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海藻中砷、铝、镉形态分析技术的研发与应用

文献类型: 获奖成果

作者:

获奖名称: 科学技术奖

获奖等级: 二等奖

第一完成单位: 中国水产科学研究院黄海水产研究所

获奖时间: 2017

摘要: 本成果是在中华人民共和国水产行业标准《海藻中无机砷的测定 高效液相色谱—氢化物发生原子荧光法 》的制定(项目编号:2008-10167),中华人民共和国水产行业标准《海藻及其制品中三价铝的测定 高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱法》的制定(项目编号:2011-516),2010年无公害安全检测项目—藻类质量安全状况普查,2011年农产品质量安全监管专项经费—藻类产品中重金属存在形态及检测方法研究等课题的支持下完成。 我国是世界上海藻养殖和消费大国,也是主要的出口国,海藻产业是我国沿海地区渔业经济的重要组成部分。由于检测方法不当或缺乏,加之海藻具有吸附金属离子的特性,导致有害元素成为影响海藻食用安全的重要因素。特别是近年来由无机砷、铝、镉等有害元素超标事件引发的海藻食用安全问题日益受到社会各界的关注和重视。由于砷、铝、镉的生态效应和毒性取决于其存在形态,且不同形态元素的毒性相差甚远,因此,在对海藻中砷、铝、镉等有害元素进行食用安全评价和风险评估时,仅测定元素总量意义不大,亟需开展海藻中砷、铝、镉的形态分析研究。 本成果在海藻中砷、铝、镉形态分析技术方面获得重大突破。解决了海藻中无机砷的提取、分离等关键技术,在国内首次创建了“海藻中无机砷的测定 高效液相色谱—氢化物发生原子荧光法”,新方法具有灵敏度高,精密度好,线性范围宽,分析成本及仪器设备价格低等特点,已形成农业部行业标准报批稿,并被授权国家发明专利一项。在国内应用新技术完成了首次海藻中无机砷的本底普查并进行了砷限量指标的再评价研究;并进一步揭示了在海藻不同生长周期以及胃肠仿生消化液作用下,海藻中砷形态的转化规律。 在国内首次进行了海藻中铝的赋存形态研究,发现海藻中的铝主要以有机铝(AlONL)形态存在(占总铝含量的82.0%~87.6%),解决了海藻中自由态三价铝(A13+)的提取、分离、净化等关键技术,首次创建了“海藻及其制品中三价铝的测定 高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱法”,新建方法已形成行业标准报批稿,以上形态分析技术的建立均采用目前国内外最先进的色谱与原子光谱质谱联用的技术手段研发的,该技术适用于干、鲜海藻、盐渍及调味等所有水产品中砷、铝、镉的形态分析;回收率≥88%,精密度<5%。首次应用新方法分析发现海藻中易被生物体吸收而产生毒性地自由态三价铝 (A13+)仅占总铝含量的1.29%~6.24%。 本成果揭示了海藻中镉的赋存形态,证明海藻中镉主要以有机态镉形式存在,运用HPLC-ICP-MS联用技术分析指出海藻中的镉可以与植物螯合肽、GSH等有机物结合成有机镉,而无机态镉仅占总镉含量的0.4%~9.2%,并阐明了在海藻不同生长周期,不同生长部位以及胃肠仿生消化液作用下,海藻中镉的形态转化规律。 本成果具有明显的创新性,达到了国际先进水平。突破了目前国内外仅有的铝、镉总量的测定方法,修正了原国标中无机砷检测方法的缺陷。在国内率先创建了“海藻中无机砷的测定 高效液相色谱—氢化物发生原子荧光法”、“海藻及其制品中三价铝的测定 高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱法”,填补了我国海藻中铝、镉形态分析技术的空白,对科学开展其风险分析,引导消费者对水产品中砷、铝、镉可能引起的危害有全面、正确的认识,为提高我国海藻食品的食用安全性,推动我国海藻食品国际贸易的发展,确保海藻产业的健康可持续发展提供重要数据支持和技术支撑,具有巨大的经济效益和社会效益。

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