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随着我国工农业的快速发展,生态环境的重金属污染越来越严重。食品重金属污染成为人们关注的焦点问题之一。食品重金属检测成为保障人们饮食安全的重要手段。传统的重金属检测方法存在着样品预处理复杂,仪器价格昂贵等缺陷。因此研究快速、简便、经济的重金属检测方法尤为重要和迫切。酶抑制法检测重金属具有设备简单、操作简便、检测速度快等优点。本课题就脲酶法检测食品中汞、镉展开了研究。本课题基于重金属抑制脲酶催化尿素水解产生氨,通过检测产生氨量的大小(即酶活)来定量分析食品的重金属含量。首先建立脲酶酶活检测体系,并优化脲酶酶活检测条件。脲酶酶活的检测最优条件为:脲酶用量1.0mL,反应温度为30℃,反应时间为20min,显色时间为30min。Hg2+、Cd2+对脲酶具有很强的抑制作用。随着Hg2+、Cd2+浓度的增加,脲酶酶活呈线性降低,而且二者之间具有良好的线性负相关,这说明脲酶法定量检测Hg2+、Cd2+是可行的。采用模拟的方法,研究了常见的食品成分对脲酶酶活的影响。糖类、醇类、香精、色素、蛋白质、增稠剂、防腐剂对脲酶的酶活没有影响。人工甜味剂甜蜜素和安赛蜜对脲酶有明显抑制作用;谷氨酸、甘氨酸和L-半胱氨酸对脲酶表现出了一定抑制作用;食用有机酸表现出的抑制作用,主要是由于有机酸的低pH值所引起的。这些有机酸生成相应的盐后,它们对脲酶没有抑制作用;氯化铁、硫酸镁和氯化钠对脲酶的无抑制作用,氯化钙和硫酸锌表现出对脲酶的抑制作用,硫酸铜表现出对脲酶的强烈抑制作用,其抑制率高达86%。儿茶酚对脲酶也有很强的抑制作用,其酶活抑制率达到83.6%。因此,当采用脲酶法检测重金属时,必需考虑铜离子的影响。对于酸性食品,测定前需调整至中性。该法不适于茶饮料的检测。多种成分共存时对脲酶酶活的影响还有待进一步研究。在食品中,金属离子包括重金属离子往往是共同存在的。使用掩蔽剂是消除共存金属离子干扰的一个有效方法。经过试验,发现文献中报道掩蔽剂均对脲酶产生显著的抑制作用,不适于酶法检测汞和镉,需研制新的掩蔽剂。经过反复探索,成功研制出了新的汞、镉掩蔽剂。新汞掩蔽剂为2%酒石酸钾钠:2%焦磷酸钠=1:1,掩蔽效果良好,相对误差±3.39%。新镉掩蔽剂为6.25g/L柠檬酸钠:50g/L酒石酸钾钠:20g/L氢氧化钠=3:4:1,其掩蔽效果很好,相对误差±0.59%,满足了试验要求。酶的固定化既可以提高酶的稳定性,也方便了酶的使用与储存。由于分析用酶用量很少,不需考虑酶的回收利用问题,因此,本课题采用吸附法进行了脲酶的固定化。选用了滤纸、醋酸纤维素膜、聚偏氟乙烯膜等7种载体,当使用聚偏氟乙烯膜为载体时,固定化脲酶的酶活最高。适宜的固定化方法为自然吸附法,其最佳固定化条件为:吸附时间9min,吸附温度60℃,干燥温度10℃,干燥时间30min。游离酶随着储存时间的延长,酶活迅速降低。固定化脲酶在3个月的储存期间,稳定性良好。建立了Hg2+、Cd2+的酶法检测方法。NH4+浓度与Hg2+浓度的标准曲线方程为Y=-25.329x+4.3327,R2=0.9986,对氯化汞的回收率为88.5%~104%,Hg2+检测精密度试验的RSD分别为2.7%和1.2%;NH4+浓度与Cd2+浓度的标准曲线方程为Y=-26.18x+4.3196,R2=0.9903。对氯化镉的回收率为96.2%~102%;Cd2+检测精密度试验的RSD分别为1.3%和0.7%。石墨炉原子吸收法和脲酶法检测食品(自来水、矿泉水、梨汁饮料)中Hg2+、Cd2+的结果没有显著差异,认为脲酶法的检测结果是可信的。对于酶法如何检测固态食品中的Hg2+、Cd2+含量还有待进一步研究。