7 种即食中药中5 种重金属的健康风险评估

毛腾霄,程 龙,袁 涛,谢 莉*,汪 洋,陈 红,邱 翔,倪恒凡

(1.成都市食品药品检验研究院,四川 成都 610045;2.成都中医药大学药学院,四川 温江 610072)

即食中药是在广大群众对预防保健、养生康复需求日益增加的背景下,产生的一类直接口服的中药制品,主要以药材原粉的形式在药店销售(预包装产品),如当归粉、川芎粉、葛根粉、西洋参粉等。它们具有养生保健作用,而且获得方便,服用便利,深受大众喜爱。

中药材在种植期间会富集土壤、环境中的重金属[1-2],如川芎中的镉(Cd) 含有量较一般药材高[3]。由于即食中药粉是以药材为原料,经清洗、打粉、加工、包装等工序制成的产品,在生产环节中可能会造成重金属二次污染,故其安全性应加以关注。但目前关于其风险研究的报道较少,也是市场监管的盲区。

即食中药是一类口服中药制品,与需要煎煮的中药饮片不同,故仅与中药材通用重金属限量值比较不能客观反映其对人体造成的健康风险。目前,常见的评估方法有针对单元素污染的单因子污染指数法[4]和靶标危害系数法(THQ)[5-6]、评估不同重金属综合污染的内梅罗综合污染指数法[4]和综合危害指数(HI)[5-6]法,其中单因子污染指数法和内梅罗综合指数法在土壤、环境的污染分析上使用较广[4,7]；靶标危害系数法(THQ)、综合危害指数(HI)法是基于国际通用的毒理学结果,从人体对重金属的耐受量出发,保守估计其对人体危害的计算方法,在中药材重金属污染分析上都有应用[8-10],但目前尚未涉及重金属风险评估领域。

本实验以市场上常见的7 种即食中药(当归粉、川芎粉、葛根粉、西洋参粉、茯苓粉、黄芪粉、石斛粉) 为对象,测定铅 (Pb)、镉 (Cd)、汞 (Hg)、砷 (As)、铜(Cu) 5 种重金属含有量。再参照《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》 中规定的中药材重金属限量值进行比较,单因子污染指数和靶标危害系数法(THQ) 对单元素风险进行分析,内梅罗综合污染指数法和综合危害指数(HI) 法对样品重金属综合污染进行分析,以期了解此类产品重金属摄入风险,为更全面的开展相关评估提供依据。

1 材料

1.1 仪器 Thermo XSeries 2 电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司)；MARS-XPRESS 5 微波消解仪 (美国CEM 公司)；Mili-Q 超纯水处理系统(美国密理博公司)；SUB/DUO PURE 酸纯化设备 (意大利麦尔斯通公司)；BP211D 电子天平(0.1 mg,德国赛多利斯公司)。

1.2 试剂 铅(Pb,GBW08619,批号14061)、汞(Hg,GBW08617,批号14083)、砷[As,GBW (E) 080117,批号14041]单元素标准溶液 (1 000 μg/mL)；镉 (Cd,GBW08612,批号 14012)、铜 (Cu,GBW08615,批号14083) 单元素标准溶液(100 μg/mL),均由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供；茶叶标准物质(GSB-7),由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所提供；调谐溶液,由美国热电公司提供。高纯度硝酸(自制)。

1.3 药材 从成都市主城区药店购买即食中药预包装产品,每个厂家1～2 批,共56 批,其中西洋参粉15 批、葛根粉13 批、当归粉12 批、川芎粉6 批、茯苓粉4 批、黄芪粉3 批、石斛粉3 批,具体信息见表1,均在保质期内。样品基本覆盖成都市销售的生产企业,各品种批数也能大致反映其所占市场份额。

表1 样品信息

2 方法

2.1 样品测定 取供试品细粉约0.3 g,精密称定,置于微波消解管中,加6 mL 硝酸,静置至反应停止,再加2 mL双氧水密闭微波消解(消解程序为室温下在15 min 内升至120 ℃,保持20 min,10 min 后升至190 ℃,保持30 min),冷却取出,消解液转入50 mL 量瓶中,加水洗涤3 次,洗液合并于量瓶中,加金单元素标准溶液 (1 μg/mL)200 μL,用水稀释至刻度,摇匀,离心,取上清液备用。

参照谢莉[11]报道的方法,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) 进行测 定。选 择65Cu、72Ge、75As、111Cd、115In、208Pb、202Hg、209Bi 作为测量同位素,以国家标准物质绿茶在相同分析条件下进行使用,发现测得值均在标准范围内。应用标准曲线计算各金属元素含有量,测试前用标准元素溶液对仪器进行校准,平行3 次,测定结果参考《绿色行业标准》 重金属限量值进行分析,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,重金属总量≤20.0 mg/kg。

2.2 单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析 单因子污染指数法是利用实测数据和标准对比分类,而内梅罗综合指数法是在单因子污染指数评价基础上兼顾极值的环境质量指数,公式如下。

式(1) 中,Pi为重金属i 的单因子污染指数,Ci为重金属i 的实测浓度,Li为重金属i 的评价标准,Pi＞1,表明受到污染；式(2) 中,P综为内梅罗综合污染指数,Pimax为各重金属单因子指数最大值,Piave为各重金属单因子污染指数的平均值,P综≤0.7 为安全级,0.7＜P综≤1 为警戒级,1＜P综≤2 为轻度污染,2＜P综≤3 为中度污染,P综＞3 为重度污染。

2.3 靶标危害系数法、综合危害指数分析 靶标危害系数法是由美国环保局(USEPA) 提出的一种用于评估人体通过食物摄取重金属产生非致癌风险的方法[6-7],公式为

其中,THQ 为靶标危害系数,EF 为每年暴露于毒物(此处指即食中药) 的天数(接触频率365 d/年),ED 为暴露于毒物(即食中药) 的年数(70 年),MI为污染物中重金属质量分数,CM为每日摄取含污染物食物的量(按样品包装说明,日服用量分别为西洋参粉2～4 g,葛根粉、茯苓粉9～15 g,当归粉、石斛粉6～12 g,川芎粉3～10 g,黄芪粉6～9 g,分别取推荐的每日服用量下限和上限计算),RfD 为口服参考剂量(USEPA 提供每日参考剂量分别为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 为人体平均体质量(采用国际通用标准,成人为55.9 kg),AT 为平均接触非致癌毒物(即食中药) 的时间(365 d/年×ED)。

由于即食中药中同时存在多种重金属,故再采用综合危害指数评估其非致癌风险,公式为HI=THQ-Pb+THQCd+THQ-Hg+THQ-As (4)。其中,HI 是非致癌风险综合危险指数,THQ-Pb 是Pb 的靶标危害系数,THQ-Cd 是Cd 的靶标危害系数,THQ-Hg 是Hg 的靶标危害系数,THQ-As是As 的靶标危害系数。如果THQ (或HI) ＞1,表明重金属摄入水平高于安全限值,通过即食中药摄入的重金属对人体有一定风险,应引起重视；THQ (或HI) ＜1,则表明重金属摄入水平在安全限值之内,通过即食中药摄入的重金属对人体物安全风险。

3 结果

3.1 重金属含有量测定 表2 显示,56 批样品中Pb 含有量最高的是葛根粉1.26 mg/kg,最低的是西洋参粉0.16 mg/kg,没有超标样品；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,超标样品有川芎粉、葛根粉,超标率分别为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,超标样品有葛根粉、当归粉、川芎粉,超标率分别为7.7%、16.7%、16.7%；As 含有量最高的是当归粉0.86 mg/kg,最低的是西洋参粉0.07 mg/kg,超标样品只有当归粉,超标率为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,没有超标样品。从不同品种来看,葛根粉超标的重金属为Cd、Hg,当归粉为Hg、As,川芎粉为Cd、Hg,西洋参、茯苓粉、黄芪粉、石斛粉无超标重金属；从重金属总量来看,依次为川芎粉＞当归粉＞葛根粉＞西洋参粉＞黄芪粉＞石斛粉＞茯苓粉,无超标样品。

表2 各样品中重金属含有量测定结果（mg/kg，）

表2 各样品中重金属含有量测定结果（mg/kg，）

注:括号中数据为最小值～最大值。

3.2 健康风险评估

3.2.1 单因子污染指数、内梅罗综合指数 表3 显示,内梅罗综合指数依次为川芎粉＞葛根粉＞当归粉＞西洋参粉＞石斛粉＞黄芪粉＞茯苓粉,其中川芎粉中Cd 污染占83%,Hg污染占17%,为轻度污染,综合指数计算污染样品占67%；葛根粉中Cd 污染占8%,Hg 污染占8%,为警戒级,综合指数计算污染样品占8%；当归粉中Hg 污染占17%,As 污染占8%,为警戒级,综合指数计算污染样品占25%。另外,西洋参粉、茯苓粉、黄芪粉、石斛粉单因子污染指数、综合指数均为安全级；采用内梅罗综合污染指数分析时,所有样品中重金属污染的有8 个,占14.3%。

3.2.2 靶标危害系数、综合危险指数 表4 显示,葛根粉、当归粉中有个别存在摄入风险。其中,葛根粉以每日摄入量下限(9 g) 或中等摄入量(12 g) 计算时,均有8%存在Hg 摄入风险,综合存在重金属摄入风险的有8%,而以摄入量上限(15 g) 计算时,存在Hg 摄入风险的有8%,综合存在重金属摄入风险的有15%；当归粉以每日摄入量下限计算时,有8%存在As 摄入风险,综合存在重金属摄入风险的有17%,以每日中等摄入量计算时,存在Hg、As 摄入风险的均有8%,综合存在重金属摄入风险的有17%,而以每日摄入量上限计算时,存在Hg、As 摄入风险的均有8%,综合存在重金属摄入摄入风险的均有25%；各样品以中等摄入量计算的综合危险指数依次为当归粉＞葛根粉＞川芎粉＞茯苓粉＞石斛粉＞黄芪粉＞西洋参粉,均小于1,说明整体上是安全的,其中判断为有摄入风险的有3 个,占5.4%。

表3 各样品单因子污染指数、内梅罗综合污染指数测定结果（）

表3 各样品单因子污染指数、内梅罗综合污染指数测定结果（）

注:括号中数据为最小值～最大值。

表4 各样品靶标危害系数、综合危险指数测定结果（）

注:括号中数据为以中等摄入量计算的风险值及标准偏差。

4 讨论与结论

本实验采用ICP-MS 法测定成都市售7 种即食中药粉中Pb、Cd、Hg、As、Cu 的含有量,参照《绿色行业标准》中规定的中药材重金属限量值进行初步分析,发现超标样品和涉及元素有葛根粉(Cd、Hg)、当归粉(Hg、As)、川芎粉(Cd、Hg),其中Cd 超标率最高,其次是Hg、As。川芎在种植期间易富集Cd[12],而且含有量较高[13],与本研究结果一致。而有关葛根、当归的相关报道较少。

对样品单元素污染进行分析时,本实验采用单因子污染指数法和靶标危害系数法 (THQ),其中前者结果与《绿色行业标准》 中的限量值一致,而且葛根粉 (Cd、Hg)、当归粉(Hg)、川芎粉(Cd、Hg) 中污染样品数量也与后者相同,其原因是该方法以重金属实测值与限量标准比值来计算污染指数,判断污染与非污染的临界值为1,与后者均是以限量值为参照,本质上相同；以后者进行风险分析时,川芎粉、葛根粉Cd 污染率分别从83%、8%降至0,均无摄入风险,同时川芎粉Hg 污染率从17%降至0,当归粉Hg 污染率从17%降至8%,表明基于摄入量的风险评估可能更合理。

分析样品重金属综合污染情况时,本实验采用内梅罗综合指数法和综合危害指数法(HI),其中以前者分析时发现,葛根粉、当归粉、川芎粉均有重金属污染,污染率分别为8%、25%、67%,全部样品污染占比为14.3%；以后者分析时发现,川芎粉无重金属摄入风险,葛根粉、当归粉中有摄入风险者均为实测值超过限量值3 倍以上的,全部样品污染占比为5.4%,2 种方法结果差别较大,其原因是内梅罗综合指数突出了污染较重元素的作用[14],而综合危害指数是基于各元素摄入风险值累加计算的,可能更客观合理。

即食中药是中药大健康产业发展中产生的一类中药保健产品,市场前景良好,故应采用科学、合理的方式去评估其所含重金属含有量,重点关注测定值异常偏高、存在摄入风险的样品,其污染可能与种植、加工环境有关。另外,即食中药重金属进入体内的化学价态不同,会使其毒性作用也大相径庭[15],故有必要加强其价态有效性和毒性的研究[16],建立更科学合理的评价模型及质量标准,取消限制产业发展的不合理因素。