茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的研究進(jìn)展

尹 鵬，張永瑞，楊曉東，陳 義

（1.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 茶學(xué)院，河南信陽(yáng) 464000；2.河南省豫南茶樹(shù)資源綜合開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南信陽(yáng) 464000）

0 引言

茶葉是一種天然的、綠色的、健康的飲品，全球160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的30億多人有飲茶的習(xí)慣，是我國(guó)人民日常生活的必需品［1］。茶葉的安全質(zhì)量一直是茶葉生產(chǎn)者和消費(fèi)者共同關(guān)注的焦點(diǎn)，確保飲用茶葉對(duì)人體健康不構(gòu)成直接或潛在的風(fēng)險(xiǎn)是核心［2］。農(nóng)藥（尤其是水溶性農(nóng)藥）殘留、重金屬殘留和真菌毒素等是影響茶葉質(zhì)量安全的主要因素［3］，新型污染物在茶葉中也時(shí)有出現(xiàn)，如蒽醌、高氯酸鹽、鄰苯二甲酸酯類化合物等［4-5］。2012年和2015年歐盟分別對(duì)茶葉中9，10-蒽醌和高氯酸鹽的含量超標(biāo)進(jìn)行了通報(bào)，對(duì)我國(guó)茶葉出口帶來(lái)了消極影響并在一定程度上降低了消費(fèi)者對(duì)茶葉飲用安全的信任度。對(duì)蒽醌和高氯酸鹽的物理化學(xué)性質(zhì)、茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的檢測(cè)方法及其污染來(lái)源進(jìn)行綜述，以期為茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和污染源控制技術(shù)提供參考。

1 蒽醌和高氯酸鹽的物理化學(xué)性質(zhì)

蒽醌（Anthraquinone，AQ）是一種不易溶于水的淡黃色晶體，25 ℃時(shí)在水中的溶解度為1.35 mg/L，其結(jié)構(gòu)式如圖1（a）所示。蒽醌常被用作合成工業(yè)燃料的原料、造紙以及驅(qū)鳥(niǎo)劑等，普遍存在于空氣、水、土壤、植物中。由于蒽醌具有潛在的致癌作用［6］，歐盟規(guī)定其最大殘留限量（MRL）為0.01～0.02 mg/kg，其中茶葉中的MRL為0.02 mg/kg［7］，我國(guó)尚未制定食品中蒽醌的MRL標(biāo)準(zhǔn)。高氯酸鹽是一種極易溶于水的持久性污染物，如高氯酸鉀25 ℃時(shí)在水中的溶解度為15 g/L，高氯酸根離子的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1（b）。高氯酸鹽用作化肥原料、皮革加工、橡膠制造、固體火箭推進(jìn)劑等，在地下水、飲用水、谷物、果蔬、飲料等食品中均有存在。高氯酸鹽與碘結(jié)構(gòu)相似，影響甲狀腺的功能從而妨礙甲狀腺對(duì)碘的吸收，最終導(dǎo)致甲狀腺激素合成量減少［8］。2005年美國(guó)科學(xué)院宣布高氯酸鹽每天的參考劑量為0.7 μg/kg［9］，2015年歐洲食品安全局設(shè)定高氯酸鹽的每日容許攝入量為0.3 μg/kg BW，同年歐盟擬將茶葉中高氯酸鹽的限量定為0.75 mg/kg［10］。

2 茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的檢測(cè)方法

2.1 茶葉中蒽醌的檢測(cè)方法

隨著我國(guó)出口茶葉中蒽醌含量超標(biāo)被歐盟通報(bào)，科研院所和監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的科研人員對(duì)茶葉中蒽醌的檢測(cè)方法進(jìn)行了開(kāi)發(fā)（見(jiàn)表1），表中所示方法的檢出限、定量限、回收率和精密度均符合殘留分析要求且滿足國(guó)內(nèi)外有關(guān)法規(guī)對(duì)茶葉中蒽醌殘留的要求。蒽醌是非極性化合物，其提取溶劑一般采用乙腈、乙酸乙酯、正己烷或環(huán)己烷等親脂性強(qiáng)的有機(jī)溶劑或者與其他溶劑不同比例的混合物。由于茶葉基質(zhì)復(fù)雜，其凈化方法常采用凝膠色譜凈化系統(tǒng)和弗羅里硅土凈化柱，但凝膠色譜凈化和柱凈化方法有機(jī)溶劑消耗量大、時(shí)間長(zhǎng)且易造成環(huán)境污染。固相萃取或弗羅里硅土分散固相萃取具有簡(jiǎn)便快捷、穩(wěn)定且溶劑使用量少的特點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型的凈化方法。蒽醌的測(cè)定儀器一般采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）或氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS），我國(guó)現(xiàn)行的茶葉中蒽醌含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中采用的是GCMS/MS［19-20］。采用蒽醌-D8作為同位素內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量可減少基質(zhì)干擾以提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

表1 茶葉中蒽醌的檢測(cè)方法

2.2 茶葉中高氯酸鹽的檢測(cè)方法

高氯酸鹽是繼蒽醌之后茶葉中出現(xiàn)的另一種新型污染物，其檢測(cè)方法見(jiàn)表2，表中所列方法的回收率和精密度均符合殘留分析要求。由于高氯酸鹽水溶性高，茶葉中高氯酸鹽的提取以酸性（甲酸或乙酸）水溶液為主，凈化方法多采用不同類型的固相萃取柱。Zhao等［28］采用磁分散固相萃?。∕ag-dSPE）的方法對(duì)茶葉中的高氯酸鹽進(jìn)行萃取和凈化，然后采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）測(cè)定，其檢出限和定量限可達(dá)到ng/kg級(jí)別。離子色譜法（IC）依靠保留時(shí)間對(duì)高氯酸鹽進(jìn)行定性分析，易受到其他共存離子的干擾且靈敏度較低［24］。離子色譜串聯(lián)質(zhì)譜（IC-MS/MS）法靈敏度較IC高，但其普及率低、操作過(guò)程較復(fù)雜、檢測(cè)成本較高。（UP或HP）LC-MS/MS由于其通用性強(qiáng)、檢測(cè)時(shí)間短、靈敏度高和檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于茶葉樣品中高氯酸鹽的測(cè)定。定量方法多采用同位素18O標(biāo)記的高氯酸根作為內(nèi)標(biāo)，可有效消除前處理過(guò)程帶來(lái)的影響，減少測(cè)量干擾，有效解決茶葉復(fù)雜基質(zhì)對(duì)高氯酸鹽測(cè)定的影響，具有操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)。

表2 茶葉中高氯酸鹽的檢測(cè)方法

3 茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的污染來(lái)源

茶葉生產(chǎn)中的污染源主要有土壤污染、水體污染和大氣污染，污染物主要包括農(nóng)藥殘留、鉛、氟、鋁、硝酸鹽、多環(huán)芳烴等［30］。蒽醌和高氯酸鹽是近幾年茶葉中出現(xiàn)的新型污染物，明確它們的污染來(lái)源是控制其殘留含量的前提。汪煊［31］通過(guò)田間模擬蒽醌沉降、水培和土培實(shí)驗(yàn)探討了茶葉中蒽醌的可能來(lái)源，結(jié)果表明沉降作用是造成茶葉蒽醌污染的主要途徑，其次是水體污染和土壤污染。紙質(zhì)包裝材料中的蒽醌向茶葉的遷移也是一個(gè)潛在的污染源［32］。蒽醌在茶葉加工過(guò)程中的損失率為58.8%～84.6%，其中干燥工藝對(duì)蒽醌含量的損失貢獻(xiàn)最大；蒽醌的茶湯浸出率約10%，與茶葉沖泡用水的溫度成正比［33］。茶樹(shù)成熟鮮葉中高氯酸鹽的平均含量（0.62 mg/kg）顯著高于一芽二葉（0.19 mg/kg），黑茶中高氯酸鹽的平均含量（0.73 mg/kg）高于紅茶（0.42 mg/kg）和綠茶（0.50 mg/kg），表明高氯酸鹽的含量隨著茶樹(shù)芽葉的生長(zhǎng)成熟而積累，土壤污染也是鮮葉中高氯酸鹽富集的途徑之一。茶葉中蒽醌和高氯酸鹽的主要污染途徑如圖2所示，大氣污染的沉降作用是主要因素，主要原因在于茶樹(shù)葉片單位重量的表面積較大且茶樹(shù)是多年生植物有較長(zhǎng)的時(shí)間吸附和沉積空氣中沉降的蒽醌和高氯酸鹽。茶葉全程清潔化生產(chǎn)是降低茶葉中蒽醌和高氯酸鹽污染的有效手段，包括鮮葉的清潔化、加工過(guò)程的清潔化和選擇適宜的包裝材料等，以確保茶葉的飲用安全和保障我國(guó)茶葉的順利出口。