豬膽粉中重金屬污染特征及健康風險評價*

廖予菲，盧昌晶，王 萍，張瑞瑞

（1.陜西國際商貿學院，陜西 西安 712046；2.陜西國際商貿學院/陜西省中藥綠色制造技術協同創新中心，陜西 西安 712046；3.陜西新絲路質量檢測技術評估有限公司，陜西 西安 712046）

中藥材及其飲片的質量直接影響臨床用藥的安全性與有效性。重金屬是重要的中藥外源性污染物之一，容易在中藥材種植、采收、加工等環節引入[1]。中藥材一旦被重金屬污染，且污染物難以被降解，在人體中積蓄，可能會危害健康，尤其對神經系統、造血系統、消化系統、泌尿系統影響較大，嚴重影響安全用藥[2-7]。但也應注意，重金屬污染與重金屬超標不可混為一談。判定中藥檢出的重金屬是否存在風險，應采用風險評估方法定量計算其暴露值，再判斷是否存在不可接受的風險。因此，精準識別中藥中重金屬元素，開展風險評估工作對于制定中藥重金屬限量標準，采取有效的風險控制措施具有指導性意義。

豬膽作為人類飼養豬的副產品使用已有數千年歷史[8]。民間使用及現代臨床應用表明，豬膽粉具有較好的清熱解毒、止咳平喘作用，治療黃疸、百日咳、滴蟲性陰道炎、結腸炎等癥具有良好療效[9-10]。隨著我國養豬業的迅速發展和集約化程度的不斷提高，部分微量重金屬元素作為飼料添加劑被廣泛用于畜禽養殖業，然而某些養豬場飼料中重金屬的添加量遠遠超出動物的需要量。豬采食后，部分重金屬被吸收并蓄積在動物組織內，給豬膽粉藥材應用帶來較大的安全隱患[11-12]。

現豬膽粉重金屬元素殘留引發風險的報道較少，本研究采用電感耦合等離子體質譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）測定17批豬膽粉中8種重金屬元素含量，對重金屬污染等級和對人體的健康風險進行分析評價，以期為該類藥材質量控制、安全應用及高質量資源開發提供依據。

1 儀器與材料

1.1 實驗儀器 ICAP RQ ICP-MS電感耦合等離子體質譜儀（賽默飛世爾科技公司）；Multi Wave PRO 41HVT56微波消解儀（安東帕中國有限公司）；SQP-SE10CURA225D-1CN電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司）。

1.2 實驗材料 鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、銅（Cu）、銦（In）、鉍（Bi）、金（Au）單元素標準溶液（質量濃度：1000 μg/mL，批號：204029-8，204046-5，207003-1，207031-1，206020-1，203044-2，204006-2，206003-1）均購于國標檢驗認證有限公司；鍺（Ge）單元素標準溶液（質量濃度：1 000 μg/mL，批號：207002）購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）單元素標準溶液（質量濃度：1 000 μg/mL，批號：GBW08614，GBW08620，GBW08618）均購于中國計量科學研究院；分析級體積分數65%硝酸購于德國Merck公司；其他試劑為分析純，水為超純水。

豬膽粉樣品共17批，編號1～5（產地安徽，批號：Y190101，Y190102，Y190103，Y190301，Y190302）；6 ～10 號（產地河南，批號：20180801，20190501，20190502，20190503，20190504），11～17（產地福建，批號：Y1-191109，Y1-191110，Y1-190912，Y1-191113，Y1-191013，Y1-191204，Y1-19004）。以上樣品經陜西國際商貿學院中藥學教研室鑒定為豬科動物豬Sus scrofa domesticaBrisson.膽汁的干燥品。

2 實驗方法

2.1 ICP-MS測定參數 采用氦氣碰撞-動能歧視模式進行樣品分析，RF功率：1548.6 W；接口溫度：33.89 ℃；冷卻氣流量：13.98 L/min；輔助氣流量：0.798 L/min；冷卻水流速：0.73 L/min；霧化器氣體流量：1.031 L/min；蠕動泵泵速：40.0 L/min；駐留時間：0.05 ms；掃描次數25次；反應池氣（He）體積流量：5.4 L/min；取樣錐：Ni錐；采樣深度：10 mm。

2.2 對照品溶液制備 精密移取適量多元素標準溶液，用10%的HNO3溶液稀釋，制備成含As、Cd質量濃度0.25、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、25.00 ng/mL；含Pb、Cr質量濃度0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、20.0、50.0 ng/mL；含Cu、Zn、Ni 5、10、25、50、100、200、500 ng/mL；含Hg 0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/mL的系列濃度混合對照品溶液。

2.3 內標溶液制備 分別精密移取適量的Ge、In、Bi單元素標準溶液，用10%的HNO3溶液稀釋，配制成質量濃度為1 μg/mL的混合內標液。

2.4 供試品溶液的制備 取樣品粉末0.25 g，精密稱定，置耐壓微波消解罐中，加硝酸8 mL，密閉并按表1的消解程序進行消解。消解完全后，泄壓冷卻，將消解罐放在電熱板上180 ℃趕酸至剩余1 mL，冷卻至室溫，轉入50 mL量瓶中，精密加入金單元素標準溶液（1 μg/mL）200 μL，用水稀釋至刻度，搖勻，即得。除不加金單元素標準溶液外，其余同法制備試劑空白溶液。

表1 微波消解儀實驗條件

2.5 方法學考察 分別對線性關系、檢測限、精密度、重復性、加標回收率進行考察，確認方法的適用性。

2.6 樣品測定 分別精密稱取1～17號豬膽粉樣品，按“2.4”項下方法制備各供試品溶液，按“2.1”項下條件進樣測定，按標準曲線法計算各元素含量。

3 結果與分析

3.1 方法學考察結果 8種元素在對應的濃度范圍內，元素濃度和儀器響應值呈良好的線性關系，其檢測限均能滿足分析要求。在痕量分析要求下，儀器精密度較好，方法重復性良好，準確度高，符合分析測定要求。（見表2）

表2 方法學考察結果

3.2 豬膽粉重金屬含量特征分析 17批豬膽粉中各重金屬元素分布情況見圖1，數據統計見表3。各批次樣品中，8種重金屬元素均有檢出，各元素含量的波動范圍均較大，波動最為明顯的是Cd、As，分別為0～0.157 mg/kg，0.003～0.192 mg/kg，對應變異系數達到239.7%、123.5%。以2020年版《中華人民共和國藥典》[13]、GB2762-2022《食品安全國家標準食品中污染物限量》[14]等標準中重金屬規定的最大限量值（Pb≤5.0 mg/kg、Cd≤1.0 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg、Zn≤25.0 mg/kg、Cr≤1.0 mg/kg、Ni≤0.4 mg/kg）為標準時，Cu、Cr、Ni超標的情況比較普遍，其中6批次Cu超標，超標率35.3%，15批次Cr超標，超標率88.2%，16批次Ni超標，超標率94.1%。Hg也有1個批次檢出值超過限量值，其他元素未超出標準值。

圖1 17 批次豬膽粉重金屬元素含量柱狀圖

表3 豬膽粉重金屬元素含量描述性統計分析結果（n=17）

3.3 豬膽粉重金屬污染評價 采用單項污染指數法[15]評價某一重金屬元素對豬膽粉藥材的污染程度，計算公式如下：

式中：Pi為某種重金屬i的單項污染指數；Ci為重金屬i的實測值；Si為重金屬i的限量標準值。當Pi≤1時，未被污染；Pi＞1時，即被某一重金屬元素污染。

為了全面了解8種重金屬元素對豬膽粉藥材的綜合污染程度，突出體現高濃度重金屬元素的影響，本研究在單項污染指數法的基礎上引入綜合污染指數法[16]，計算公式如下：

式中：Pz為綜合污染指數；（Pi）2max為8種重金屬單項污染指數中最大值的平方；（Pi）2ave為樣品中8種重金屬中單項污染指數均值的平方。PZ≤0.7為安全級，0.7＜PZ≤1為警戒級，1＜PZ≤2為輕度污染；2＜PZ≤3為中度污染、PZ＞3為重度污染。

本研究根據單項污染指數和綜合污染指數評價樣品的重金屬污染程度并劃分污染等級，結果見表4。單項指數從大到小排序為：Ni＞Cr＞Cu＞Zn＞Hg＞As＞Pb＞Cd。豬膽粉藥材主要受到Ni、Cr、Cu 3種元素的污染。其中污染程度最深的為Ni，16批次樣品的Pi＞1，其中編號為1、4、5的樣品，Pi分別達到6.189、5.173、5.570。Cr次之，15批次樣品Pi＞1，受到Cu污染樣品有6批次。從污染等級來看，豬膽粉受8種重金屬污染的等級均達到了警戒級及以上，其中輕度污染7批次、中度污染2批次、重度污染4批。

表4 豬膽粉重金屬污染等級評價結果

3.4 豬膽粉的健康風險評價 通過對豬膽粉污染評價發現大多數批次藥材已受到不同程度的重金屬污染，為探究藥材服用后對人體可能引發潛在健康風險，本研究采用美國環保署（U.S. Environmental Protection gency, US EPA）推薦的健康風險指數（hazard quotient, HQ）評價模型對豬膽粉所產生的重金屬健康風險進行定量評估，計算公式為[17]：

公式中，Ci為豬膽粉中重金屬含量（mg/kg）；FIR為豬膽粉成年人的日均攝入量（kg/d）。參照2020年版《中華人民共和國藥典》中用量，以最大值進行計算，取值6.0×10-4kg/d；EF為暴露頻率（d/a），取值365 d/a；ED為暴露年限（a），成年人取值70 a；BW成年人平均體質量，取值為60 kg[18]；AT為平均暴露時間（a），通常取值為ED×365；RfD為重金屬每日允許攝取最大量[mg/（kg·d）]，參照于美國環保署規定的安全限量和世界衛生組織暫定的每周可耐受攝入量，Pb、Cd、As、Hg、Cu、Zn、Cr、Ni的RfD分別為3.5×10-3、0.001、3.0×10-4、3.0×10-4、0.04、0.3、1.5、0.2 mg/（kg·d）[19]。HI為危害指數，當HQ≤1和HI≤1時，表明沒有非致癌風險，當HQ＞1或HI＞1時，表明存在非致癌風險。

其中，被國際癌癥研究機構認定具有致癌風險的重金屬有Cd、Cr、As等，個體在一生中暴露于致癌物質得癌癥的概率可用致癌物質的健康風險評價指數Riski來表示，計算公式如下[20]：

式中，SF為經口途徑致癌強度因子，結合2014年我國發布的《污染場地風險評估技術導則》（HJ 25.3-2014），Cd、Cr、As分別取值6.1、0.5、1.5 mg/（kg·d）[21]。當1×10-6＜Riski＜1×10-4時，不具備致癌風險，當Riski＞1×10-4時，存在致癌風險。

單項元素健康風險指數HQ及危害指數HI結果見表5。8種重金屬的HI與HQ平均值均小于1，即不具有非致癌健康風險。HQ貢獻率表現為Cu＞Hg＞As＞Pb＞Zn＞Cd＞Ni＞Cr，結合污染指數評價分析表明，雖然大部分批次藥材達到警戒級以上，但由于攝入量低，且可耐受攝入量存在差異，導致健康風險貢獻率不一樣。如重金屬Ni、Cr的污染指數最高，超標情況最為突出，但對健康風險評價的貢獻卻較低。而Cu、Hg等元素僅部分批次存在污染現象，但對健康風險值貢獻率較大，更值得我們關注。

表5 非致癌健康風險評價結果

Cd、Cr、As等是國際癌癥研究機構認定的致癌物質，重金屬的致癌風險指數結果（見表6）表明，Cr的Risk值高于Cd、As，可見豬膽粉中主要可能引起致癌風險的元素為Cr。各元素的Risk均小于1×10-4，說明豬膽粉藥材整體上不具備致癌風險。中藥不同于食物，并非每天都攝入，其使用頻率相對較少，引起的健康風險應理性看待，但長期使用的暴露行為還應得到重視。

表6 致癌健康風險評價結果

4 討論與結論

2020年版《中華人民共和國藥典》涉及中藥材中重金屬限量檢查的有38種，同時新增了中藥中重金屬及有害元素的限度指導值。一般來講重金屬殘留有沿著食物鏈富集的特性，動物藥中的重金屬限量值往往比植物藥高[22]。但豬膽粉無有害元素限量指標，本研究仍參考2020年版《中華人民共和國藥典》中Pb、Cd、As、Hg、Cu的限量值。豬膽粉藥材由豬膽汁經過濾、干燥、粉粹等工藝制成，其原料飼養、產品制備加工等過程易于引入Zn、Cr、Ni等有害元素。中藥材暫未要求控制這些元素，因此本研究參考GB2762-2022《食品安全國家標準食品中污染物限量》中的限量值。

測定結果顯示，豬膽粉藥材中Ni、Cr、Cu、Hg含量超出標準限值，超標率分別達到94.1%、88.2%、35.3%、5.9%，Ni、Cr超標問題較為突出。這可能因為動物豬的生長環境包括食物、水、空氣中含有重金屬元素，且豬膽作為重要的消化器官，易于富集特定的重金屬元素。建議規范化養殖動物豬，減少含重金屬飼料的使用，改善豬膽粉生產、倉儲、包裝等條件，避免引入不必要的重金屬。據報道，Cr是自然界中廣泛存在的元素之一。通常情況下，Cr以三價或六價的形式存在，三價鉻是人體必需的微量元素。六價鉻則具有高毒性，是公認的致癌物[23]。過度接觸和積累Ni會造成發育毒性、遺傳毒性、免疫毒性、血液毒性、生殖毒性和神經毒性[24]。因此有必要進一步對豬膽粉中重金屬元素污染等級和人體健康風險進行分析評估。

豬膽粉受8種重金屬污染的等級均達到了警戒級及以上，Ni、Cr、Cu 3種元素的單項污染指數均較高。結合健康風險指數評價模型和致癌物質的健康風險評價指數結果，雖然大部分批次藥材受到重金屬污染，但由于攝入量低，且可耐受攝入量存在差異。如重金屬Ni、Cr的污染指數最高，超標情況最為突出，但對健康風險評價的影響較低。整體來看，豬膽粉中8種重金屬元素引發的潛在健康威脅較低，但Cu、Hg等元素，因對健康風險值貢獻率較大，還應重視其超標問題。