重金屬污染是引起食品安全問題的重要方面，其在生物體內(nèi)具有富集效應(yīng)，過程具有隱蔽性，危害具有長(zhǎng)期性，而人類又處于生物鏈的頂端，重金屬富集效應(yīng)明顯，過量累積會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等造成損傷，對(duì)健康的危害不容小覷。

　　食品重金屬污染的來源

　　重金屬是指比重大于5的金屬，其廣泛存在于自然界中，在食品中主要以無機(jī)態(tài)、有機(jī)態(tài)和絡(luò)合態(tài)三種形式存在。食品中的重金屬來源于自然界的富集和人為的環(huán)境污染，植物通過表面吸附、滲透作用等對(duì)重金屬進(jìn)行吸收，然后又通過加工聚集、環(huán)境污染和生物富集效應(yīng)等使重金屬污染物轉(zhuǎn)移到食品中。GB2762-2017中將食品中常見的重金屬污染物進(jìn)行限量要求，有鉛、鎘、汞、砷、鉻、錫和鎳7種，其中鉛、鎘、汞、砷、鉻被認(rèn)為是人體健康危害最嚴(yán)重的5種重金屬。

　　重金屬的危害

　　重金屬與其他危害物最顯著的差別是異體排出性差，其不像其他的毒素那樣可以在肝 臟分解代謝，然后排出體外。重金屬反而容易在人體組織器官中積累，它極易積存在大腦、腎 臟等器官，漸進(jìn)式的損壞身體正常功能。重金屬進(jìn)入人體后，會(huì)與我們體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸結(jié)合。蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，在體內(nèi)起著至關(guān)重要的作用，還參與人體的代謝調(diào)節(jié)，如某些酶類和調(diào)節(jié)蛋白，當(dāng)重金屬與蛋白質(zhì)結(jié)合后，蛋白質(zhì)的活性就會(huì)降低甚至消失，相關(guān)的代謝過程就會(huì)受到干擾，從而造成機(jī)體異常的發(fā)生。當(dāng)重金屬和核酸結(jié)合，便會(huì)導(dǎo)致核酸的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得基因突變，影響細(xì)胞遺傳，產(chǎn)生畸胎或癌癥。

　　鉛、鎘、汞、砷、鉻這5種重金屬對(duì)人體的危害也是極大的。鉛：鉛及其化合物進(jìn)入機(jī)體后將對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎 臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害，鉛的入侵會(huì)破壞成年人的神經(jīng)系統(tǒng)，消化系統(tǒng)，男性生殖系統(tǒng)且影響骨骼的造血功能，進(jìn)而人出現(xiàn)頭暈、乏力、眩暈、困倦、失眠、貧血、免疫力低下，如果兒童鉛中毒則會(huì)出現(xiàn)發(fā)育遲緩、食欲不振、行走不便和便秘、失眠、多動(dòng)、聽覺障礙、注意力不集中和智力低下等現(xiàn)象；鎘：鎘對(duì)人體最大的傷害是損害腎 臟及骨骼的完整性，可使腎 臟發(fā)生慢性中毒，主要是損害腎小管和腎小球，導(dǎo)致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿。同時(shí)，由于鎘離子取代了骨骼中的鈣離子，從而妨礙鈣在骨質(zhì)上的正常沉積，也妨礙骨膠原的正常固化成熟，導(dǎo)致軟骨病；汞：汞對(duì)人體的危害較大，會(huì)使人體神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)、對(duì)腎 臟、造血系統(tǒng)、肝 臟構(gòu)成威脅，甚至造成不孕不育、胎兒畸形等；砷：砷中毒是一個(gè)以皮膚損害為主的全身性疾病，進(jìn)而可以危害人的皮膚、呼吸、消化、泌尿、心血管、神經(jīng)、造血等系統(tǒng)，嚴(yán)重者表現(xiàn)為神經(jīng)異常、呼吸困難、心臟衰竭而死亡；鉻：鉻是人體必需的一種微量元素，同時(shí)也是容易引起金屬中毒的元素之一，主要是因?yàn)槠浯嬖趦r(jià)態(tài)不同。三價(jià)鉻對(duì)人體幾乎不產(chǎn)生有害作用，六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且在肝、腎和內(nèi)分泌腺中蓄積，進(jìn)而導(dǎo)致腎 臟和肝 臟的損傷以及惡心、胃腸道不適、胃潰瘍、肌肉痙攣等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使循環(huán)系統(tǒng)衰竭。

　　重金屬的清除措施

　　重金屬化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，在自然環(huán)境中很難被降解，而常見的物理、化學(xué)等常規(guī)清除方法又面臨效果差、殘留多、成本高等問題，因此近年發(fā)展起來的生物吸附技術(shù)深受關(guān)注。生物吸附是指利用生物體本身代謝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)污染物進(jìn)行吸附，從而降低污染物對(duì)生物體的危害，具有高效、環(huán)保、低成本等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)80年代，就有研究發(fā)現(xiàn)一些真菌、細(xì)菌、放線菌等微生物具有吸附重金屬的能力，對(duì)微生物吸附的研究現(xiàn)已成為食品重金屬控制的重要方向。

　　乳酸菌的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　乳酸菌是人體腸道中定殖的一類微生物，具有改善腸道狀態(tài)、預(yù)防和治療疾病、增強(qiáng)免疫力等眾多作用，是目前主流的功能食品原料。研究指出乳酸桿菌屬、腸球菌屬、雙歧桿菌屬等多種乳酸菌具有顯著的吸附重金屬的能力，而乳酸菌中大多數(shù)是安全級(jí)別的微生物，不具有致病性，因此成為首選的微生物菌種。

　　乳酸菌對(duì)重金屬危害的抑制

　　乳酸菌對(duì)于重金屬危害的抑制主要有兩個(gè)途徑：抑制吸收和重金屬吸附。重金屬會(huì)引起腸道的氧化應(yīng)激損傷，破壞腸道的透性，從而加大重金屬的吸收，乳酸菌能夠抑制腸道氧化應(yīng)激和炎癥水平，從而維持腸道的正常狀態(tài)，減少重金屬的吸收和積累。在吸附方面則有兩個(gè)階段，一是乳酸菌表面的吸附作用，細(xì)胞壁是細(xì)胞與重金屬接觸的第一環(huán)節(jié)，細(xì)胞壁主要由多糖、酸類等組成，其形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于重金屬的吸附，同時(shí)表面含有的羧基、羰基和磷酸二酯鍵等負(fù)電荷基團(tuán)，可作為與重金屬的結(jié)合位點(diǎn)，能夠吸附金屬陽離子，發(fā)生靜電吸附作用；二是細(xì)胞的主動(dòng)吸收，細(xì)胞表面的一些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將表面吸附的重金屬轉(zhuǎn)移至胞內(nèi)，并在細(xì)胞中積累，從而降低環(huán)境中的重金屬含量。

　　乳酸菌吸附的影響因素

　　乳酸菌對(duì)重金屬的吸附主要取決于菌種和吸附活性，菌種決定了細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和主動(dòng)吸收能力，因此菌種的選擇直接關(guān)乎重金屬的吸附效果，也比如植物乳桿菌對(duì)鉛和鎘具有很好的吸附效果，但對(duì)砷的吸附效果較差。乳酸菌的吸附活性則與溫度、pH、接觸時(shí)間和重金屬濃度等有關(guān)。

　　乳酸菌清除重金屬的研究現(xiàn)狀

　　乳酸菌對(duì)重金屬的清除效果在動(dòng)物試驗(yàn)中已經(jīng)得到驗(yàn)證，未來在菌株篩選、條件驗(yàn)證方面將有更細(xì)致的研究。從目前研究數(shù)據(jù)分析，乳酸菌在飼料養(yǎng)殖行業(yè)等上游產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，除了能夠提高成活率與產(chǎn)量外，還可以有效緩解重金屬的富集效應(yīng)，從而減少人體與重金屬的接觸。同樣，在功能保健食品中，乳酸菌在抑制重金屬毒性方面的開發(fā)也將是全新的命題，其價(jià)值日益凸顯。