3種藥食同源藥材中8種有害金屬元素測定及初步健康風險評估

謝 莉鄒 維肖 瑤張 億陳 紅

（成都市食品藥品檢驗研究院，四川 成都610045）

我國中藥材的重金屬超標問題在近十幾年來受到國內外的廣泛重視，重金屬污染不僅成為我國中藥出口的瓶頸，嚴重影響著中藥產品的安全性［1?2］。2015年版《中國藥典》中規定進行重金屬及有害元素的品種就在2010年版的基礎上增加了8個［3］。但《中國藥典》 中重金屬及有害元素里所設檢查項僅為銅、汞、砷、鎘、鉛這5種常見重金屬，其中后4種為國際公認的重金屬必檢項，且為ICH分類為1 類的具有明顯毒性的元素。目前國內對少數藥材品種的有害元素進行了初步風險評估，但多集中在藥典收錄的5種元素［4?6］。而在食品安全國家標準中，食品中的檢查項除鉛、鎘、砷、汞外還有錫、鎳、銻等金屬元素［7］，其中，鎳的ICH分類為2 A 類，該類的另外2個元素為釩和鈷，錫和銻的ICH分類為3 類［8］，該類的其他元素還有鋰、鋇、鉻、錫等，這些檢查項在藥品國家標準中的缺失，可能成為中藥有害元素控制的盲點。

藥食同源藥材的使用在我國有著久遠的歷史，成書于戰國時期的《黃帝內經》 即對藥與食有相關記載，而漢代的《神農本草經》 收載的365種藥物中就有藥用食物50種。隨著人們的健康意識的增強，以及國家對養生保健的重視，加上中醫藥在“治未病”方面的獨特優勢，越來越多的人在日常生活中使用藥食同源品（或作為茶飲，或做成藥膳等），以達到提高免疫力、改善睡眠、減肥、降血脂等目的［9?10］。

本研究選取3種常用的藥食同源藥材，對117 批樣品進行鋰、釩、鈷、錫、鉻、鎳、鋇和銻8種有害金屬元素的測定，統計各元素在各藥材中的分布特征，并從允許日暴露量的角度評估在日常使用中的健康風險。

1 材料

Thermo XSeries 2 電感耦合等離子體質譜儀（美國Thermo Fisher 科技公司）；MARS 5 微波消解儀（美國CEM公司）；Milli?Q 超純水處理系統（美國Millipore 公司）。

鋰（編號GSB 04?1734?2004，唯一標識189027?1，1 000 μg／mL）、釩（編號GSB 04?1759?2004，唯一標識189013?1，1 000 μg／mL）、鈷（編號GSB 04?1722?2004，唯一標識188007?2，1 000 μg／mL）、錫（編號GSB 04?1753?2004，唯一標識188026?2，1 000 μg／mL）、鉻（編號GSB 04?1723?2004（a），唯一標識17B008?2，1 000 μg／mL）、鋇（編號GSB 04?1717?2004，唯一標識188009?1，1 000 μg／mL）和 銻（編號GSB 04?1748?2004，唯一標識 188054?3，1 000 μg／mL）；鍺（編號GNM?SGE?002?2013，唯 一標 識18DA449，100 μg／mL），以上元素液體標準樣品均由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供。

鎳（樣品編號BW08618，批編號17101，1 000 μg／mL）、銦（樣品編號GBW（E）080270，批編號17051，100 μg／mL），以上單元素溶液標準物質均由中國計量科學研究院提供。調諧液由儀器公司提供，硝酸為微電子級，水為超純水。

3種藥食同源藥材分別為金銀花、菊花和荷葉，均來自成都市各大連鎖藥房、連鎖超市以及線上購物平臺某東超市，其中金銀花26 批（山東產地10 批、河南產地16批）、菊花69 批（安徽產地33 批、浙江產地36 批）、荷葉22 批。

2 方法與結果

2.1 溶液制備

2.1.1 供試品溶液 將藥材粉碎，混勻，精密稱取藥材粉末約0.3 g，置微波消解罐中，加硝酸8.0 mL 密閉，按2015年版《中國藥典》 四部通則方法消解并制備供試品溶液，同法制備空白溶液。消解程序為功率1 600 W，5 min內從室溫升至90 ℃（保持5 min），再5 min 升至120 ℃（保持5 min），再5 min 升至190 ℃（保持30 min）。

2.1.2 系列濃度標準溶液 精密量取鋰、釩、鈷、錫、鉻、鎳、鋇和銻單元素標準溶液各適量，用5%硝酸溶液制成每1 mL 含各元素2.0 μg 溶液，作為標準品貯備溶液；精密量取標準品貯備溶液適量，用5%硝酸溶液定量稀釋制成每1 mL 中分別含各元素0.20、1.0、5.0、10、30、50 ng的溶液，作為系列濃度標準溶液。

2.1.3 內標溶液 精密量取鍺、銦單元素標準溶液適量，用水制成每1 mL 各含20 ng 的混合溶液。

2.2 ICP?MS 工作條件 冷卻氣、輔助氣和霧化器流量分別為13.02、0.80、0.99 L／min；射頻功率為1 400 W；蠕動泵轉速為30 r／min；數據采集模式為跳峰；重復次數為3 次。

2.3 同位素內標 選取同位素為7Li、51V、52Cr、59Co、60Ni、118Sn、121Sb、137Ba、72Ge、115In 為內標，7Li、51V、52Cr、59Co、60Ni以72Ge 為內標，118Sn、121Sb、137Ba 以115In 為內標，內標回收率應在80%～120%。

2.4 方法學考察

2.4.1 線性關系考察 取系列濃度標準溶液依法測定，以各元素響應值與內標元素響應值比值為縱坐標（Y），以對應的系列質量濃度為橫坐標（X），進行線性回歸，結果見表1，表明各元素在0.20～50 ng／mL 范圍內線性關系良好。取空白溶液連續進樣11 次，分別以各元素的3 倍標準差和10 倍標準差除以相應標準曲線的斜率，得到的濃度分別作為各元素的檢測限和定量限，結果見表1。取質量濃度為30 ng／mL 的元素標準溶液，連續進樣6 次，各元素響應值的RSD 在1.20%～2.89%之間，結果見表1。

表1 8種金屬元素線性關系

2.4.2 重復性、加樣回收率試驗分別取金銀花、菊花、荷葉樣品各一批，制備供試品溶液各6 份，結果各元素的RSD 均在2015年版《中國藥典》 四部9101 中樣品中待測定成分含量和重復性RSD 的可接受范圍內，結果見表2。精密稱取金銀花、菊花、荷葉粉末約0.3 g，各9 份，置微波消解罐中，每3 份一組，分別精密加入標準溶液（10 μg／mL）0.10、0.20、0.40 mL，加入硝酸8 mL，按“2.1.1”項下方法制備供試品溶液，分別制備高中低3種濃度級別的加樣供試品溶液，依法測定，表明該方法重復性好。

表2 8種金屬元素加樣回收率試驗結果（%）

2.5 樣品含量測定 按所建方法測定117 批藥食同源藥材的鋰、釩、鈷、錫、鉻、鎳、鋇和銻8種有害金屬元，將117 批藥材分別按總體以及不同品種不同產地進行統計。結果各品種所含鉻、鎳、鋇的量高于其他五5種元素，且鋇元素的含量最高，荷葉的鋇含量高于金銀花和菊花，不同批荷葉鋇含量差異較大，河南產地的金銀花和山東產地的金銀花各元素含量無統計學差異，杭菊的鉻元素含量總體上高于貢菊和胎菊，杭菊的錫元素含量總體上低于貢菊和胎菊，貢菊的鋇元素含量高于杭菊和胎菊，結果見表3。

表3 117 批藥食同源藥材中8種元素的測定結果（， mg／kg）

表3 117 批藥食同源藥材中8種元素的測定結果（， mg／kg）

注：《中國藥典》中菊花按產地和加工方法不同，有杭菊和貢菊以及其他3種菊花之分，未單獨列出胎菊，因市面上存在大量名為胎菊的菊花產品，因此在本研究中將胎菊單列。

2.6 基于每日攝入量（DI）及其與允許日暴露量（PDE）比值的健康風險初步評價 香港中醫藥管理委員會制定的《中成藥注冊申請手冊》 規定了中成藥中重金屬的口服成人上限，包括銅、汞、砷、鎘和鉛，并于2015年香港中醫藥管理委員會提出對該手冊的口服中成藥的重金屬含量限量標準進行修訂的建議，建議修訂為口服成人上限分別為汞30 μg／d、砷15 μg／d、鎘5 μg／d、鉛5 μg／d，與ICH Q3D step4 中元素的允許日暴露量（PDE）相同。由于《中國藥典》 中僅對部分藥材的銅、汞、砷、鎘、鉛這5種常見重金屬設定限度，未對鋰、釩、鈷、錫、鉻、鎳、鋇和銻進行控制，參考ICH Q3D step4 中以上8種元素的允許日暴露量，并根據各品種項下規定的“用法與用量”（該用量是成人1 d 的常用劑量，必要時可酌情增減），取用量范圍的上限值（金銀花15 g，菊花、荷葉均為10 g）計算每日攝入量，其中，分別以元素含量的平均值和90%位數計算每日攝入量（DI），計算公式為每日攝入量（μg）＝各元素含量（μg／g）×用量上限（g），將其與ICH Q3D 中的PDE 進行比較，比值大于1 即有健康風險，結果見表4。

表4 3種藥食同源藥材中8種元素的每日攝入量及DI／PDE 比值

結果表明，按平均值和90%位數計算的每日攝入量DI均小于允許日暴露量PDE，由于藥食同源藥材作為食品使用時用量更大，作為食品使用時更應嚴控風險。《食品安全國家標準 食品中污染物限量標準》 在編制時，結合我國居民膳食污染物的暴露量及主要食物的貢獻率，將貢獻率超過5%的食品作為重點關注對象，對已確定每周可耐受攝入量（PTWI）或者可容忍攝入量（TDI）的污染物，將超過5% PTWI 或5% TDI 的食品作為重點關注對象［11］。如果以5% PDE 為參考限進行評價，則以平均值計算的鎳、鋇的DI 均大于5% PDE，以90%位數計算的鈷、鎳、鋇的DI均大于5% PDE。另外，如以每批樣品的實際值參與計算，有2 批荷葉樣品中的鋇的DI 高于PDE，荷葉中的鋇具有較高健康風險。

2.7 荷葉中鋇經水提取后的健康風險評價 在實際生活中，藥材多以水煎液的形式服用，金銀花、菊花和荷葉更多以茶湯形式進入人體，這些加工途徑均會降低藥材中進入人體的重金屬量［12?13］。由于提取后進入提取液的重金屬的量降低，為保證提取結果的準確性，因此選擇荷葉中鋇含量最高的一批樣品，分別采用不同的提取方式（水煎煮2 h，60%乙醇回流2 h，各3 份）進行提取，將提取液定容，取提取液適量進行微波消解，按“2.1.1”項下方法制備提取后供試品溶液，測定提取后重金屬含量，計算提取率以及提取前后的DI／PDE，結果見表5。

表5 荷葉中不同提取方式下鋇的提取率及DI／PDE 比值

結果表明，荷葉中的鋇在水煎煮提取方式下的提取率為4.9%，明顯大于60%乙醇溶液回流的提取率0.1%，鋇在水中的溶出率可能高于在其他含有機溶劑的溶液中的溶出率。經水煎煮2 h 后，荷葉中鋇的DI／PDE 僅為5.3%，僅為原比值的4.9%，明顯降低了健康風險。

3 討論

本實驗采用ICP?MS 測定了3種藥食同源藥材（金銀花、菊花和荷葉）中的鋰、釩、鈷、錫、鉻、鎳、鋇和銻8種有害金屬元素的含量，3 品種中鋇元素的含量最高，荷葉中鋇含量高于金銀花和菊花。由于本實驗涉及的花類和葉類藥材種類較少，是否為葉對鋇元素有富集作用，或者荷葉的來源植物蓮對鋇元素有富集作用，均需要進行進一步的研究。不同批荷葉中鋇含量差異較大，可能是蓮的生長環境（如水質差異）造成，具體因素仍需進一步調查。杭菊的鉻含量在總體上高于貢菊和胎菊，而錫含量低于貢菊和胎菊。錫和鉻含量在杭菊和貢菊上的差異可能是產地不同，分別為浙江和安徽，也可能是加工方式不同，前者是蒸熟后曬干，后者直接烘干。杭菊和胎菊的錫和鉻含量有差異，因胎菊為杭菊未開放的花蕾，杭菊的鉻含量較胎菊高可能是因為藥材隨生長時間的增加而產生的對鉻的富集，但錫含量較胎菊低的現象目前沒能找到一個可能的原因，還需在后續研究中增加檢測批，并對特定產區的樣品進行跟蹤調查，以確定此現象是否廣泛存在或找到形成此現象的原因。

在進行健康風險評價時，本研究采用了與ICH 中各元素的PDE 進行比較，主要考慮了2個因素，一是ICH 中各元素的PDE 與WHO 提出的TDI 等均是基于各元素本身的毒性及相關的病理毒理研究數據得到的，雖然ICH Q3D 提供的基于風險評估和控制藥品中金屬雜質的策略方法不適用于草藥產品以及其他生物制品等，但PDE 作為元素雜質毒性數據的綜合反映，可以與WHO 提出的PTWI 或者TDI具有同等參考意義；二是WHO 提出的很多元素的PTWI 或TDI值很多提出的時間較早，糧農組織／世界衛生組織食品添加劑聯合專家委員會（JECFA）規定了部分元素的PTWI［14］，但沒規定鉻的PTWI，且目前WHO 取消多個元素的PTWI值，尚未給出重新評定的值，如鎘、砷等，采用ICH Q3D 中各元素的PDE 便于統一健康風險評價參考限的來源。

鋇元素廣泛存在于自然界，并在諸多領域均有應用。文獻報道，鋇離子是一種肌肉毒性物質，對體內的鈉鉀泵具有興奮作用，可引起低血鉀、導致惡性心律失常，多種同時還具有免疫毒性、生殖毒性、致畸致癌致突變作用［14?17］。鋇的毒性與其溶解度呈正相關，溶解性好的鋇鹽毒性更強［13］。實驗證明藥材中的鋇鹽在水的溶出率高于有機溶劑，由于日常藥食同源藥材的使用幾乎都以水為介質（茶飲、藥膳）［18］，應對藥材中的鋇含量加大關注。本研究所涉及的3種藥材中鋇含量較其他元素高，且該3種藥材多以水煎液或茶湯的形式被服用，降低了有害元素進入人體的風險，但鋇含量最高的荷葉經水提取后鋇的DI 約5%PDE，仍有一定風險。然而日常使用的大部分藥食同源藥材未經提取，直接全部進入人體，如常制成藥膳的山藥、天麻等［19］以及即食中藥預包裝產品如三七粉、靈芝孢子粉等［20?21］，這些全部進入人體的藥材的鋇含量問題更需引起重視。

4 結論

本研究進行的健康風險初步評價沒有深入到元素價態方面，在評價時還存在諸多不確定性，在今后的研究中還需考慮上述3個品種在我國居民中的消費模式以及膳食暴露情況［22］。雖然本研究樣品批有逾百批，但涉及藥材種類較少，需進一步增加藥材種類以得出藥食同源藥材總體情況或者花類或葉類藥材總體情況。除現在國內外普遍關注的藥材中的幾種重金屬及有害元素（銅汞砷鎘鉛）外，國內對藥材中其他有害元素的研究極少，應加強對其他有害元素的檢測以及攝入風險控制，必要時在《中國藥典》 中增加有害元素檢查項，以期為藥材的規范化生產、企業的規范化加工以及限量標準的制定提供參考依據。