7 種即食中藥中5 種重金屬的健康風險評估

毛騰霄,程 龍,袁 濤,謝 莉*,汪 洋,陳 紅,邱 翔,倪恒凡

(1.成都市食品藥品檢驗研究院,四川 成都 610045;2.成都中醫藥大學藥學院,四川 溫江 610072)

即食中藥是在廣大群眾對預防保健、養生康復需求日益增加的背景下,產生的一類直接口服的中藥制品,主要以藥材原粉的形式在藥店銷售(預包裝產品),如當歸粉、川芎粉、葛根粉、西洋參粉等。它們具有養生保健作用,而且獲得方便,服用便利,深受大眾喜愛。

中藥材在種植期間會富集土壤、環境中的重金屬[1-2],如川芎中的鎘(Cd) 含有量較一般藥材高[3]。由于即食中藥粉是以藥材為原料,經清洗、打粉、加工、包裝等工序制成的產品,在生產環節中可能會造成重金屬二次污染,故其安全性應加以關注。但目前關于其風險研究的報道較少,也是市場監管的盲區。

即食中藥是一類口服中藥制品,與需要煎煮的中藥飲片不同,故僅與中藥材通用重金屬限量值比較不能客觀反映其對人體造成的健康風險。目前,常見的評估方法有針對單元素污染的單因子污染指數法[4]和靶標危害系數法(THQ)[5-6]、評估不同重金屬綜合污染的內梅羅綜合污染指數法[4]和綜合危害指數(HI)[5-6]法,其中單因子污染指數法和內梅羅綜合指數法在土壤、環境的污染分析上使用較廣[4,7]；靶標危害系數法(THQ)、綜合危害指數(HI)法是基于國際通用的毒理學結果,從人體對重金屬的耐受量出發,保守估計其對人體危害的計算方法,在中藥材重金屬污染分析上都有應用[8-10],但目前尚未涉及重金屬風險評估領域。

本實驗以市場上常見的7 種即食中藥(當歸粉、川芎粉、葛根粉、西洋參粉、茯苓粉、黃芪粉、石斛粉) 為對象,測定鉛 (Pb)、鎘 (Cd)、汞 (Hg)、砷 (As)、銅(Cu) 5 種重金屬含有量。再參照《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》 中規定的中藥材重金屬限量值進行比較,單因子污染指數和靶標危害系數法(THQ) 對單元素風險進行分析,內梅羅綜合污染指數法和綜合危害指數(HI) 法對樣品重金屬綜合污染進行分析,以期了解此類產品重金屬攝入風險,為更全面的開展相關評估提供依據。

1 材料

1.1 儀器 Thermo XSeries 2 電感耦合等離子體質譜儀(美國熱電公司)；MARS-XPRESS 5 微波消解儀 (美國CEM 公司)；Mili-Q 超純水處理系統(美國密理博公司)；SUB/DUO PURE 酸純化設備 (意大利麥爾斯通公司)；BP211D 電子天平(0.1 mg,德國賽多利斯公司)。

1.2 試劑 鉛(Pb,GBW08619,批號14061)、汞(Hg,GBW08617,批號14083)、砷[As,GBW (E) 080117,批號14041]單元素標準溶液 (1 000 μg/mL)；鎘 (Cd,GBW08612,批號 14012)、銅 (Cu,GBW08615,批號14083) 單元素標準溶液(100 μg/mL),均由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供；茶葉標準物質(GSB-7),由中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所提供；調諧溶液,由美國熱電公司提供。高純度硝酸(自制)。

1.3 藥材 從成都市主城區藥店購買即食中藥預包裝產品,每個廠家1～2 批,共56 批,其中西洋參粉15 批、葛根粉13 批、當歸粉12 批、川芎粉6 批、茯苓粉4 批、黃芪粉3 批、石斛粉3 批,具體信息見表1,均在保質期內。樣品基本覆蓋成都市銷售的生產企業,各品種批數也能大致反映其所占市場份額。

表1 樣品信息

2 方法

2.1 樣品測定 取供試品細粉約0.3 g,精密稱定,置于微波消解管中,加6 mL 硝酸,靜置至反應停止,再加2 mL雙氧水密閉微波消解(消解程序為室溫下在15 min 內升至120 ℃,保持20 min,10 min 后升至190 ℃,保持30 min),冷卻取出,消解液轉入50 mL 量瓶中,加水洗滌3 次,洗液合并于量瓶中,加金單元素標準溶液 (1 μg/mL)200 μL,用水稀釋至刻度,搖勻,離心,取上清液備用。

參照謝莉[11]報道的方法,采用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS) 進行測 定。選 擇65Cu、72Ge、75As、111Cd、115In、208Pb、202Hg、209Bi 作為測量同位素,以國家標準物質綠茶在相同分析條件下進行使用,發現測得值均在標準范圍內。應用標準曲線計算各金屬元素含有量,測試前用標準元素溶液對儀器進行校準,平行3 次,測定結果參考《綠色行業標準》 重金屬限量值進行分析,即Pb≤5.0 mg/kg,Cd≤0.3 mg/kg,Hg≤0.2 mg/kg,As≤2.0 mg/kg,Cu≤20.0 mg/kg,重金屬總量≤20.0 mg/kg。

2.2 單因子污染指數法、內梅羅綜合污染指數法分析 單因子污染指數法是利用實測數據和標準對比分類,而內梅羅綜合指數法是在單因子污染指數評價基礎上兼顧極值的環境質量指數,公式如下。

式(1) 中,Pi為重金屬i 的單因子污染指數,Ci為重金屬i 的實測濃度,Li為重金屬i 的評價標準,Pi＞1,表明受到污染；式(2) 中,P綜為內梅羅綜合污染指數,Pimax為各重金屬單因子指數最大值,Piave為各重金屬單因子污染指數的平均值,P綜≤0.7 為安全級,0.7＜P綜≤1 為警戒級,1＜P綜≤2 為輕度污染,2＜P綜≤3 為中度污染,P綜＞3 為重度污染。

2.3 靶標危害系數法、綜合危害指數分析 靶標危害系數法是由美國環保局(USEPA) 提出的一種用于評估人體通過食物攝取重金屬產生非致癌風險的方法[6-7],公式為

其中,THQ 為靶標危害系數,EF 為每年暴露于毒物(此處指即食中藥) 的天數(接觸頻率365 d/年),ED 為暴露于毒物(即食中藥) 的年數(70 年),MI為污染物中重金屬質量分數,CM為每日攝取含污染物食物的量(按樣品包裝說明,日服用量分別為西洋參粉2～4 g,葛根粉、茯苓粉9～15 g,當歸粉、石斛粉6～12 g,川芎粉3～10 g,黃芪粉6～9 g,分別取推薦的每日服用量下限和上限計算),RfD 為口服參考劑量(USEPA 提供每日參考劑量分別為Pb 0.003 5 mg/kg,Cd 0.001 mg/kg,Hg 0.000 1 mg/kg,As 0.000 3 mg/kg,Cu 0.04 mg/kg),BW 為人體平均體質量(采用國際通用標準,成人為55.9 kg),AT 為平均接觸非致癌毒物(即食中藥) 的時間(365 d/年×ED)。

由于即食中藥中同時存在多種重金屬,故再采用綜合危害指數評估其非致癌風險,公式為HI=THQ-Pb+THQCd+THQ-Hg+THQ-As (4)。其中,HI 是非致癌風險綜合危險指數,THQ-Pb 是Pb 的靶標危害系數,THQ-Cd 是Cd 的靶標危害系數,THQ-Hg 是Hg 的靶標危害系數,THQ-As是As 的靶標危害系數。如果THQ (或HI) ＞1,表明重金屬攝入水平高于安全限值,通過即食中藥攝入的重金屬對人體有一定風險,應引起重視；THQ (或HI) ＜1,則表明重金屬攝入水平在安全限值之內,通過即食中藥攝入的重金屬對人體物安全風險。

3 結果

3.1 重金屬含有量測定 表2 顯示,56 批樣品中Pb 含有量最高的是葛根粉1.26 mg/kg,最低的是西洋參粉0.16 mg/kg,沒有超標樣品；Cd 含有量最高的是川芎粉0.60 mg/kg,最低的是茯苓粉0.01 mg/kg,超標樣品有川芎粉、葛根粉,超標率分別為100%、7.7%；Hg 含有量最高的是葛根粉0.11 mg/kg,最低的是石斛粉0 mg/kg,超標樣品有葛根粉、當歸粉、川芎粉,超標率分別為7.7%、16.7%、16.7%；As 含有量最高的是當歸粉0.86 mg/kg,最低的是西洋參粉0.07 mg/kg,超標樣品只有當歸粉,超標率為8.3%；Cu 含有量最高的是川芎粉12.93 mg/kg,最低的是茯苓粉2.98 mg/kg,沒有超標樣品。從不同品種來看,葛根粉超標的重金屬為Cd、Hg,當歸粉為Hg、As,川芎粉為Cd、Hg,西洋參、茯苓粉、黃芪粉、石斛粉無超標重金屬；從重金屬總量來看,依次為川芎粉＞當歸粉＞葛根粉＞西洋參粉＞黃芪粉＞石斛粉＞茯苓粉,無超標樣品。

表2 各樣品中重金屬含有量測定結果（mg/kg，）

表2 各樣品中重金屬含有量測定結果（mg/kg，）

注:括號中數據為最小值～最大值。

3.2 健康風險評估

3.2.1 單因子污染指數、內梅羅綜合指數 表3 顯示,內梅羅綜合指數依次為川芎粉＞葛根粉＞當歸粉＞西洋參粉＞石斛粉＞黃芪粉＞茯苓粉,其中川芎粉中Cd 污染占83%,Hg污染占17%,為輕度污染,綜合指數計算污染樣品占67%；葛根粉中Cd 污染占8%,Hg 污染占8%,為警戒級,綜合指數計算污染樣品占8%；當歸粉中Hg 污染占17%,As 污染占8%,為警戒級,綜合指數計算污染樣品占25%。另外,西洋參粉、茯苓粉、黃芪粉、石斛粉單因子污染指數、綜合指數均為安全級；采用內梅羅綜合污染指數分析時,所有樣品中重金屬污染的有8 個,占14.3%。

3.2.2 靶標危害系數、綜合危險指數 表4 顯示,葛根粉、當歸粉中有個別存在攝入風險。其中,葛根粉以每日攝入量下限(9 g) 或中等攝入量(12 g) 計算時,均有8%存在Hg 攝入風險,綜合存在重金屬攝入風險的有8%,而以攝入量上限(15 g) 計算時,存在Hg 攝入風險的有8%,綜合存在重金屬攝入風險的有15%；當歸粉以每日攝入量下限計算時,有8%存在As 攝入風險,綜合存在重金屬攝入風險的有17%,以每日中等攝入量計算時,存在Hg、As 攝入風險的均有8%,綜合存在重金屬攝入風險的有17%,而以每日攝入量上限計算時,存在Hg、As 攝入風險的均有8%,綜合存在重金屬攝入攝入風險的均有25%；各樣品以中等攝入量計算的綜合危險指數依次為當歸粉＞葛根粉＞川芎粉＞茯苓粉＞石斛粉＞黃芪粉＞西洋參粉,均小于1,說明整體上是安全的,其中判斷為有攝入風險的有3 個,占5.4%。

表3 各樣品單因子污染指數、內梅羅綜合污染指數測定結果（）

表3 各樣品單因子污染指數、內梅羅綜合污染指數測定結果（）

注:括號中數據為最小值～最大值。

表4 各樣品靶標危害系數、綜合危險指數測定結果（）

注:括號中數據為以中等攝入量計算的風險值及標準偏差。

4 討論與結論

本實驗采用ICP-MS 法測定成都市售7 種即食中藥粉中Pb、Cd、Hg、As、Cu 的含有量,參照《綠色行業標準》中規定的中藥材重金屬限量值進行初步分析,發現超標樣品和涉及元素有葛根粉(Cd、Hg)、當歸粉(Hg、As)、川芎粉(Cd、Hg),其中Cd 超標率最高,其次是Hg、As。川芎在種植期間易富集Cd[12],而且含有量較高[13],與本研究結果一致。而有關葛根、當歸的相關報道較少。

對樣品單元素污染進行分析時,本實驗采用單因子污染指數法和靶標危害系數法 (THQ),其中前者結果與《綠色行業標準》 中的限量值一致,而且葛根粉 (Cd、Hg)、當歸粉(Hg)、川芎粉(Cd、Hg) 中污染樣品數量也與后者相同,其原因是該方法以重金屬實測值與限量標準比值來計算污染指數,判斷污染與非污染的臨界值為1,與后者均是以限量值為參照,本質上相同；以后者進行風險分析時,川芎粉、葛根粉Cd 污染率分別從83%、8%降至0,均無攝入風險,同時川芎粉Hg 污染率從17%降至0,當歸粉Hg 污染率從17%降至8%,表明基于攝入量的風險評估可能更合理。

分析樣品重金屬綜合污染情況時,本實驗采用內梅羅綜合指數法和綜合危害指數法(HI),其中以前者分析時發現,葛根粉、當歸粉、川芎粉均有重金屬污染,污染率分別為8%、25%、67%,全部樣品污染占比為14.3%；以后者分析時發現,川芎粉無重金屬攝入風險,葛根粉、當歸粉中有攝入風險者均為實測值超過限量值3 倍以上的,全部樣品污染占比為5.4%,2 種方法結果差別較大,其原因是內梅羅綜合指數突出了污染較重元素的作用[14],而綜合危害指數是基于各元素攝入風險值累加計算的,可能更客觀合理。

即食中藥是中藥大健康產業發展中產生的一類中藥保健產品,市場前景良好,故應采用科學、合理的方式去評估其所含重金屬含有量,重點關注測定值異常偏高、存在攝入風險的樣品,其污染可能與種植、加工環境有關。另外,即食中藥重金屬進入體內的化學價態不同,會使其毒性作用也大相徑庭[15],故有必要加強其價態有效性和毒性的研究[16],建立更科學合理的評價模型及質量標準,取消限制產業發展的不合理因素。