毛建草重金屬污染物含量的評(píng)估

張祖維 鞏 強(qiáng)* 鞏紅霞 郭秉政 田子超

1（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西晉中 030801）

2（山西省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西太原 030012）

3（太原海關(guān)技術(shù)中心，山西太原 030000）

4（五寨縣甚喜茶園食品有限公司，山西忻州 036200）

毛建草（Dracocephalum rupestre Hance），又名巖青蘭、毛尖，國(guó)外主要分布于喜馬拉雅山脈、北半球南部歐洲、北美洲、北非和溫帶亞洲，國(guó)內(nèi)主要分布在山西、遼寧、內(nèi)蒙古、河北（霧靈山、冀南太行山）、寧夏、青海（西寧）、四川北部和甘肅南部等地區(qū)。山西省野生毛建草主要分布在大同市渾源縣恒山，忻州市管涔山、五臺(tái)山，太原市北郊、陽(yáng)曲縣、婁煩縣云頂山，及臨汾市蒲縣和長(zhǎng)治市沁源縣等地。有文獻(xiàn)報(bào)道毛建草有保護(hù)心肌、抗炎、抗癌等作用。忻州市五寨縣、寧武縣一帶居民傳統(tǒng)歷史上有用毛建草粗加工成茶泡水飲用的習(xí)慣，走訪當(dāng)?shù)厝罕娏私獾?，毛建草有消食、利尿、降血壓等作用。通過近年來(lái)，山西藥茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，科研人員加大了對(duì)毛建草茶的研究力度。常霞等最早進(jìn)行了毛建健身茶中試驗(yàn)；郝瑞芳等研發(fā)出毛建草速溶茶；王騰飛等以毛建草為原料開發(fā)了袋泡茶。毛建草茶產(chǎn)業(yè)在忻州一帶飛速發(fā)展，投資建廠加入開發(fā)生產(chǎn)各種毛建草茶的當(dāng)?shù)仄髽I(yè)達(dá)6 家。山西省政府專門成立了“山西省藥茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組”，其中就有毛建草茶，有學(xué)者已經(jīng)提出將藥茶全程機(jī)械化的思路，毛建草產(chǎn)業(yè)面臨著重大投資和發(fā)展的機(jī)遇。但是，在辦理食品生產(chǎn)許可證時(shí)，遇到了難題：毛建草作為普通食品管理缺少依據(jù)，導(dǎo)致合規(guī)性存在嚴(yán)重問題?！吨腥A人民共和國(guó)食品安全法》第三十七條規(guī)定：利用新的食品原料生產(chǎn)食品，或者生產(chǎn)食品添加劑新品種、食品相關(guān)產(chǎn)品新品種，應(yīng)當(dāng)向國(guó)務(wù)院衛(wèi)生行政部門提交相關(guān)產(chǎn)品的安全性評(píng)估材料；第三十八條規(guī)定：生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的食品中不得添加藥品，但是可以添加按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)。按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)目錄由國(guó)務(wù)院衛(wèi)生行政部門會(huì)同國(guó)務(wù)院食品藥品監(jiān)督管理部門制定、公布。目前毛建草尚不屬于新的食品原料，也未列入按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)目錄。這一現(xiàn)狀嚴(yán)重阻礙了山西毛建草茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也對(duì)食品安全監(jiān)管提出了挑戰(zhàn)。大量文獻(xiàn)報(bào)道主要從其營(yíng)養(yǎng)成分、功效成分角度去論證毛建草的保健功能作用，對(duì)重金屬元素污染方面評(píng)估的報(bào)道尚未查到。

為了推動(dòng)推動(dòng)山西藥茶事業(yè)的發(fā)展，本試驗(yàn)跟蹤收集了忻州市管涔山從2012 年—2019 年的毛建草樣品，對(duì)鉛、鎘、汞、砷、鎳、鉻6 種重金屬元素進(jìn)行測(cè)定，參照GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》的相關(guān)要求，判定其是否符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，為毛建草申報(bào)新食品原料或既是食品又是中藥材的物質(zhì)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2012 年—2019 年野生毛建草，采自于忻州市管涔山，由五寨縣甚喜茶園食品有限公司提供。

鉛、鎘、汞、砷、鎳、鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，質(zhì)量濃度1 000 mg/L；硝酸、硫酸、抗壞血酸、過氧化氫（30%），均為優(yōu)級(jí)純；硫脲、重鉻酸鉀，均為分析純；試驗(yàn)用水為超純水。

硫脲-抗壞血酸溶液（50 g/L）：稱取25.0 g 硫脲溶解于25.0 g/L 抗壞血酸溶液中，并稀釋至500 mL，現(xiàn)用現(xiàn)配。

重鉻酸鉀硝酸溶液（0.5 g/L）：稱取0.05 g 重鉻酸鉀溶于100 mL 硝酸溶液（5+95）中。

1.2 儀器與設(shè)備

Thermo Elemental 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國(guó)熱電公司；AFS-230E 型雙道原子熒光光度計(jì)，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司；ZEEnit650P 型石墨爐原子吸收分光光度計(jì)，德國(guó)耶拿公司；One Touch 型微波消解儀，美國(guó)CEM 公司；AL204型電子天平，瑞士梅特勒托利公司；GZX-GF-101-2-BS-II/H 型電熱恒溫干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)用光學(xué)器械廠；Milli-Q 型超純水機(jī)，德國(guó)默克密理博公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鉛、鎘、鉻含量的測(cè)定

1.3.1.1 樣品處理

將毛建草逐年采集后于烘箱中烘干，用封口塑料袋分裝備用。試驗(yàn)前用粉碎機(jī)將毛建草粉碎成1 mm 左右，105 ℃烘箱放置4 h，干燥器內(nèi)冷卻后裝入封口袋，于干燥器內(nèi)貯存。測(cè)定時(shí)，稱取0.300 0 g 粉碎均勻試樣于微波消解罐，加入7 mL硝酸和2 mL 過氧化氫，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解完畢后，于電熱板上趕酸近干，冷卻后，用0.5%硝酸溶液定容至25 mL，混勻待測(cè)。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

微波消解程序：采用溫度控制模式，先以5 min將溫度升至130 ℃，保持7 min；再以5 min 將溫度升至160 ℃，保持13 min；再以5 min 將溫度升至195 ℃，保持16 min。

1.3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

采用5%硝酸溶液分別逐級(jí)稀釋配制鉛、鎘、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按照儀器工作條件對(duì)校準(zhǔn)溶液系列分別進(jìn)行測(cè)定，以待測(cè)元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。用空白溶液進(jìn)行10 次連續(xù)測(cè)定，按照測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍計(jì)算檢出限，各元素質(zhì)量濃度系列、線性范圍、回歸方程和相關(guān)系數(shù)見下頁(yè)表1。石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定條件見下頁(yè)表2。

1.3.1.3 樣品分析

應(yīng)用建立好的方法，對(duì)9 個(gè)樣品分別進(jìn)行鉛、鎘、鉻元素的測(cè)定，每個(gè)樣品做平行試驗(yàn)。

1.3.2 砷含量的測(cè)定

1.3.2.1 樣品處理

毛建草試驗(yàn)前處理同1.3.1.1，測(cè)定時(shí)，稱取0.300 0 g 試驗(yàn)樣品于100 mL 錐心瓶中，加入20 mL 硝酸、4 mL 高氯酸和1.25 mL 硫酸，放置過夜后于電熱板上加熱消解，消解完全，冷卻后，加水25 mL，蒸發(fā)至冒硫酸白煙。冷卻，用水轉(zhuǎn)入25 mL 容量瓶中，加入硫脲-抗壞血酸溶液（50 g/L-1）2 mL，補(bǔ)水至刻度。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素的質(zhì)量濃度系列、線性范圍、回歸方程和相關(guān)系數(shù)

表2 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定條件

1.3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

吸取質(zhì)量濃度為1 000 mg/L 的砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用水逐級(jí)稀釋至1 mg/L，再分別吸取1 mg/L 的砷標(biāo)準(zhǔn)使用液0.00 mL、0.05 mL、0.10 mL、0.15 mL、0.20 mL、0.25 mL、0.50 mL 于25 mL 容量瓶中，各加入硫酸溶液（1+9）12.5 mL，硫脲-抗壞血酸溶液（50 g/L）2 mL，用水定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度分別為0 μg/L、2 μg/L、4 μg/L、6 μg/L、8 μg/L、10 μg/L、20 μg/L。按照儀器工作條件對(duì)校準(zhǔn)溶液系列分別進(jìn)行測(cè)定，以待測(cè)元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。用空白溶液進(jìn)行10 次連續(xù)測(cè)定，按照測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍計(jì)算檢出限，線性范圍為0 μg/L～20 μg/L，回歸方程為Y=132.5X+2.189，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.01 mg/kg。

原子熒光光度計(jì)測(cè)定條件為：負(fù)高壓290 V，燈電流50 mA，載氣流量400 mL/min，屏蔽載氣流量1 000 mL/min，原子化器高度8 mm，讀數(shù)時(shí)間15 s。

1.3.2.3 樣品分析

應(yīng)用已建立的方法，對(duì)9 個(gè)樣品分別進(jìn)行砷元素的測(cè)定，每個(gè)樣品做平行試驗(yàn)。

1.3.3 汞含量的測(cè)定

1.3.3.1 樣品處理

毛建草試驗(yàn)前處理同1.3.1.1，測(cè)定時(shí)，稱取0.300 0 g 試驗(yàn)樣品于微波消解罐，加入5 mL 硝酸和2 mL 過氧化氫，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解完畢后，于電熱板上80 ℃加熱，趕去棕色氣體，取出消解內(nèi)罐，冷卻后，用水定容至25 mL，混勻待測(cè)。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

微波消解程序：功率1 600 W，先以30 min 將溫度升至80 ℃，保持5 min；再以30 min 將溫度升至120 ℃，保持7 min；再以30 min 將溫度升至160 ℃，保持5 min。

1.3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

吸取質(zhì)量濃度為1 000 mg/L 的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）逐級(jí)稀釋至0.1 mg/L，再分別吸取0.1 mg/L 的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液0.00 mL、0.05 mL、0.10 mL、0.15 mL、0.20 mL、0.25 mL 于25 mL 容量瓶中，用硝酸溶液（1+9）定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度分別為0 μg/L、0.2 μg/L、0.4 μg/L、0.6 μg/L、0.8 μg/L、1.0 μg/L。按照儀器工作條件對(duì)校準(zhǔn)溶液系列分別進(jìn)行測(cè)定，以待測(cè)元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。用空白溶液進(jìn)行10 次連續(xù)測(cè)定，按照測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍計(jì)算檢出限，線性范圍為0 μg/L～1.0 μg/L，回歸方程為Y=1 318X+12.89，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.003 mg/kg。

原子熒光光度計(jì)測(cè)定條件為：負(fù)高壓320 V，燈電流15 mA，載氣流量400 mL/min，屏蔽載氣流量1 050 mL/min，原子化器高度10 mm，讀數(shù)時(shí)間14 s。

1.3.3.3 樣品分析

應(yīng)用已建立的方法，對(duì)9 個(gè)樣品分別進(jìn)行砷元素的測(cè)定，每個(gè)樣品做平行試驗(yàn)。

1.3.4 鎳含量的測(cè)定

1.3.4.1 樣品處理

毛建草試驗(yàn)前處理同1.3.1.1，稱取0.300 0 g 試驗(yàn)樣品于微波消解罐，加入7 mL 硝酸，放置過夜，再加入2 mL 過氧化氫按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解完畢后，于電熱板上趕酸至2 mL 時(shí)取下，冷卻后，用0.5%硝酸溶液定容至25 mL，混勻待測(cè)。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

微波消解程序：采用溫度控制模式，先以6 min 將溫度升至130 ℃，保持8 min；再以5 min將溫度升至160 ℃，保持12 min；再以5 min 將溫度升至195 ℃，保持15 min。

1.3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

吸取質(zhì)量濃度為1 000 mg/L 的鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，采用5%硝酸溶液逐級(jí)稀釋至0.1 mg/L，再分別吸取0.1 mg/L 的鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.125 mL、0.5 mL、1.25 mL、2.0 mL、2.5 mL 于50 mL 容量瓶中，標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度為0.00 mg/L、0.25 mg/L、1.00 mg/L、2.50 mg/L、4.00 mg/L、5.00 mg/L。按照儀器工作條件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測(cè)定，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，分析譜線的凈強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。用空白溶液進(jìn)行10 次連續(xù)測(cè)定，按照測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍計(jì)算檢出限，線性范圍為0 mg/L～5.0 mg/L，回歸方程為Y=23.847X-0.012 3，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.5 mg/kg。

ICP-AES 測(cè)定條件：高頻發(fā)射功率1 150 W；等離子氣流量15 L/min；輔助氣流量0.5 L/min；霧化器氣體流量0.65 L/min；氣流量0.5 L/min；分析泵速：50 r/min；積分時(shí)間為長(zhǎng)波5 s、短波15 s。

1.3.4.3 樣品分析

應(yīng)用已建立的方法，對(duì)9 個(gè)樣品分別進(jìn)行鎳元素的測(cè)定，每個(gè)樣品做平行試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

毛建草樣品中各金屬元素的測(cè)定結(jié)果見表3。GB 2762—2017 列出了食品中需要控制限量的重金屬有7 種，分別是鉛、鎘、汞、砷、錫、鎳、鉻，在不同的食品類別種，需要評(píng)估的重金屬項(xiàng)目有所不同，比如錫僅限于采用鍍錫薄板容器包裝的食品才有限量值要求，故本研究不做選擇。結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)的分類目錄，毛建草歸類于茶葉比較合適。GB 2762—2017 中關(guān)于茶葉的污染物僅規(guī)定了鉛的限量值，為5.0 mg/kg，測(cè)定結(jié)果均符合要求。為了探求毛建草中其他污染物情況，本研究同時(shí)測(cè)定了鎘、汞、砷、鎳、鉻，由于標(biāo)準(zhǔn)中未做規(guī)定，所以參照其他種類進(jìn)行判定，其中鎘的測(cè)定結(jié)果均低于谷物限量值0.1 mg/kg；汞的測(cè)定結(jié)果均低于食用菌及其制品限量值0.1 mg/kg；砷的測(cè)定結(jié)果均低于谷物限量值0.5 mg/kg；鎳的測(cè)定結(jié)果均低于油脂及其制品的限量值1.0 mg/kg；鉻的測(cè)定結(jié)果均低于水產(chǎn)動(dòng)物及其制品的限量值2.0 mg/kg。

本試驗(yàn)中鉛的測(cè)定方法參照GB 5009.12—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》第一法；鎘的測(cè)定方法參照GB 5009.15—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》；汞的測(cè)定方法參照GB 5009.17—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》第一篇第一法；砷的測(cè)定方法參照GB 5009.11—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》第一篇第二法；鎳的測(cè)定方法參照GB 5009.11—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》第二法；鉻的測(cè)定方法參照GB 5009.123—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉻的測(cè)定》，對(duì)樣品質(zhì)量、前處理?xiàng)l件、儀器設(shè)備條件均進(jìn)行了優(yōu)化和摸索。

表3 樣品分析結(jié)果 單位：mg/kg

3 結(jié)論

為了消除試驗(yàn)過程中系統(tǒng)性誤差和抽樣帶來(lái)的試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，本研究持續(xù)采集了忻州市管涔山8 年毛建草樣品，對(duì)GB 2762—2017 規(guī)定的6 種重金屬進(jìn)行污染物情況測(cè)定，參照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定限量值進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明毛建草在重金屬污染方面是安全的。