代用茶菊花鎘含量特征及鎘健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

◎ 劉花梅，戴瑞平，楊 梅，鄒 敏

（江西省食品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，江西 南昌 330002）

菊花茶廣泛存在于民眾生活中，是深受人們喜愛的一種飲品。菊花為常用的中藥，古人稱之為“延壽客”。中醫(yī)認(rèn)為，菊花味甘苦，性微寒，具有疏風(fēng)、清熱、明目、解毒的功效[1]，《本草綱目》中有“菊之品九百種”的記載，其中以杭菊、亳菊、滁菊、懷菊最為有名，有“四大名菊”之稱。菊花茶中雖然含有對(duì)人體有益的一些如鈣、鐵、鋅等微量元素[2]，但在其種植和加工過(guò)程有些菊花會(huì)受到重金屬的污染。經(jīng)過(guò)測(cè)定，市場(chǎng)上的一些菊花茶中含有對(duì)人體健康有威脅的重金屬，甚至出現(xiàn)較多的重金屬鎘超標(biāo)現(xiàn)象[3]。

鎘作為一種重金屬，當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可在生物體內(nèi)富集，特別是使骨骼的代謝受阻，造成骨質(zhì)疏松、萎縮、變形。食品和飲用水是鎘進(jìn)入人體的主要載體。菊花作為常見的代用茶，其飲用安全不容忽視。NY/T 2140-2015《綠色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》都規(guī)定鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/kg。另外，代用茶菊花的沖泡方式會(huì)影響飲用茶水中鎘濃度的高低。本文采用測(cè)定樣品和分析研究相結(jié)合的方式，以市售代用茶菊花為對(duì)象，利用ICP-MS方法[4]和石墨爐原子吸收光譜法[4]測(cè)定其中的鎘含量。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）最大日允許鎘攝入量（ADI）對(duì)代用茶菊花中的鎘對(duì)人體鍵康影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料

菊花茶樣品，市售38批代用茶和藥用菊花等常見菊花種類。

1.2 儀器與試劑

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司，DHG-9420A；電子天平，sartorius，QUINTIX124-1CN；密閉微波消解儀配有聚四氟乙烯消解罐，北京萊伯泰科儀器股份有限公司，Milestone ETHOS ONE；料理機(jī)，九陽(yáng)，JYL-C16V；電感耦合等離子質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司，ICP-MS7900；趕酸儀，Labotery GS25-20A；原子吸收分光光度計(jì)，美國(guó)PerkinElmer珀金埃爾默公司，PinAAcle 900T。

1.3 試劑

硝酸，蘇州晶瑞化學(xué)股分有限公司UP級(jí)；過(guò)氧化氫，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，優(yōu)級(jí)純；鎘元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，185002～2 1 000 μg/mL；A gilent 內(nèi)標(biāo)液（115In），以5% HNO3做介質(zhì)，配制成濃度為0.5μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液；A gilent調(diào)諧液（7Li，89Y，140Ce，205Tl），美國(guó)安捷倫公司，10 μg/L；實(shí)驗(yàn)用水，蒸餾水，經(jīng)Millipore純水處理系統(tǒng)所得。

1.4 樣品制備

1.4.1 樣品前處理

將采集的樣品充分混勻，并采用4分法和隨機(jī)取樣法，取10 g左右的樣品用料理機(jī)粉碎成均勻的粉末，用于樣品全量鎘的分析測(cè)定，剩余的樣品裝入自封袋干燥保存，用于菊花茶適宜沖泡方式的篩選實(shí)驗(yàn)[5]。

1.4.2 樣品中全量鎘的測(cè)定

取制備好的38批樣品粉末0.5 g（精確至0.001 g）兩份，放入聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mL硝酸，放入100 ℃趕酸儀預(yù)消解25 min，冷卻到室溫，加入1 mL過(guò)氧化氫，蓋上消解蓋，然后放入微波消解儀中進(jìn)行消解。微波條件，見表1。冷卻后置于量瓶中，用水定容至50 mL，搖勻，用0.45 μm的濾膜過(guò)濾后待測(cè)[6]。

表1 微波消解儀條件表

1.4.3 模擬泡茶

①控制電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱溫度為100 ℃，稱取1 g未經(jīng)任何處理的兩批鎘含量超過(guò)批菊花茶（金絲黃菊含量分別為1.22、1.88 mg/kg），用50 mL蒸餾水或2%硝酸浸泡，浸泡時(shí)間分別為5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，得到茶液，依次濾出上清液后置于室溫環(huán)境中，然后用0.45 μm濾膜過(guò)濾待測(cè)。②稱取1 g未經(jīng)任何處理的兩批鎘含量超過(guò)批菊花茶（金絲黃菊含量分別為1.22、1.88 mg/kg），加入50 mL（茶水比例1∶50）[7]蒸餾水沸水分別浸泡5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h（過(guò)夜），依次濾出上清液后置于室溫環(huán)境中，然后用0.45 um濾膜過(guò)濾，濾液作為第一次浸泡液待測(cè)。5、10、20 min所得茶渣中再分別加入50 mL蒸餾水沸水重復(fù)以上步驟，分別得到第2次、第3次茶液，然后用0.45 μm濾膜過(guò)濾待測(cè)。

1.4.4 鎘含量測(cè)定

1.4.4.1 兩種儀器測(cè)定方法比較

取上述1.4.2中的10批樣品同時(shí)采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS法）和石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定，儀器工作條件見表2和表3。同時(shí)配制標(biāo)準(zhǔn)系列，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，比較兩種方法測(cè)定結(jié)果，結(jié)果見表4和表5。

表2 ICP-MS 7900儀器工作條件表

表3 石墨爐原子吸收光譜法儀器條件表

表4 鎘標(biāo)準(zhǔn)系列濃度、線性方程及相關(guān)系數(shù)表

表5 兩種儀器測(cè)定10批菊花中鎘的結(jié)果比較表（單位：mg/kg）

1.4.4.2 ICP-MS法測(cè)定28批及浸泡液中鎘含量

取上述1.4.2中剩余28批處理樣液和2.4.3所得樣液采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS法）測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊花茶樣品中鎘含量特征分析

電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS法）和石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定的10批結(jié)果鎘含量在0.056 1～1.99 mg/kg，兩種方法比較，結(jié)果無(wú)明顯差異，絕對(duì)差值與算術(shù)平均值比值均小于5%。在采集的38批菊花茶樣品中ICP-MS法測(cè)定的鎘含量在0.034 5～1.88 mg/kg，其中有18批大于0.5 mg/kg，結(jié)果在0.552～1.88 mg/kg，有20批結(jié)果小于0.5 mg/kg，47.4%樣品的鎘含量超出NY/T 2140-2015《綠色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)0.5 mg/kg，其中含量最高的是金絲黃菊，鎘含量高達(dá)1.88 mg/kg，見表6。

表6 ICP-MS法測(cè)定38批菊花代用茶的鎘含量表

2.2 菊花茶的不同沖泡方式篩選

2.2.1 不同沖泡時(shí)間的篩選

2.2.1.1 100 ℃恒溫條件

控制溫度為100 ℃恒溫條件下沖泡超標(biāo)的兩批菊花茶（金絲黃菊含量分別為1.22、1.88 mg/kg），沖泡時(shí)間分別為 5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，結(jié)果見表7。兩種鎘超標(biāo)的菊花茶的沖泡時(shí)間在5～10 min時(shí)鎘的浸提率較高，而1 h后升高較多，12 h升高明顯。表明浸泡不同時(shí)間對(duì)菊花茶中鎘提取率有顯著影響，即隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。而在100 ℃ 2%硝酸的酸性條件下，浸泡液中的鎘濃度1 h時(shí)分別達(dá)到了21.361、28.621 μg/L，提取率達(dá)到了87.3%和75.5%。因此，飲茶時(shí)不應(yīng)浸泡太長(zhǎng)時(shí)間，尤其不應(yīng)飲用過(guò)夜的茶湯，泡茶時(shí)盡量避免與酸性物質(zhì)同時(shí)浸泡。

表7 菊花茶中鎘的提取率和100 ℃恒溫時(shí)間關(guān)系及每日攝入量占FA0/WHO規(guī)定的ADI的比例表

2.2.1.2 100 ℃的水沖泡

采用100 ℃的水在自然條件下沖泡超標(biāo)的兩種菊花茶，沖泡時(shí)間分別為5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，沖泡10～20 min的提取率較高，但沒有明顯的差異，相比100 ℃恒溫條件，沖泡提取率要低于后者。浸泡不同時(shí)間對(duì)菊花茶中鎘的提取率有明顯的影響，提取率呈現(xiàn)隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而升高的趨勢(shì)。所以，飲茶時(shí)不應(yīng)浸泡太長(zhǎng)時(shí)間，尤其不應(yīng)該飲用過(guò)夜的茶水[8]。

2.2.2 不同沖泡次數(shù)的篩選

沖泡次數(shù)對(duì)鎘的提取率有明顯的影響，從表8可以看出，鎘超標(biāo)的兩批代用茶的第一次沖泡且泡茶時(shí)間為5、10、20 min時(shí)，茶液中鎘的濃度高于第2次和第3次相同沖泡時(shí)間鎘的濃度，尤其是第3次沖泡時(shí)，茶浸出液的鎘濃度很低，沖泡次數(shù)及時(shí)間對(duì)鎘的提取率影響趨勢(shì)與提取液中的鎘濃度一致。相同時(shí)間不同浸泡次數(shù)，菊花茶中鎘溶出率不同，第1次浸泡時(shí)的鎘提取率高于第2次、第3次，尤其是第3次浸泡時(shí)的溶出量很少。所以，飲茶時(shí)應(yīng)舍棄第一泡茶，即先進(jìn)行洗茶1～2遍，然后再飲用茶水，這樣才能避免攝入更多的鎘。

表8 菊花茶中鎘的提取率和沖泡時(shí)間/次數(shù)關(guān)系及每日攝入量占FA0/WHO規(guī)定的ADI的比例表

金絲皇菊（Cd含量1.88 mg/kg）第1次5 min 3.13 8.3 6.26 10.43第1次10 min 3.11 8.3 6.22 10.37第1次20 min 4.18 11.2 8.36 13.93第2次5 min 2.22 5.5 4.44 7.40第2次10 min 1.78 4.6 3.56 5.93第2次20 min 1.97 5.0 3.94 6.57第3次5 min 0.776 1.9 1.55 2.59第3次10 min 0.674 1.7 1.35 2.25第3次20 min 0.917 2.3 1.83 3.06第1次1 h 4.71 19.1 9.42 15.70第1次4 h 5.78 23,5 11.56 19.27第1次12 h（過(guò)夜） 6.74 27.4 13.48 22.47

綜合分析以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合人們?nèi)粘ｏ嫴璧牧?xí)慣，根據(jù)GB/T 23776-2009茶葉感官審評(píng)方法，篩選出菊花茶最適宜的飲用方式：開水沖洗菊花茶5 min，茶水比例為1∶50，然后再用開水沖泡5～20 min再飲用。

2.3 菊花茶中鎘對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

上文結(jié)果顯示，所測(cè)定的38批中有47.4%的樣品超出NY/T 2140-2015《綠色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》標(biāo)準(zhǔn)（0.5 mg/kg），根據(jù)目前國(guó)際上公認(rèn)的主要毒性（安全性）指標(biāo)，采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）的推薦值，即每日每人（按照60 kg算）允許攝入量0.06 mg進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

式（1）（2）中：Q為每日飲用茶水的鎘的攝入量，mg/d；Di為每日菊花茶的食用量，g；C為菊花茶中重金屬鎘的含量，mg/kg；T為沖泡菊花茶鎘的提取率，%；RI為健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

若RI小于100%，則處于安全水平，若RI大于100%，則存在健康風(fēng)險(xiǎn)，且數(shù)值越大，健康風(fēng)險(xiǎn)也越大。按每人每天喝2 L[11]算，每日菊花的用量是40 g，以不同沖泡方式對(duì)菊花茶中鎘的浸提率進(jìn)行考察，計(jì)算健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，進(jìn)而對(duì)菊花茶中鎘對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)作出評(píng)價(jià)計(jì)算菊花茶中鎘的每日攝入量占ADI的比值是現(xiàn)階段一種普遍采用且較為科學(xué)的評(píng)價(jià)方法。從表8可以看出，健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最大的為過(guò)夜后的茶水，達(dá)到了20%以上；洗茶2次后，健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)明顯減小。每日飲用40 g菊花茶不會(huì)超出FAO/WHO推薦值。以鎘提取率最高的100 ℃恒溫過(guò)夜菊花茶水為例，人體每天可以用95 g菊花茶泡茶[8-10]。

3 小結(jié)與討論

①本方法采用微波消解方法處理樣品，消解速度快、前處理簡(jiǎn)單，并用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS法）和石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定菊花中的鎘含量，絕對(duì)差值與算術(shù)平均值比值均小于5%，兩種方法測(cè)定結(jié)果沒有明顯的差異，均可以用于菊花中鎘含量的測(cè)定。②采集的38批菊花茶樣品中鎘含量在0.034 5～1.88 mg/kg，其中有18批大于0.5 mg/kg，結(jié)果在0.552～1.88 mg/kg，有20批結(jié)果小于0.5 mg/kg，47.4%樣品的鎘含量超出NY/T 2140-2015 《綠色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》規(guī)定鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)（0.5 mg/kg），其中含量最高的是金絲黃菊，鎘含量高達(dá)1.88 mg/kg。③菊花茶適宜的飲用方式是：開水清洗5 min，茶水比例1∶50，然后用開水沖泡5～20 min再飲用。飲茶時(shí)不應(yīng)浸泡太長(zhǎng)時(shí)間，尤其不應(yīng)飲用過(guò)夜的茶水，泡茶時(shí)盡量避免與酸性物質(zhì)同時(shí)浸泡。④菊花茶鎘含量的安全評(píng)價(jià)。鎘超標(biāo)的菊花經(jīng)過(guò)浸泡或沖泡后飲用，鎘的人體日攝入量為0.91%～25.14%，健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在1.51%～41.90%，表明鎘經(jīng)代用茶菊花攝入體內(nèi)所構(gòu)成的潛在風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。飲茶時(shí)不應(yīng)浸泡太長(zhǎng)時(shí)間，尤其不應(yīng)該飲用過(guò)夜的茶水。經(jīng)過(guò)開水洗茶后再?zèng)_泡飲用，這樣鎘的日攝入量就會(huì)顯著降低，建議飲用菊花茶時(shí)開水洗1次茶后再?zèng)_泡飲用，這樣才能避免攝入更多的鎘[11]。