大棚種植鐵皮石斛的重金屬含量與健康風(fēng)險評價

倪張林，喻 晴，何玲吉，湯富彬

（中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所國家林業(yè)局經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心（杭州），浙江杭州 311400）

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大棚種植鐵皮石斛的重金屬含量與健康風(fēng)險評價

倪張林，喻 晴，何玲吉，湯富彬

（中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所國家林業(yè)局經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心（杭州），浙江杭州 311400）

摘 要：為研究重金屬對鐵皮石斛食用安全性的影響，利用ICP-MS技術(shù)測定了浙江地區(qū)大棚種植鐵皮石斛的重金屬含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所調(diào)查的4個地區(qū)鐵皮石斛樣品中，重金屬Pb，Cd和As符合浙江省的地方標(biāo)準(zhǔn)DB33 635.4—2007《無公害鐵皮石斛第4部分安全質(zhì)量要求》，利用日攝入量和目標(biāo)風(fēng)險指數(shù)（THQ）對浙江省大棚種植鐵皮石斛中進(jìn)行健康風(fēng)險評價，發(fā)現(xiàn)日攝入量遠(yuǎn)低于FAO/WHO推薦的參考劑量；THQ估算結(jié)果顯示，單一重金屬的THQ值均低于1，表明正常消費(fèi)鐵皮石斛基本不產(chǎn)生健康風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：ICP-MS；鐵皮石斛；重金屬；健康風(fēng)險評價

文獻(xiàn)著錄格式:倪張林，喻晴，何玲吉，等.大棚種植鐵皮石斛的重金屬含量與健康風(fēng)險評價［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（6）: 844-846.

隨著人類回歸大自然的浪潮日益高漲，人們對傳統(tǒng)藥物保健品日益重視，中藥保健品的逐步全球化已是必然趨勢，但近年來由于環(huán)境污染和栽培方式等原因，中藥材中重金屬含量時有超標(biāo)［1-2］，嚴(yán)重影響著藥材的品質(zhì)及出口。鐵皮石斛是一種具有較高食用和藥用價值的草本植物，可用于治療慢性萎縮性胃炎、高血壓、糖尿病、抗腫瘤和抗衰老等［3-4］。由于其獨(dú)特的功效，被列為“中華九大仙草”之首，在業(yè)界享受“北人參南楓斗”的美譽(yù)。鐵皮石斛的消費(fèi)量每年增速較快。至2014年，浙江鐵皮石斛基地面積超過2 000 hm2。

鐵皮石斛屬于多年生草本植物，與傳統(tǒng)中草藥的種植方式不同，鐵皮石斛采用松樹皮作為培養(yǎng)基質(zhì)，栽培期間施用一定量的有機(jī)肥或者緩釋肥；一般從小苗到可采收需要3年時間，3年后每隔8—12個月可進(jìn)行1次采收。莖干是鐵皮石斛主要入藥和可食用部分，作為保健品可洗凈后直接新鮮食用，也可干制后食用。本研究針對浙江省內(nèi)13個規(guī)模鐵皮石斛種植基地的石斛樣品及其基質(zhì)進(jìn)行取樣，對其5種重金屬（Pb，Cd，As，Hg和Cu）污染狀況進(jìn)行調(diào)查，采用日攝入量和目標(biāo)風(fēng)險指數(shù)對鐵皮石斛的食用安全進(jìn)行健康風(fēng)險評價，為居民鐵皮石斛食用安全提供可靠的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AL104萬分位天平（瑞士METTLERTOLEDO公司）；NexIon 300DICP-MS（美國PerkinElmer公司）；Mars6微波消解儀（美國CEM公司）；試驗純水由Milli-Q純水儀（美國Merck Millipore公司）制備，用于定容的50 mL刻度離心管（美國Corning公司）為聚丙烯材質(zhì)，使用前用5%硝酸清洗2次，自然晾干待用。硝酸（優(yōu)級純，德國CNW公司）；過氧化氫（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；重金屬單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、內(nèi)標(biāo)物、GBW10020柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；質(zhì)譜調(diào)諧液（美國PerkinElmer公司）。

1.2 樣品采集

采集時間為2015年5和6月，根據(jù)浙江省鐵皮石斛種植基地的規(guī)模和數(shù)量樣品采集于浙江省溫州市（5個基地，22個樣品）、臺州市（3個基地，11個樣品）、金華市（3個基地，9個樣品）和杭州市（3個基地，13個樣品）的鐵皮石斛大棚種植基地，采集粗壯且長度不小于15 cm的莖干，同時采集其種植基質(zhì)，根據(jù)基地規(guī)模，每個基地采集不少于3份石斛樣品及其對應(yīng)的基質(zhì)。采集后的樣品及時帶回實驗室，樣品用食品粉碎機(jī)粉碎，裝入封口袋置于冰箱中-18℃低溫保存。

1.3 樣品前處理

稱取約0.2 g樣品（精確到0.000 1g）于聚四氟乙烯消化管中，加入5 mL硝酸，放置于趕酸爐上150℃預(yù)消解30 min，冷卻后加入2 mL硝酸和1 mL過氧化氫，密封好消化管，放入微波消解器，微波消解程序見表1，消解完畢后，再放置到趕酸爐上，再以160℃趕酸至管內(nèi)液體剩余1 mL左右，冷卻后，用純水少量多次洗滌定容至25 mL，上機(jī)備用，每個樣品至少做3個平行，同時做樣品空白。

表1　微波消解程序

1.4 樣品分析

在進(jìn)行樣品分析前，儀器工作條件見表2。

表2　ICP-MS工作參數(shù)

1.5 方法檢出限、準(zhǔn)確度和精密度

按1.4所述的方法制備11個獨(dú)立的空白溶液，然后對其進(jìn)行測定，計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，最低檢出濃度為其3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差（表3），最后再根據(jù)稱樣量和定容體積計算其方法檢出限。由表可知，各元素的方法檢出限均滿足檢測要求。在上述儀器條件下，采用實際樣品進(jìn)行精密度測試，除Hg元素外（由于實際樣品中Hg含量都在檢出限附近），各元素的精密度在0.5%～4.2%（n =6），方法穩(wěn)定。為證實方法的準(zhǔn)確度，測定了與鐵皮石斛樣品同時處理的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)豆角（GBW10021）。從表4中可看出，測定值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)，表明方法準(zhǔn)確。

表3　ICP-MS法測定的檢測限、精密度和準(zhǔn)確度

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵皮石斛中重金屬分布情況

由表4可知，6種重金屬在溫州、杭州、金華地區(qū)的鐵皮石斛中平均含量水平順序為Cu＞Cr＞Cd＞Pb＞As＞Hg，而臺州地區(qū)的樣品中Cu＞Cr＞Pb＞Cd＞As＞Hg。浙江省的地方標(biāo)準(zhǔn)DB33 635.4—2007《無公害鐵皮石斛第4部分安全質(zhì)量要求》［5］規(guī)定了其中Pb，Cd和As限量分別為0.2，0.2和0.5 mg·kg-1。此次分析的4個地區(qū)的55份樣品中均未出現(xiàn)超標(biāo)情況，且大部分樣品遠(yuǎn)低于限量標(biāo)準(zhǔn)。就這3個元素而言，Pb的平均含量為杭州＞臺州＞溫州＞金華，溫州和金華地區(qū)的含量無顯著性差異；Cd的平均含量為金華＞杭州＞溫州＞臺州；金華、杭州和臺州地區(qū)的As含量無顯著性差異，溫州地區(qū)樣品略低于這3個地區(qū)。另外，Hg元素在大部分鐵皮石斛樣品中未檢出，Cr的含量與許多植物性產(chǎn)品含量相當(dāng)［5］。

2.2 日攝入量和目標(biāo)風(fēng)險指數(shù)的評價

重金屬對人體的毒害程度依賴于日攝入量（DIR）。

DIR=（C×D）/B［6］。

式中: C，D，B分別代表重金屬在鐵皮石斛中的含量（metal）、每人日攝入的鐵皮石斛的量（food intake）和平均體重（averageweight）。按照浙江人鐵皮石斛食用習(xí)慣，本文中鐵皮石斛的D值為0.05 kg·人-1），B取值為60 kg。估算結(jié)果表明，大棚種植鐵皮石斛對重金屬的日攝入量遠(yuǎn)低于FAO/WHO推薦的參考劑量（表5），表明食用大棚種植鐵皮石斛的風(fēng)險較低。

表4　鐵皮石斛樣品中重金屬的分布

表5　鐵皮石斛日攝入量和目標(biāo)風(fēng)險指數(shù)值

利用目標(biāo)風(fēng)險指數(shù)（THQ）可以評價當(dāng)?shù)鼐用裣M(fèi)鐵皮石斛后產(chǎn)生的健康風(fēng)險。

THQ=10-3×（EF×ED×FIR×C/RFD×WA× TA）。

式中: EF是暴露頻率（365 d·a-1）［1］；ED是暴露持續(xù)時間，相當(dāng)于平均壽命（70 a）；FIR是食物攝入量（kg·人-1·d-1）；C是食物中重金屬的含量（mg·kg-1）；RFD是日參考劑量（mg·kg-1· d-1）（數(shù)據(jù)來源于USEPA）；WA是平均體重（60 kg）；TA為平均暴露時間（本研究設(shè)為30 a）。由表可知，重金屬THQ值遠(yuǎn)小于1，意味著日常食用鐵皮石斛健康風(fēng)險很低。

3 小結(jié)

所調(diào)查的浙江省4個地區(qū)鐵皮石斛樣品中重金屬Pb，Cd和As符合浙江省的地方標(biāo)準(zhǔn)DB33 635.4—2007《無公害鐵皮石斛第4部分安全質(zhì)量要求》，同時重金屬Cr，Hg含量水平較低，與普通可食農(nóng)產(chǎn)品含量水平相當(dāng)，低于人參、冬蟲夏草、枸杞等保健食品。

利用DIR和THQ進(jìn)行健康風(fēng)險評價發(fā)現(xiàn)，日攝入遠(yuǎn)低于FAO/WHO推薦的參考劑量；估算結(jié)果顯示，單一重金屬的THQ值均低于1，表明正常消費(fèi)鐵皮石斛基本不產(chǎn)生健康風(fēng)險。

參考文獻(xiàn):

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［3］ 黃民權(quán)，蔡體育，劉慶倫.鐵皮石斛多糖對小白鼠白細(xì)胞數(shù)和淋巴細(xì)胞移動抑制因子的影響［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，1996（3）: 39-41.

［4］ 張紅玉，戴關(guān)海，馬翠，等.鐵皮石斛多糖對S180肉瘤小鼠免疫功能的影響［J］.浙江中醫(yī)雜志，2009，44（5）: 380-381.

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［6］ 孫亞芳，王祖?zhèn)ィ蟼c，等.天津污灌區(qū)小麥和水稻重金屬的含量及健康風(fēng)險評價［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2015（4）: 679-685.

（責(zé)任編輯：張瑞麟）

中圖分類號：S567

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：0528-9017（2016）06-0844-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160614

收稿日期:2016-01-27

基金項目:浙江省省院合作林業(yè)科技項目（2014SY12）

作者簡介:倪張林（1982—），男，浙江杭州人，實驗師，碩士，從事可食林產(chǎn)品中無機(jī)元素檢測和研究工作，E-mail: 13819144748 @163.com。

通信作者:湯富彬，E-mail: tfb22@163.com。