元素,其中Mn含量最高(澳洲坚果>核桃>板栗>葵花籽>红花生),其次是Ni(澳洲坚果>葵花籽>红花生>核桃>板栗),Cr在红花生中含量最高(1.138 mg/kg)且超出GB 2762—2017标准,Pb和Cd均在葵花籽中含量最高(分别为0.170、0.176 mg/kg);Cr、Pb和Cd的单因子污染指数符合安全范围,葵花籽和红花生的内梅罗综合污染指数达警戒线,经ADI值评定5种坚果中的3种危害元素均符合FAO/WHO和EPA限量标准。[结论]选取的板栗、澳洲坚果、葵花籽、红花生和核桃具有较高的营养价值,含有随机检测的5种重金属元素,Cr、Pb和Cd 3种危害元素均不会产生健康危害,可安全食用。
关键词 坚果;营养成分;重金属;安全评价
中图分类号 TS255.7文献标识码 A文章编号 0517-6611(2022)19-0193-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.19.046
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis of Some Nutrients and Heavy Metal Elements in 5 Kinds of Nut Products on the Market
ZHOU Qi-wu,TANG Xing-ying,LI Zhi-hong et al
(College of Biotechnology and Engineering,West Yunnan University,Lincang,Yunnan 677000)
Abstract [Objective] To analyze the differences in crude fat,crude protein,moisture,and the content of five heavy metal elements including Mn,Ni,Cr,Pb and Cd in nuts,and to assess the dietary exposure risk of heavy metals.[Method]Taking 5 kinds of commercially available nut products as samples respectively,the contents of crude fat,protein,moisture and heavy metal elements were determined according to national standards,the excessive heavy metals in the samples were determined GB 2762-2017 National Food Safety Standard-Limits of Contaminants in Foods.The single factor pollution index,Nemerow comprehensive pollution index and ADI index were used to evaluate the heavy metal pollution degree and safety risk in nuts.[Result]In addition to chestnuts,macadamia nuts,sunflower seeds,red peanuts and walnuts had low moisture content (about 3%) and rich fat content (45%-68%),and sunflower seeds and red peanuts have higher protein content.All samples contained five heavy metal elements tested,of which Mn content was the highest (macadamia nuts>walnuts>chestnut>sunflower seeds>red peanuts),followed by Ni (macadamia nuts>sunflower seeds>red peanuts>walnuts>chestnuts),Cr was the highest in red peanuts (1.138 mg/kg) and exceeded the GB 2762-2017 standard,Pb and Cd had the highest content in sunflower seeds (0.170 mg/kg,0.176 mg/kg).The single factor pollution index of Cr,Pb and Cd met the safety range,and the Nemeiro comprehensive pollution index of sunflower seeds and red peanuts had reached the warning line.According to the ADI value,the three hazardous elements in the five kinds of nuts were in line with FAO/WHO and EPA limit standard.[Conclusion]The selected chestnuts,macadamia nuts,sunflower seeds,red peanuts and walnuts have high nutritional value,and five randomly selected heavy metal elements are detected,the three harmful elements of Cr,Pb and Cd do not cause health harm,all five kinds of nuts are safe to eat.
Key words Nuts;Nutrient content;Heavy metal;Safety evaluation
营养是健康的基础,关系到每个人体的健康,也关系到整个国家的国民素质的提高。坚果作为植物的精华部分,已被选定为现代人的10大营养食品之一,作为当前重要的一类营养健康的高档零食备受人们喜爱。坚果富含大量的生物活性成分和营养素[1],对人体健康有重要作用[2],如澳洲坚果可预防动脉粥样硬化[3-4];板栗有抗高血压、冠心病、降血脂及增强体质等功效[5-6];花生有驻颜延年、强身健脑、提高智力等保健功能[7];核桃有预防心血管疾病、肥胖症、糖尿病等活性物质[8-9];葵花籽有抗氧化、清除自由基、预防慢性病和提高免疫力等作用[10-13]。《中国居民膳食指南(2016)》建议,成人每天应摄入25~35 g大豆及坚果类。
我国作为全世界最大的坚果生产与消费国,资源较丰富,其中澳洲坚果(Macadamia ternifolia)被誉为世界上最佳的食用坚果,我国还是世界澳洲坚果之乡[14],板栗(Castanea mollissima Blume)被誉为“干果之王”[15],花生(Arachis hypogaea Linn.)有“长生果”之美称[7]等,核桃(Juglans regia L.)在我国种植面积和产量居世界首位[8],葵花籽(Helianthus annuus)在我国全部油料资源中排名第二[11],它们都具有较大的精深加工价值和市场潜力。然而,目前国内外对以上坚果的研究主要集中于某品种或某地区单一产品的常规营养成分测定和活性功能评价,研究比较单一化,具有局限性,不能很好地从消费终端来反映不同来源和品种的坚果产品主要营养成分差异及重金属污染情况。基于此,该研究随机选择了当前市场上销售的来源和品种不同的澳洲坚果、板栗、红花生、葵花籽和核桃5种坚果类产品,从整体营养价值和安全评价的角度对其水分、粗脂肪、蛋白质及主要重金属含量进行测定分析,以期为生产商和消费者科学合理选择坚果原料及坚果产品提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试材。该研究分别从云南省临沧市临翔区、西双版纳州勐海县、楚雄州大姚县等地市场上随机采购了澳洲坚果、红花生、板栗、核桃和葵花籽5种散装坚果产品各500 g,置于自封袋密封保存后带回实验室作为研究对象(表1),将采购回的5种坚果产品按食品检测要求去壳、去皮,贮存备用。
1.1.2 试剂。石油醚、氢氧化钠、95%乙醇、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);盐酸(优级纯,国药集团化学试剂有限公司);硼酸、99%硫酸钾、硫酸铜(分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);硫酸(优级纯,四川西陇科学有限公司);硝酸(电子纯,美国默克公司);Multi-element Calibration Standard 2A混合标准溶液(色谱纯,美国Agilent公司);ICP-MS lnternal Std Mix 内标混合标准溶液、100 mg/L金元素混合标准溶液、GBW(E)080263锰单元素溶液标准物质、GBW(E)080923铅单元素溶液标准物质、GBW(E)080119镉单元素溶液标准物质、GBW08614铬单元素溶液标准物质、GBW08618镍单元素溶液标准物质(色谱纯,中国计量科学研究院);氩气、氦气(≥99.995%,昆明宏发得利气体有限公司);试验用水均为超纯水。
1.1.3 仪器与设备。SOXTEC TM8000索氏提取仪,丹麦福斯集团(中国)有限公司;Kjeitec 8400凯式定氮仪、Agilent7800电感耦合等离子体质谱仪,美国安捷伦公司;Sartorius BSA224S1电子天平,赛多利斯(北京)公司;Anton Paar MW PRO-T50高压微波消化器,奥地利安东帕(中国)有限公司;SCIENTE SB-52000超声清洗仪,宁波新芝生物科技有限公司;DHG-9070A电热鼓风干燥箱,上海浦东荣丰科学仪器有限公司;CS-800高速多功能粉碎机,武义海纳电器有限公司;DHG-9626A电热鼓风干燥箱,上海久然仪器设备有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 主要营养成分测定。
5种坚果中粗脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》索氏提取仪抽提法进行测定;蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法进行测定,以试剂作空白对照;水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》直接干燥法进行测定。
1.2.2 重金属含量测定。
重金属元素含量参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行测定;称取试样0.2 g于消化管中,加入5 mL硝酸,加盖放置1 h,按高压微波消化器设定程序加热消解(表2)。消解完后冷却至100 ℃左右,取出自然降到室温并于超声水浴箱中超声脱气5 min,用超纯水定容至25 mL备用,其中设2个空白。
ICP-MS工作条件测定前,对仪器的射频功率、等离子体气流量、载气流量、辅助气流量等操作条件和参数进行调谐,以得到最佳灵敏度,ICP-MS工作条件如表3所示。元素分析模式及内标选择根据ICP-MS待测Cr、Mn、Ni、Cd和Pb 5种元素选择对应的分析模式,并严格按照GB 5009.268—2016选择待测元素所对应的同位素和内标元素,见表4。
先测定待测元素和内标元素的信号响应值,再用电感耦合等离子体质谱法测定空白溶液和试样溶液,按照标准曲线和公式(1)计算消解液中待测元素的浓度。