药食两用中药材重金属含量及其水浸提迁移规律的研究

王诗凝

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

药食两用中药材是我国重要的医药资源与保健食品，随着全民健康意识的提升，中药浸泡饮品逐渐在中老年甚至是年轻人中流行。但有研究表明市面上部分中药材的重金属含量存在超标问题[1,2]，中药的重金属主要来源于土壤等生长环境，由于中药的富集系数较高，重金属易在中药材中积累[3]。同时摄入重金属元素对人体的影响也不容忽视，如摄入铅元素后会损坏脑细胞，汞元素不仅会损害人体神经还会损伤人的视力，镉能引起人体的肾衰竭等[4]，因此，对中药材浸泡液重金属含量的检测很有必要。

陈皮中含有的活性成分有黄酮类化合物、多糖、生物碱以及人体必需微量元素[5]；山楂中含有黄酮类、有机酸类、纤维类、单萜类、木脂素类等化合物具有预防与治疗心血管疾病的作用[6]；菊花能够清热解毒散风、平肝明目、主治风热感冒、头晕眩晕、目暗昏花、痈疮肿毒等[7]；金银花具有突出的解热抗炎作用[8]。这四种药材因其含有多种人体必备微量元素且低副作用，能疏肝理气，保护视力，常被人们用于日常茶饮药膳中。为确保实验对实际生活中浸泡的模拟意义，本文选取此4种药食两用中药材作为研究对象。

目前检测中药材中重金属含量的方法多为电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[9-11]和原子吸收光谱法(AAS) [12,13]。闫研等[14]对7种药食两用药材中残留的5种重金属进行健康风险评估，结果表明7种药材均存在不同程度的重金属超标现象。近年来，学者较多关注药食两用中药材本身的重金属残留测定，对于其浸泡液中的重金属富集与迁移规律研究较少。杨献珍[15]利用原子吸收分光光谱法针对药食两用中药材浸泡液中元素富集程度和迁移规律进行数据分析，但其前处理方法较为复杂，且采用原子吸收光谱法的检测方法只能测定单一元素、分析效率低。ICP-MS技术是目前国内外最先进的元素测定方法之一[16]，具有检出限低、精密度高、干扰少、检测周期短以及可提供精确的同位素信息等分析特性。故本文以不同浸提条件模拟日常浸泡茶饮，采用ICP-MS测定药食两用中药材消解液及其浸提液中重金属含量，对迁移浓度进行数据分析，为药食两用中药材生活泡饮的重金属迁移检测提供参考依据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ICP-MS （Agilent7700E）；水浴锅（国华HH-6）；电子天平（赛多利斯BSA224S）；微波消解仪（CEM MARS.6）。

本方法所用水为GB/T 6682规定的一级水；硝酸（优级纯，德国CNW公司）；盐酸（优级纯，西陇科学股份有限公司）。

标准溶液：铅、砷、镉、铬混合标准储备液（浓度：100 mg/L）；汞标准储备液（浓度：1000 mg/L）（均购于国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

1.2 样品制备

⑴将药店销售的陈皮、菊花、金银花、山楂四种药材按四分法取样，碾磨成粉混匀，分别称取0.5 g（精确至0.001 g）于聚四氟乙烯消解管中，加入5 mL硝酸，旋紧罐盖，放入微波消解仪进行消解处理。静置冷却过后旋开罐盖并排出气体，转移至50 mL的容量瓶中，用一级水润洗三次消解管内壁，并入容量瓶中定容至刻度线。同法制备试剂空白。

⑵以陈皮为例模拟日常泡茶制备浸提液，研究浸提时间对药食两用中药材重金属元素析出的影响。称取预制备的陈皮样品5.0 g（精确至0.001 g）于锥形瓶中，加入100 ℃一级水50 mL，将锥形瓶放置在100 ℃恒温水浴锅中分别浸提10、20、30、40、50、60 min；

研究浸提温度对药食两用中药材重金属元素析出的影响。称取预制备的陈皮样品5.0 g（精确至0.001 g）于锥形瓶中，加入50 mL一级水，将锥形瓶放置在25、40、60、80、100 ℃恒温水浴下浸提20 min。

将以上浸提液经滤膜过滤后倒入50 mL容量瓶中，润洗3次锥形瓶内残留浸提液并入容量瓶中，加入5 mL硝酸后定容至刻度线。每种浸提条件进行6次平行试验，其他3种中药材浸提液制备方法同上。

1.3 标准溶液配制

混合标准曲线的配置：吸取适量混合标准储备液，用5%硝酸溶液逐级稀释成1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0、100、200、500 μg/L的铅砷镉铬混合标准使用液。

汞标准曲线的配置：吸取适量汞标准储备液，用1%盐酸溶液逐级稀释成0.50、1.00、2.00、5.00、10.0 μg/L的汞标准使用液。

1.4 仪器条件设置

仪器条件设置见表1。雾化器为同心雾化器，温度控制在2 ℃；采样锥/截取锥为镍锥，采样深度为9 mm。

表1 仪器条件设置

2 方法学考察

2.1 标准曲线、相关系数及检出限、定量限

将标准曲线溶液和经1.2样品制备步骤⑴处理的样品溶液经过0.45 μm针式过滤器过滤后放入进样管中，按照1.4仪器条件设置进行检测。以元素的质量浓度作为横坐标X，元素与内标元素反应信号的比值为纵坐标Y，绘制出汞、镉、铬、砷、铅标准曲线。连续测定11次空白数值计算仪器检出限与定量限。其线性关系良好，线性相关系数在0.9992～1.0000之间。各元素的回归方程、相关系数、检出限和定量限列于表2。

表2 各元素线性方程、相关系数、检出限及定量限

2.2 方法回收率和精密度

为考察方法可靠性，对微波消解的陈皮样品进行3个不同浓度，6平行水平加标回收试验，计算RSD%，结果见表3。陈皮中各元素的加标回收率在83.1%～107%之间，相对标准偏差在0.56%～4.99%之间，表明该方法具有良好精密度，满足实验要求。

表3 各元素加标回收试验结果（n=6）

3 实验结果

3.1 药材重金属含量

采用建立的方法对4种药食两用中药样品按1.2样品制备步骤⑴进行前处理，在1.4仪器条件下进行测定。现行《中国药典》2020年版对中药材的规定：重金属含量铅（Pb）≤5.0 mg/kg、砷（As）≤2 mg/kg、镉（Cd）≤1 mg/kg、汞（Hg）≤0.2 mg/kg，根据表4的测定结果，4种药品中5种元素含量最高的是铬，其次是铅，汞含量极低。菊花中的铬含量和金银花中的铬、铅含量明显高于其他样品中各元素含量，但仍在标准限定浓度范围内。

表4 陈皮、菊花、金银花、山楂中的重金属含量

3.2 药材重金属迁移规律

按1.2样品制备步骤⑵处理样品，测定4种药食两用药材中各元素浸出浓度。固定浸提温度为100 ℃，以浸提时间为横坐标，重金属迁移含量为纵坐标绘制散点折线图，结果如图1所示。由实验结果可知，5种重金属元素在浸提过程中的迁移呈现一定规律变化。陈皮中铬和砷、金银花中砷和铅、山楂中铬、砷和铅的迁移浓度在20 min时达到高点，之后迁移浓度较为恒定。菊花中各元素析出含量较低，且其浓度随浸提时间改变几乎无变化，故本实验探究不对菊花展开进一步讨论。

图1 4种药材100 ℃浸提液中铅、砷、镉、铬、汞随时间的迁移曲线

取陈皮、金银花、山楂3种药品按1.2样品制备步骤⑵处理，在25、40、60、80、100 ℃下分别浸提20 min，在1.4仪器条件下进行测定。以浸提温度为横坐标，重金属迁移含量为纵坐标绘制散点折线图，结果如图2所示。各元素迁移浓度随浸提时间变化呈一定线性规律，部分元素在80 ℃及以上温度浸提下浓度达到最高，其中金银花中砷浓度在100 ℃时析出最大，浓度含量约为金银花本身砷含量的80%。

图2 固定浸提20 min陈皮、金银花、山楂浸提液中铅、砷、镉、铬、汞随温度的迁移曲线

4 结论

实验结果表明浸提温度和时间的增加都会对重金属元素的析出产生促进作用，其中温度超过80 ℃和浸提时间超过20 min后的重金属迁移明显。而日常生活中多用超过90 ℃的沸水浸泡中药材，浸泡时间也远高于20 min，故中药材在日常浸泡过程中的重金属析出问题十分严峻。

研究结果显示浸提析出的铬、镉、铅、汞含量约为中药材本身重金属含量的20%以内，砷浓度析出可达药材本身含量的80%以上。本次抽检的中药材均为药店购买并以四分法取样，虽然药材本身重金属的检测上均未出现超标情况，但是重金属对人体的影响仍然不容忽视。目前中药材在日常饮食中的地位逐渐提升，越来越多人坚信日常饮用的食补功效，故我们应当针对中药材重金属含量的检测标准进行补充说明，包括中药材的重金属含量控制与日常饮用的建议说明。