宜昌茶葉中高氯酸鹽污染現(xiàn)狀分析

劉麗 彭西甜 彭茂民 夏珍珍 胡西洲 鄭丹 張仙 夏虹

[摘要]對(duì)湖北宜昌主要產(chǎn)茶區(qū)域中高氯酸鹽的污染情況進(jìn)行抽樣，采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)。結(jié)果表明，32批次茶葉樣品中，高氯酸鹽的檢出率為100%，所檢出樣品的高氯酸鹽含量在0.07～1.5mg/kg之間，檢出樣品平均值為0.52mg/kg，低于歐洲食品安全局EFSA所建議的高氯酸鹽限值。宜昌地區(qū)茶葉中高氯酸鹽的濃度水平不高，污染風(fēng)險(xiǎn)可控。

[關(guān)鍵詞]茶葉;高氯酸鹽;污染;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜

[中圖分類號(hào)]S571.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

茶葉作為世界公認(rèn)的健康飲料，其飲用量?jī)H次于水。茶葉中含有茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡堿、茶葉皂甙等多種功能成分，具有降血脂、降血糖、保健、抗癌等多種功效，深受各國(guó)消費(fèi)者的青睞。我國(guó)是一個(gè)茶葉產(chǎn)出大國(guó)，茶葉在我國(guó)的西南、華南、江南、江北都有著廣泛的分布。而且，我國(guó)的茶葉在國(guó)外也是十分有名，在歐洲一直暢銷。但是最近中國(guó)茶葉在歐洲的檢測(cè)中高氯酸鹽含量超標(biāo)引起了我們的關(guān)注，茶葉質(zhì)量安全是制約我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

高氯酸鹽是一種有毒化學(xué)物質(zhì)，在自然界存在于土壤的比例很低，然而在發(fā)射航天飛船、人造衛(wèi)星和導(dǎo)彈所用火箭的燃料中大量存在。航天燃料會(huì)擴(kuò)散污染環(huán)境，并對(duì)人和其他生物造成危害。高氯酸鹽可以干擾甲狀腺素的合成與分泌，從而影響人體正常的新陳代謝，阻礙人體的生長(zhǎng)與發(fā)育，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育期的兒童影響尤為嚴(yán)重，一旦嬰幼兒體內(nèi)的高氯酸鹽過(guò)量，兒童會(huì)出現(xiàn)智商偏低、學(xué)習(xí)障礙、發(fā)育遲緩、多動(dòng)癥、注意力分散，甚至?xí)霈F(xiàn)弱智等癥狀。高氯酸根與碘離子結(jié)構(gòu)類似，其能夠抑制基體甲狀腺對(duì)碘離子的吸收，干擾其正常功能，進(jìn)而影響機(jī)體的正常代謝和發(fā)育。同時(shí)，高氯酸根的中心氯原子周圍是四面體排列的氧原子，一定程度上限制了還原劑與氯原子作用，在常溫下化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，其在環(huán)境中可能穩(wěn)定保存數(shù)十年。同時(shí)，高氯酸鹽水溶性高，流動(dòng)性強(qiáng)，茶葉種植過(guò)程中的灌溉用水、化學(xué)投入品、土壤等基質(zhì)中都有可能遷移帶入高氯酸鹽，導(dǎo)致茶葉受到高氯酸鹽的污染。

2016年歐盟檢出中國(guó)出口的茶葉中有高含量的高氯酸鹽，擬設(shè)置高氯酸鹽0.75mg/kg的限量標(biāo)準(zhǔn)。因此，開(kāi)展茶葉中高氯酸鹽的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障消費(fèi)者的身體健康，化解公眾在茶葉消費(fèi)中對(duì)高氯酸鹽污染的顧慮，促進(jìn)我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。本文對(duì)湖北宜昌主要產(chǎn)茶區(qū)的茶葉進(jìn)行抽樣，采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)宜昌地區(qū)32批次茶葉樣品進(jìn)行高氯酸鹽的污染情況監(jiān)測(cè)，為宜昌地區(qū)茶葉質(zhì)量安全監(jiān)管提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

對(duì)湖北省宜昌地區(qū)茶葉生產(chǎn)基地（合作社）進(jìn)行抽樣，共抽取茶葉樣品32份。實(shí)驗(yàn)所用甲酸、甲酸銨（均為色譜純）購(gòu)自FisherScientific公司;乙腈（分析純）購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán);石墨化炭黑GCB（120-400目）購(gòu)自天津博納艾杰爾科技有限公司;親水的聚四氟乙烯（PTFE）針頭過(guò)濾器（13mm，0.22μm）購(gòu)自天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。高氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（1000μg/mL）購(gòu)于上海安普實(shí)驗(yàn)科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

采用超高效液相色譜-串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)所抽樣品高氯酸鹽進(jìn)行測(cè)定。其中液相部分為L(zhǎng)C-30AD液相色譜儀（日本Shimadzu公司），質(zhì)譜部分為ABSCIEX公司的Qtrap4500串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，數(shù)據(jù)采集通過(guò)Analyst@工作站，數(shù)據(jù)處理為MultiQuant分析軟件。實(shí)驗(yàn)所用TDL-5C臺(tái)式大容量離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）;Milli-Q超純水處理儀（美國(guó)Millipore公司）;MS3型渦旋儀（德國(guó)IKA公司）;ME-2002E102型電子天平（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

以去離子水逐級(jí)稀釋至中間標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)實(shí)測(cè)樣品情況，以高氯酸根含量較低的茶葉樣品提取液配制0.0005mg/L、0.001mg/L、0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.4 儀器條件

1.4.1 色譜條件。色譜柱：默克SeQuant@ZIC-HILIC（150mm×2.1mm，3.5μm）;流動(dòng)相：A為含0.1%甲酸的20mmol/L甲酸銨水溶液，B為乙腈，梯度洗脫。初始為3%的A，保持3分鐘;在1分鐘內(nèi)，A線性變換為50%，保持4分鐘;在0.1分鐘內(nèi)，A線性變換為3%，保持3.9分鐘;全程共12分鐘。流速始終保持0.3mL/min。

1.4.2 質(zhì)譜條件。離子源：電噴霧（ESI）;掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）負(fù)離子掃描模式;離子化電壓（IS）：-4500V;離子源溫度：550℃;氣簾氣（CUR）：40psi;噴霧氣（GSI）：60psi;輔助加熱氣（GS2）：60psi;碰撞氣：Medium。

1.5 樣品前處理

稱取2.00g茶葉樣品，加入20mL提取溶劑（50%乙腈/水），以2500rpm渦旋提取5分鐘。以5000rpm離心5分鐘，取上清液1mL至含有200mg石墨化炭黑GCB的離心管，以2500rpm渦旋2分鐘，以5000rpm離心10分鐘，經(jīng)0.22μm親水聚四氟乙烯（PTFE）針頭過(guò)濾器過(guò)濾，進(jìn)樣分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜圖

0.2mg/L的高氯酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液以10μL/min的流速進(jìn)行流動(dòng)注射，掃描母離子，確定在負(fù)離子模式下，高氯酸根具有更高的響應(yīng)值。進(jìn)一步優(yōu)化碰撞電壓和子離子，將相應(yīng)強(qiáng)度最大的離子對(duì)設(shè)定為定量離子（98.9>83），響應(yīng)強(qiáng)度較弱的離子設(shè)定為定性離子（100.9>85.0），確定最終質(zhì)譜條件（表1）。由于高氯酸鹽極性大，采用親水作用色譜進(jìn)行分離。嘗試使用SeQuant@ZIC-HILIC（150mm×2.1mm，3.5μm）和ACQUITYUPLC@BHCHILIC（100mm×2.1mm，1.7μm）不同品牌和型號(hào)的HILIC模式色譜柱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACQUITYUPLC@BHCHILIC保留較弱，且保留時(shí)間很短（0.58min）。綜合考慮色譜峰的峰面積和保留時(shí)間等因素，選擇SeQuant@ZIC-HILIC分離茶葉中的高氯酸根。由此條件下得到的色譜圖如圖1所示。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及定量方法

茶葉中高氯酸鹽普遍都有檢出，選擇高氯酸鹽含量較低的茶葉樣品作為空白樣品，按前述方法進(jìn)行處理，以得到的空白樣品提取液配制0.0005mg/L、0.001mg/L、0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)工作液分別用上述優(yōu)化色譜質(zhì)譜方法進(jìn)行測(cè)定，使用二次式標(biāo)準(zhǔn)曲線定量，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=-1691.7x2+420855x+2388470，相關(guān)系數(shù)的平方（R?）等于0.9993。其中，X為茶葉樣品中高氯酸鹽含量（mg/kg），y為對(duì)應(yīng)峰面積。

2.3 方法回收率和精密度

準(zhǔn)確稱取2.00g茶葉樣品，分別加入0.01mg/kg、0.5mg/kg、2.0mg/kg的高氯酸根，每個(gè)添加濃度重復(fù)5次操作試驗(yàn)，計(jì)算回收率和精密度，結(jié)果見(jiàn)表2。三種濃度的加標(biāo)回收在75.2%～103.1%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.5%～7.4%之間，方法具有很好的準(zhǔn)確度和精密度。通過(guò)添加回收試驗(yàn)確定該方法的定量限為0.01mg/kg。

2.4 茶葉實(shí)際樣品檢出情況

32批次茶葉樣品中，高氯酸鹽檢出32批次，檢出率為100%，所檢出樣品的高氯酸鹽含量在0.07mg/kg～1.5mg/kg之間，檢出樣品平均值為0.52mg/kg，低于歐洲食品安全局EFSA所建議的0.55mg/kg～0.58mg/kg的高氯酸鹽限值。按照歐盟擬定的限值0.75mg/kg，調(diào)查有3批次不合格，占總批次的9.4%。總體來(lái)說(shuō)，宜昌地區(qū)茶葉中高氯酸鹽的濃度水平不高，污染風(fēng)險(xiǎn)可控。

3 結(jié)論

經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明，湖北宜昌地區(qū)主要產(chǎn)茶地區(qū)的茶葉中高氯酸鹽污染水平不高，污染風(fēng)險(xiǎn)可控。雖然關(guān)于高氯酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)限量暫未實(shí)施，但為防歐盟進(jìn)一步提高要求，設(shè)置對(duì)中國(guó)茶葉進(jìn)出口貿(mào)易壁壘，建議有關(guān)部門與茶葉生產(chǎn)企業(yè)緊密關(guān)注跟進(jìn)歐盟新標(biāo)準(zhǔn)新法規(guī)的發(fā)布和實(shí)施，加強(qiáng)茶葉質(zhì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)分析和管控，從源頭抓起，有效控制茶葉中高氯酸鹽的含量。與此同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提高我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化水平。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 華永有，李宇翔，林宏琳，等.茶葉中高氯酸鹽檢測(cè)與污染情況分析[J].海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2018，24（1）：4-7.

[2] 鄧家軍，張莉，廖健，等.茶葉中高氯酸鹽健康風(fēng)險(xiǎn)研究[J].鄉(xiāng)村科技，2016（12）：42.

[3] 明雙喜，劉偉，張然，等.食品中高氯酸鹽污染及檢測(cè)[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2017，38（14）：208-213.

[4] 鄭雯靜，聞自強(qiáng)，沈昊宇，等.高氯酸鹽的來(lái)源、危害及其檢測(cè)方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2018，41（S1）：103-106.

[5] 聞自強(qiáng)，鄭雯靜，沈昊宇，等.高氯酸鹽的危害、水污染現(xiàn)狀與去除技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué)，2019，38（1）：1-8.

[6] 王榮.高氯酸鹽在環(huán)境介質(zhì)中的污染水平研究進(jìn)展[J].四川化工，2016，19（6）：39-42.

[7] 田一媚，宮智勇.食品中高氯酸鹽的污染現(xiàn)狀及毒理作用研究進(jìn)展[J/OL].食品科學(xué)，http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20190507.1820.008.html.

[8] 賀巍巍，楊杰，王雨昕，等.超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食品中高氯酸鹽[J].中國(guó)食品衛(wèi)生雜志，2017，29（4）：438-444.

[9] 周曉晴，呂小麗，萬(wàn)建春，等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定奶粉中氯酸鹽和高氯酸鹽[J].色譜。2019，3737（10）：1064-1070.

[10] 王昌釗，方悅，付騁宇.環(huán)境和食品樣品中高氯酸鹽檢測(cè)方法進(jìn)展[J].化學(xué)分析計(jì)量，2018，27（1）：115-119.