鐵皮石斛食用安全性評價因素及風險評估研究進展△

王家祺，郭順星

1.中國醫學科學院 北京協和醫學院 藥用植物研究所，北京 100193；2.國家食品安全風險評估中心，北京 100022

鐵皮石斛DendrobiumofficinaleKimura et Migo為蘭科石斛屬多年生附生型草本植物。隨著我國古代藥食同源理論在現代食品、藥品領域的應用，鐵皮石斛被開發為保健食品或普通食品的研究較多，其食用安全性評價因素研究和風險評估研究意義重大。本文綜述了鐵皮石斛的重金屬、農藥殘留、活性物質等食用安全性評價因素及風險評估現狀，并提出探索適用于鐵皮石斛的食用安全風險評估模式。

鐵皮石斛食用安全性評價的前提是對其風險的污染來源進行研究。藥用植物的一般污染來源主要有內源性和外源性。外源性污染包括化學污染、生物污染和物理污染。化學污染主要包括化肥農藥、有害金屬和非金屬、有機物和無機物等污染；生物污染主要包括寄生蟲、微生物污染；物理污染主要包括微波輻射、放射性污染物等[1]。藥用植物的內源性危害主要是植物產生的內源性物質，如生物毒素等帶來的危害。鐵皮石斛的外源性污染來源主要是化學污染，如重金屬、農藥殘留等。鐵皮石斛的內源性污染少有記載，由于鐵皮石斛較為平和，多用于食療，古代和現代文獻中未見鐵皮石斛毒性。鐵皮石斛含多種活性物質，對其活性物質的風險評估對食用安全性評價意義重大。本文對鐵皮石斛重金屬污染、農藥殘留污染、活性物質、全食品等風險評估相關因素的研究進展進行綜述。

1 相關文獻研究概況

鐵皮石斛已載入《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2015年版，具有滋陰清熱、益胃生津、增強免疫力等功效，含多糖、生物堿等多種成分。

經文獻統計(數據來源于醫學科學數據庫-萬方數據庫，檢索式：主題詞“鐵皮石斛”)，我國鐵皮石斛的研究起步較晚，于20世紀80年代末才逐漸有相關研究，隨后文獻數量總體呈逐年遞增趨勢。1994—2019年，鐵皮石斛相關研究論文發表3087篇，其中期刊論文2514篇、學位論文370篇、會議論文203篇。國內關于鐵皮石斛的研究可以分為2個階段：第一階段為1989—2000年，這一階段文獻較少，僅在探索階段；第二階段為2001年至今，這一時期的文獻量較大，表明近年來鐵皮石斛的相關研究越來越受到學界的關注和重視。

目前，對鐵皮石斛的已有文獻研究集中在資源調查、人工種植、種源鑒定及藥理作用等方面，尤其對鐵皮石斛內生真菌的研究較多。蘭科是典型的菌根植物，鐵皮石斛人工栽培成功后，研究內生菌對其產量、質量和藥理活性影響等方面的文獻也逐年增多。

2 重金屬污染及風險評估

鐵皮石斛的食用安全性評價的重要前提，是對其重金屬污染因素及風險評估進行研究。重金屬污染是影響藥用植物安全和質量的關鍵因素，其污染途徑有環境污染、藥材加工過程中帶入等。土壤、水、大氣等是藥用植物種植及藥材加工的重要環境因素[2]，由于工業“三廢”的排放，藥用植物中的重金屬不斷蓄積。《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》WM/T2—2004中關于藥用植物中重金屬規定限量值的有鉛、鎘、汞、銅、砷5種。

2.1 重金屬污染

杜靜等[3]對鐵皮石斛中鉛、鎘、汞、銅、砷5種重金屬元素的含量進行檢測，提示鉛、鎘、汞均有不同程度的超標，但按《中國藥典》2015年版中規定的用量不會引起中毒癥狀。楊德毅等[4]對鐵皮石斛中砷、鉛、鎘、銅4種重金屬進行檢測，并計算富集系數(AF)，提示AF的大小依次為鎘>銅>砷>鉛。

鐵皮石斛不同部位對重金屬的富集能力不同。倪張林等[5]選取同樣大棚種植的鐵皮石斛進行檢測，結果表明，總體重金屬含量處于較低水平，其中葉和花的重金屬含量要顯著高于莖。此外，不同栽培模式對鐵皮石斛中的重金屬含量也有影響，倪張林等[6]對大棚栽培、樹栽培和石壁栽培的鐵皮石斛檢測鉛、鎘、砷、銅、鉻、鋁6種重金屬元素，結果表明，樹栽培、石壁栽培的鐵皮石斛中鉛含量顯著高于大棚栽培。

2.2 重金屬污染風險評估

國內對重金屬元素的風險評估主要集中在普通食品類，主要應用的方法有單因子污染指數法、內梅羅綜合指數法、每周可耐受攝入法、目標危險系數法等，同時還可運用不同方法進行綜合評估。單項污染指數法是通過評價標準對單項指標進行分析評價，經過指數計算選取各因子中最大類別為樣本的總體評價結果[7]。內梅羅綜合指數法是在無量綱的單項指標最大值和平均值的基礎上形成的綜合評價方法，既反映了各單項污染物對環境污染的影響水平，又反映了其中重金屬高含量污染物的影響水平。目標危險系數法、每周可耐受攝入量法則通過食物量計算重金屬污染積累，也可以用來評價重金屬對人體健康的影響程度。

由于泡茶飲是鐵皮石斛的主要食用方式之一，因此可以參考茶葉類別進行重金屬的風險評估。胡承成等[8]對茶葉中鉛、鎘、鉻、汞、砷、銅6種重金屬進行檢測，并采用單項污染指數法、內美羅綜合污染指數法對單一重金屬元素進行污染程度的評估；劉淑娟等[9]通過研究鎘在土壤-茶樹-茶葉-茶湯的不同存在形態和遷移規律，分析人體通過飲茶實際攝入的鎘的量。這些研究都可以作為參考。

藥食同源植物中的重金屬風險評估研究也具有參考價值。左甜甜等[10]對魚腥草等9種植物中的鉛、鎘、汞、砷4種重金屬的暴露風險按照風險評估的基本步驟進行評估，在危害識別時采用點評估方式，在暴露評估時參考了5739名調查者的消費量數據。結果表明，除魚腥草外，其他8個藥食同源植物的安全性風險較低，并推算出了限量值。同時，左甜甜等[11]對西洋參、山楂、枸杞子3種藥食同源植物中的鉛、鎘、砷、汞、銅殘留量進行檢測并進行風險評估。結果表明，其重金屬每周平均攝入量均小于世界衛生組織(WHO)推薦的每周耐受攝入量(PTWI值)的10%，食用風險較低。

3 農藥殘留及風險評估

農藥按照防治對象的不同分為殺菌劑、殺蟲劑、除草劑等，農藥殘留是使用農藥后一定時期內，殘留于土壤、大氣和水等環境中以及植物體內未被降解的微量農藥原體、有毒代謝物、降解物和雜質等。《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》WM/T2—2004中對六六六、滴滴涕、五氯硝基苯、艾氏劑4種農藥規定了殘留限量值。研究鐵皮石斛中的常見病害及農藥使用，對做好鐵皮石斛的農藥殘留風險評估工作尤為重要。

3.1 主要病害及農藥使用

近年來，隨著鐵皮石斛栽培面積不斷擴大，對病害及防治的研究越來越多。鐵皮石斛病害是影響其產量與質量的重要因素，研究較多的病害有黑腐病、白絹病、根腐病、炭疽病等。黑腐病主要危害鐵皮石斛的葉、根、莖，主要表現為葉面出現濕斑，葉片干燥后呈淡褐色至黑褐色；白絹病主要危害鐵皮石斛莖的基部，主要表現為基質表面出現絹狀菌絲，近基質的莖上出現黃色至淡褐色的病斑，后期病斑變成褐色至黑褐色；根腐病主要危害鐵皮石斛莖、根尖，主要表現為病變部位出現環狀或長環形褐色斑，斑上有明顯的腐爛跡象；炭疽病主要危害鐵皮石斛葉，主要表現為葉片形成深褐色或黑色病斑，周圍由內到外形成圈狀黑色斑紋[12]。

鐵皮石斛病害受地域影響較大。謝昀燁等[13]對浙江的17個鐵皮石斛生產基地中1389份鐵皮石斛的發病樣本進行收集，發現枯萎病、白紋羽病和木腐病是浙江省鐵皮石斛根部的主要病害。寧沛恩[14]對廣西容縣鐵皮石斛的病害進行調查，發現在該地區鐵皮石斛的主要病害有炭疽病、細菌性軟腐病和花葉病毒病等。李海明等[15]對福建人工種植的鐵皮石斛進行病害調研，發現福建地區人工種植鐵皮石斛的主要病害有白絹病、軟腐病、黑斑病、炭疽病等。

目前，防治鐵皮石斛病害的常用農藥有多菌靈、吡蟲啉、苯醚甲環唑等[16]。我國農藥采取登記注冊制管理，但登記注冊周期長、種類少，鐵皮石斛在種植過程中濫用農藥現象時有發生。因此，做好鐵皮石斛中農藥殘留的檢測工作十分重要。周敏等[17-18]采用氣相色譜-串聯質譜內標法、分散固相萃取-氣相色譜-串聯質譜法進行鐵皮石斛農藥殘留檢測；王吉祥等[19]采用固相萃取-氣相色譜-三重四極桿串聯質譜法測定鐵皮石斛中19種農藥殘留；付巖等[20]利用啶氧菌酯超高效液相色譜-串聯質譜法(UPLC-MS/MS)檢測鐵皮石斛的農藥殘留。以上研究對鐵皮石斛農藥殘留檢測方法的建立和篩選具有價值。

3.2 農藥殘留風險評估

長期低劑量接觸農藥殘留會對人體健康產生潛在慢性損害，包括對人體神經系統、呼吸系統、生殖系統、皮膚以及免疫功能損害等，因此對農藥殘留量進行風險評估十分重要。農藥殘留風險評估是系統利用科學技術及信息，對農藥在人體健康和生態環境中產生不利影響的可能性、嚴重性進行科學評價的過程。原中華人民共和國農業部發布《食品中農藥殘留風險評估指南》《食品中農藥最大殘留限量制定指南》(中華人民共和國農業部公告第2308號)等文件，指導食品中農藥殘留限量的科學評估；同時，還發布了《農藥施用人員健康風險評估指南》《衛生殺蟲劑健康風險評估指南》《農藥登記環境風險評估指南》等行業指南，用來指導農藥殘留和農藥上市前的評估。

我國農藥風險評估的模型主要有對施用人員的COPrisk模型、蚊香類產品CML模型、氣霧劑模型、驅避劑模型、旱田地下水ChinaPEARL模型和水稻田地表水TOP-Rice模型等[21]。農藥殘留的暴露評估通常采用動物實驗、體外細胞培養和流行病學調查等方法，利用毒性評價數據，借助農藥暴露對動物或體外細胞模型的影響，間接評價農藥暴露對人群健康的影響[22]。

藥食同源植物的農藥殘留評估對開展鐵皮石斛農藥殘留評估具有參考價值。楊志敏等[23]對甘肅93批枸杞子樣品中48種農藥殘留量進行檢測，用慢性膳食攝入風險(%ADI)和急性膳食攝入風險(%ARfD)對檢出農藥進行慢性和急性膳食攝入風險評估，以危害指數法(HI)評估其累積暴露風險情況。喬浩等[24]對柴達木地區的150個枸杞子干果樣品進行農藥殘留檢測，用%ADI和%ARfD對檢出農藥進行慢性和急性膳食攝入風險評估，并對存在的高風險農藥進行識別采用點評估模式。

近年來，對鐵皮石斛的農藥殘留風險評估的研究，尤其對農藥殘留降解率的研究為鐵皮石斛膳食風險評估、科學制定農藥殘留限量提供了依據。姜武等[25]對鐵皮石斛中苯醚甲環唑、多菌靈、烯酰嗎啉3種農藥殘留進行殘留動態及最佳清除方法的研究；梁赤周等[26]對浙江、云南鐵皮石斛中噻森銅的最終殘留和降解率進行研究，建議今后我國鐵皮石斛中噻森銅的最大殘留限量為5 mg·kg-1。

4 活性物質及風險評估

鐵皮石斛含多糖、生物堿、菲類、聯芐類、氨基酸等多種成分，鐵皮石斛多糖(Dendrobiumofficinalepolysaccharides，DOP)為鐵皮石斛的主要活性成分，也是其中含量最高的物質，其質量分數可以達到30%以上，在石斛屬植物中較高。

對于DOP的風險評估在目前研究領域尚屬空白，可以探索參考對營養素的風險評估模式。我國對營養素風險評估一般分為4個步驟，即整合攝入與健康危害效應相聯系的數據，進行識別與攝入相關的健康危害效應，在評價數據質量的基礎上，用Meta分析的方法以提供量化的平均效果來回答研究的問題；關鍵健康危害效應的危害特征描述中應包括不同攝入劑量的不同健康危害效應的性質和影響；通過攝入-效應關系評估獲得營養素安全攝入上限(upper levels，UL)；危害特征描述與識別易感的亞人群。以上4個步驟中最重要的是需要獲得UL[27]。

對于營養素的風險評估，已經開展的研究有韓軍花等[28]應用最高強化水平(MSFL)計算模型，計算了不同經濟發展水平下，不同年齡、性別人群食物維生素A的最高強化水平；鐘偉等[29]提出可用于我國微量營養素最高強化量的評估模型；牛犁天等[30]以2013年版膳食營養素參考攝入量(DRIs)中的微量營養素UL、中國居民膳食營養素推薦攝入量RNI(適宜攝入量AI)數據為基礎，以微量營養素風險等級劃分方法為依據，將UL/RNI進行了營養素的分級；鄧夢雅等[31]采用營養素安全攝入上限法對蔬菜中礦物質含量進行風險評估，結果表明，來自蔬菜的礦物質元素攝入風險均很低。

5 全品毒理學評價

鐵皮石斛全品的風險評估應當建立在食品安全性毒理學評價基礎上。食品安全性毒理學評價是通過動物實驗和對人群的觀察，闡明食品中的某些物質毒性及潛在危害的過程。進行食品毒理安全性評價的基礎是毒理學動物實驗，依據標準是《食品安全國家標準 食品安全性毒理學評價程序》GB 15193.1—2014及其系列毒理學評價標準，包括急性經口毒性實驗、遺傳毒性實驗、28 d經口毒性實驗、90 d經口毒性實驗、致畸實驗等。

目前，對鐵皮石斛開展的毒理學評價實驗主要有大鼠90 d喂養實驗和致畸實驗等。李姿等[32]對云南產鐵皮石斛進行大鼠90 d喂養實驗，結果表明，各實驗組大鼠總體質量、增加體質量、進食量及食物利用率差異無統計學意義。秦光和等[33]對云南產鐵皮石斛進行致畸實驗，孕鼠實驗表明，受試物各劑量組孕鼠總增加體質量、卵巢質量、子宮連胎質量、黃體數、著床數、活胎數與溶劑對照組比較差異無統計學意義；胎鼠實驗表明，2500 mg·kg-1組胎鼠體質量與對照組比較差異有統計學差異(P<0.05)；其余各項指標差異無統計學意義。

采用傳統毒理學動物實驗進行安全性評價是較可靠的，但這種方法耗時長、成本高，因此有必要研究新的方法取代傳統動物毒性實驗。隨著細胞分子生物學在毒理學研究中的應用，一些新技術(如毒理基因組學、毒理蛋白質組學和毒理代謝組學等)為研究外源化學物質的毒性及分子機制提供可能。目前，替代毒理學的基本方法有體外技術及人類模型的使用(原代培養的細胞、組織和器官)、低等物種(如植物、細菌、真菌、昆蟲或軟體動物)的使用、物理化學方法與計算機的使用(OSAR模型的建立)等[27]。在鐵皮石斛的安全性評價中應當適當考慮進行替代毒理學方法的探索，以減少成本和時間。

6 結語與展望

鐵皮石斛食用安全性評價工作十分重要，但我國目前對此類藥食同源植物相關研究基礎相對薄弱，在國內外開展的研究也較少。在今后的工作中，應當對鐵皮石斛的食用安全性評價因素進行梳理，并對其進行風險評估模式探索。鐵皮石斛食用安全性評價應當對重金屬污染、農藥殘留、活性物質等潛在風險因素進行梳理，探索參考新食品原料安全性評估模式，對其全品的毒理學資料進行整理、分析，在成分分析、衛生學檢驗、毒理學實驗基礎上按照危害因子識別、危害特征描述、暴露評估、危險性特征描述的步驟和方法進行風險評估，得出安全性評價結論。

在今后開展鐵皮石斛食用安全性評價的研究時，應重點關注以下問題：不同生長方式下(野生或人工種植)的鐵皮石斛在不同的種植、生產加工環節的風險來源；未經加工處理的或經過簡單物理加工的鐵皮石斛，在對非食用部分去除或可食部位擇取方法等加工工藝的風險關鍵控制步驟；我國鐵皮石斛野生資源的規模、生長情況和儲備量，對野生資源的保護及開發可能對生態環境帶來的影響；野生資源的采集點、采集時間及可能風險污染來源；鐵皮石斛中活性物質風險評估模式的研究等。做好鐵皮石斛的食用安全性評價研究，對我國藥用植物的食用安全性評價模型建立具有重要意義。