延边地区松茸中重金属及有害元素含量分析及健康风险评估

王欣宇，林花，金龙哲，王宇辉,陈健龙，刘汇，车成来*

(1.延边朝鲜族自治州农业科学院，吉林延吉133000；2.延边朝鲜族自治州食品药品检验所，吉林延吉133000)

松茸为真菌类担子菌纲口蘑科口蘑属松口蘑(Tricholomamatsutake)的子实体，被日本称成为“食用菌之王”[1]。松茸生于松林或针阔混交林中地上，散生或群生，常形成蘑菇圈或成行排列，该菌可与赤松、油松、红松形成菌根关系。松茸在中国分布广泛，长白山地区是松茸的主要场地之一[2]。松茸是具有肉质子实体的大型真菌，不仅可以作为可口美味的菜肴，而且具有多种保健和药用价值[3]。松茸具有强精补肾，健脑益智，益气养血，止痛，理气化痰。现代临床用于糖尿病及癌症的治疗[4]。研究搜集了延边地区12批松茸样品，按《中国药典》2020 年版四部通则2321 铅、镉、砷、汞、铜测定法中电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定，并对松茸食用安全性进行评估。

1 材料

1.1 仪器

仪器：BP211D电子天平(德国赛多利斯公司)；MARS 微波消解仪(美国培安公司)；Agilent-7800型电感耦合等离子体质谱仪(美国安捷伦科技有限公司)；Milli-Q型超纯水仪(美国默克密理博公司)。

1.2 药品与试剂

表1 重金属及有害元素标准品信息

Bi、Ge、In、Li、Lu、Rh、Sc、Tb内标混合溶液(100μg/ml)购于安捷伦科技有限公司，批号为 5188-6525-54-124CRY2。

金单元素标准溶液(100μg/mL)购于国家有色金属及电子材料分析测试中心，批号GSB 04-1715-2004。

1.3 药材

研究共搜集延边地区12批松茸样品，均为自采野生样品，见表2。

12批松茸样品经延边朝鲜族自治州农业科学院农特产品加工所车来成副研究员鉴定来源为松口蘑。

表2 松茸样品信息一览表

2 方法与结果

2.1 ICP-MS参数

RF功率为1500W，等离子气体流量(He)流速15 L/min，雾化器流速1 L/min,。碰撞反应池模式为He气模式，流速为5 mL/min，雾化室温度为2 ℃，蠕动泵转速为0.2 r/s，峰形为3个点，选取的同位素为63Cu、75As、114Cd、202Hg和208Pb，其中63Cu、75As以72Ge作为内标，114Cd以115In作为内标，202Hg、208Pb以209Bi作为内标，采用系统的校正方程对测定的元素进行校正。将仪器的样品管插入供试品溶液中，测定，取3次读数的平均值。从标准曲线上计算得相应的浓度。在同样的分析条件下进行空白试验。

2.2 对照品溶液的制备

分别精密量取铅、砷、镉、汞、铜单元素标准溶液适量，用10%硝酸溶液稀释制成每1 mL分别含铅、砷、镉、汞、铜为l、0.5、1、1、10的溶液，即得。精密量取铅、砷、镉、铜标准品贮备液适量，用10%硝酸溶液稀释制成每1 mL含铅、砷0、1、5、10、20，含镉0、0.5、2.5、5、10 ng，含铜0、50、100、200、500 ng的系列浓度混合溶液。另精密量取汞标准品贮备液适量，用10%硝酸溶液稀释制成每1 mL分别含汞0、0.2、0.5、1、2、5 ng的溶液，本液应临用配制。

2.3 供试品溶液的制备

取供试品于60 ℃干燥2 h，粉碎成粗粉，取约0.5 g，精密称定，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5～10 mL(如果反应剧烈，放置至反应停止)。密闭并按各微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。消解完全后，消解液冷却至60 ℃以下，取出消解罐，放冷，将消解液转入50 mL量瓶中，用少量水洗涤消解罐3次，洗液合并于量瓶中，加入金单元素标准溶液(1 μg/mL)200 μL，用水稀释至刻度，摇匀，即得。

2.4 内标溶液的制备

精密量取锗、铟、铋单元素标准溶液适量，用水稀释制成每1 mL各含1μg的混合溶液，即得。

2.5 方法学考察

2.5.1 线性关系考察。以测量值CPS比值(3次读数的平均值)为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，得铅的回归方程为Y=0.0093X-0.0012(r=0.9999)，线性范围为0～20 ng/mL；砷的回归方程为Y=0.0051X+0.3895×10-4(r=0.9999)，线性范围为0～20 ng/mL；镉的回归方程为Y=0.0061X+0.6473×10-4(r=0.9999)，线性范围为0～10 ng/mL；铜的回归方程为Y=0.1276X-3.6300(r=0.9999)，线性范围为0～500 ng/mL；汞的回归方程为Y=0.0024X+4.5733×10-6(r=0.9998)，线性范围为0～5 ng/mL。

2.5.2 精密度试验。取线性范围内低、中、高3种不同质量浓度的混合对照品溶液各适量，连续进样测定 6 次，记录CPS比值。结果，铅的RSD分别为4.08%、1.21%、0.68%(n均为6)；砷的RSD分别为4.11%、0.93%、0.47%(n均为6)；镉的RSD分别为4.33%、0.64%、0.31%(n均为6)；铜的 RSD 分别为 4.39%、1.05%、0.69%(n 均为6)，汞的 RSD 分别为 4.99%、1.65%、0.79%。表明仪器精密度良好。

2.5.3 重复性试验。 取同一批供试品(松茸-1)，精密称取6份，制备供试品溶液，计算铅、砷、镉、汞、铜平均含量分别为1.02、0.44、0.77、0.035、28.8 mg/kg，RSD分别为0.98%、1.29%、1.31%、3.04%、0.22%。结果表明该方法重现性良好。

2.5.4 稳定性试验。同一供试品溶液，分别在0、2、4、6、8、12 h进样，测定CPS比值，铅、砷、镉、汞、铜的RSD分别为 1.46%、1.27%、0.94%、2.68%、1.08%。结果表明供试品溶液在12 h内稳定。

2.5.5 加样回收率试验。采用加样回收法，取6份已知含量的供试品(松茸-1)0.5 g ，精密称定，分别精密加入适量各元素标准溶液，制备供试品溶液，测定，计算回收率。铅、砷、镉、汞、铜的平均回收率分别为98.62 %、97.12%、96.04%、87.88%、98.85%，RSD分别为1.99%、2.52%、2.34%、4.69%、0.97%。结果表明该方法回收率良好。

表3 加样回收率试验结果(n=6)

2.5.6 最低检出限和定量限测定。本方法的测出的最低检出限和定量限结果见表4。

表4 铅、砷、镉、汞、铜的最低检出限和定量限

2.6 样品测定

取各批松茸样品按照上述条件进行测定，n=3测定结果见表5。

表5 重金属及有害元素测定结果 mg·kg-1

3 讨论

3.1 从中药材的角度进行风险评估

中药材及饮片中重金属及有害元素最大限量理论值是制定科学、合理的限量标准的重要基础[5]。松茸在国内分布广泛，据文献记载，松茸具有强身、补肾壮阳、益肠胃、理气、化痰和驱虫等功效。现代医学表明，松茸还具有治疗糖尿病和抑制癌细胞增殖的作用。松茸药材常作为延边地区各大医院的处方之一。因此，制定科学、合理的限量尤为重要。12批松茸样品中铅、砷、镉、铜、汞的平均值分别为0.83、0.42、0.89、31.28、0.075 mg/kg，松茸药材为野生品种，其生长地域无化学肥料、化学农药的施用，参考《中国药典》2020版中药有害残留物限量制定指导原则中一致性限量指导值规定：铅不得过5 mg/kg；镉不得过1 mg/kg；砷不得过2 mg/kg；汞不得过0.2 mg/kg；铜不得过20 mg/kg。其中镉的测定值接近限度值，铜的测定值超出限度值。有文献研究发现多种大型真菌都具有较强的富集重金属的能力，食用菌具有富集重金属的特点已有应用[6]。因此，松茸药材中部分重金属含量较高，确定为食用菌富集重金属的因素导致。

铜元素不仅仅是人体必需的微量营养元素，铜络合物能够治疗溃疡和伤口，还具有抗惊厥和抗癌功效[7]。因此，在其他国际标准都很难找到铜的限量，其中新加坡、澳门对铜的限量值规定为不得过150 mg/kg，其他食品标准中都未对铜的限量做出规定。考虑到农药和铜的络合问题，对于铜的控制也间接控制农药滥用的问题。

综上考虑可根据重金属及有害元素最大限量理论值进行风险评估，按照公式：

式中：A为健康指导值(mg/kg)，WHO和FAO提供可参考的指导值，如A铜为500 μg/kg、A镉为0.83 μg/kg；W为人体平均体质量(kg)，一般按63 kg计；M为中药材每日人均可服用的最大剂量，最大剂量为500 g；AT为平均寿命天数，一般按365天×70年；EF为中药材服用的频率(天/年)，采用保守型原则以P95百分数为基点，EF为90 d/年；ED为一生的服用中药的暴露年限，一般不超过20年；t为安全因子，t镉为14%，t铜为15%。通过计算L镉为1.06 mg/kg，L铜为596.17 mg/kg。因此，铜的测定值虽然超过限度值，仍然处于低风险，不会威胁健康。

3.2 从食品的角度进行风险评估

随着人们生活条件的提高，松茸类食用菌的需求量不断增加。到目前为止，大部分松茸都用于食用，因此对于这种“药食同源”的食品可以采用靶标危害系数法(THQ)和致癌风险值(CR)来进行非致癌与致癌风险评估[8-9]。THQ和CR是USEPA提出的一种用于评估人体通过食物摄取重金属风险的方法，其公式如下：

式中：C为污染物中重金属质量分数(mg/kg)；EF为每年暴露于毒物的天数，一般为30 d；ED为暴露于毒物的年数，一般为30年；IRD每日摄入量，一般按15～30 g；BW为人体平均质量，成人一般为55.9 kg，儿童为32.7 kg；AT为平均接触非致癌毒物的时间，一般为平均寿命70年×365；RFD为参考剂量，USEPA建议Cu为0.04 μg/g，Pb为0.004μg/g，As为0.0003 μg/g，Cd为0.001 μg/g，Hg为0.003 μg/g；CSF为致癌斜率因子，As为1.5 mg/kg，Pb为0.0085 mg/kg，Cd为6.1 mg/kg。

根据“中国居民膳食指南”给出的人每天摄入量大约为1500 g，儿童约为800 g。THQ<0.02时，认为松茸中重金属量未对成人健康造成明显影响，THQ<0.01875时，认为松茸中重金属量未对儿童健康造成明显影响[10]。分别计算了松茸中5种重金属的THQ和CR值，其中成人和儿童的THQ总值为0.066860 ，CR总值为0.057148，均高于标准值0.02和0.01875，表明以上5种有害元素对暴露人群存在一定的健康危害，THQ主要危害来源于As，其次是Cd和Cu。由此可见，药品和食品对于重金属的安全范围存在较大的区别，中药材中As元素的限量标准值应该降低。对于致癌重金属，癌症的风险阈值为1×10-6，通过计算松茸中的成人和儿童的CR值和CR总值均低于阈值，因此，松茸不存在潜在的致癌影响。

表6 松茸对成人和儿童的健康危害评估总THQ值和总CR值

我国野生菌资源丰富，可食用的种类较多，延边地区的松茸更是远出口至日本韩国。但近年来重金属污染问题日益严重，引起了国内外研究者的关注。如何在确保安全的前提下，制定合理的限量标准成为了重要问题。风险评估是制定限量标准的重要依据。对延边地区的松茸进行了风险评估，为松茸的质量安全研究提供了重要的参考信息。