代用茶菊花镉含量特征及镉健康风险评价

◎ 刘花梅，戴瑞平，杨 梅，邹 敏

（江西省食品检验检测研究院，江西 南昌 330002）

菊花茶广泛存在于民众生活中，是深受人们喜爱的一种饮品。菊花为常用的中药，古人称之为“延寿客”。中医认为，菊花味甘苦，性微寒，具有疏风、清热、明目、解毒的功效[1]，《本草纲目》中有“菊之品九百种”的记载，其中以杭菊、亳菊、滁菊、怀菊最为有名，有“四大名菊”之称。菊花茶中虽然含有对人体有益的一些如钙、铁、锌等微量元素[2]，但在其种植和加工过程有些菊花会受到重金属的污染。经过测定，市场上的一些菊花茶中含有对人体健康有威胁的重金属，甚至出现较多的重金属镉超标现象[3]。

镉作为一种重金属，当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，特别是使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形。食品和饮用水是镉进入人体的主要载体。菊花作为常见的代用茶，其饮用安全不容忽视。NY/T 2140-2015《绿色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》都规定镉的限量标准为0.5 mg/kg。另外，代用茶菊花的冲泡方式会影响饮用茶水中镉浓度的高低。本文采用测定样品和分析研究相结合的方式，以市售代用茶菊花为对象，利用ICP-MS方法[4]和石墨炉原子吸收光谱法[4]测定其中的镉含量。根据世界卫生组织（WHO）最大日允许镉摄入量（ADI）对代用茶菊花中的镉对人体键康影响进行评价。

1 材料与方法

1.1 材料

菊花茶样品，市售38批代用茶和药用菊花等常见菊花种类。

1.2 仪器与试剂

电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司，DHG-9420A；电子天平，sartorius，QUINTIX124-1CN；密闭微波消解仪配有聚四氟乙烯消解罐，北京莱伯泰科仪器股份有限公司，Milestone ETHOS ONE；料理机，九阳，JYL-C16V；电感耦合等离子质谱仪，美国安捷伦科技有限公司，ICP-MS7900；赶酸仪，Labotery GS25-20A；原子吸收分光光度计，美国PerkinElmer珀金埃尔默公司，PinAAcle 900T。

1.3 试剂

硝酸，苏州晶瑞化学股分有限公司UP级；过氧化氢，国药集团化学试剂有限公司，优级纯；镉元素标准溶液，国家有色金属及电子材料分析测试中心，185002～2 1 000 μg/mL；A gilent 内标液（115In），以5% HNO3做介质，配制成浓度为0.5μg/mL的内标溶液；A gilent调谐液（7Li，89Y，140Ce，205Tl），美国安捷伦公司，10 μg/L；实验用水，蒸馏水，经Millipore纯水处理系统所得。

1.4 样品制备

1.4.1 样品前处理

将采集的样品充分混匀，并采用4分法和随机取样法，取10 g左右的样品用料理机粉碎成均匀的粉末，用于样品全量镉的分析测定，剩余的样品装入自封袋干燥保存，用于菊花茶适宜冲泡方式的筛选实验[5]。

1.4.2 样品中全量镉的测定

取制备好的38批样品粉末0.5 g（精确至0.001 g）两份，放入聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mL硝酸，放入100 ℃赶酸仪预消解25 min，冷却到室温，加入1 mL过氧化氢，盖上消解盖，然后放入微波消解仪中进行消解。微波条件，见表1。冷却后置于量瓶中，用水定容至50 mL，摇匀，用0.45 μm的滤膜过滤后待测[6]。

表1 微波消解仪条件表

1.4.3 模拟泡茶

①控制电热恒温鼓风干燥箱温度为100 ℃，称取1 g未经任何处理的两批镉含量超过批菊花茶（金丝黄菊含量分别为1.22、1.88 mg/kg），用50 mL蒸馏水或2%硝酸浸泡，浸泡时间分别为5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，得到茶液，依次滤出上清液后置于室温环境中，然后用0.45 μm滤膜过滤待测。②称取1 g未经任何处理的两批镉含量超过批菊花茶（金丝黄菊含量分别为1.22、1.88 mg/kg），加入50 mL（茶水比例1∶50）[7]蒸馏水沸水分别浸泡5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h（过夜），依次滤出上清液后置于室温环境中，然后用0.45 um滤膜过滤，滤液作为第一次浸泡液待测。5、10、20 min所得茶渣中再分别加入50 mL蒸馏水沸水重复以上步骤，分别得到第2次、第3次茶液，然后用0.45 μm滤膜过滤待测。

1.4.4 镉含量测定

1.4.4.1 两种仪器测定方法比较

取上述1.4.2中的10批样品同时采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS法）和石墨炉原子吸收光谱法测定，仪器工作条件见表2和表3。同时配制标准系列，绘制标准曲线，比较两种方法测定结果，结果见表4和表5。

表2 ICP-MS 7900仪器工作条件表

表3 石墨炉原子吸收光谱法仪器条件表

表4 镉标准系列浓度、线性方程及相关系数表

表5 两种仪器测定10批菊花中镉的结果比较表（单位：mg/kg）

1.4.4.2 ICP-MS法测定28批及浸泡液中镉含量

取上述1.4.2中剩余28批处理样液和2.4.3所得样液采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS法）测定。

2 结果与分析

2.1 菊花茶样品中镉含量特征分析

电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS法）和石墨炉原子吸收光谱法测定的10批结果镉含量在0.056 1～1.99 mg/kg，两种方法比较，结果无明显差异，绝对差值与算术平均值比值均小于5%。在采集的38批菊花茶样品中ICP-MS法测定的镉含量在0.034 5～1.88 mg/kg，其中有18批大于0.5 mg/kg，结果在0.552～1.88 mg/kg，有20批结果小于0.5 mg/kg，47.4%样品的镉含量超出NY/T 2140-2015《绿色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》标准规定镉的限量标准0.5 mg/kg，其中含量最高的是金丝黄菊，镉含量高达1.88 mg/kg，见表6。

表6 ICP-MS法测定38批菊花代用茶的镉含量表

2.2 菊花茶的不同冲泡方式筛选

2.2.1 不同冲泡时间的筛选

2.2.1.1 100 ℃恒温条件

控制温度为100 ℃恒温条件下冲泡超标的两批菊花茶（金丝黄菊含量分别为1.22、1.88 mg/kg），冲泡时间分别为 5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，结果见表7。两种镉超标的菊花茶的冲泡时间在5～10 min时镉的浸提率较高，而1 h后升高较多，12 h升高明显。表明浸泡不同时间对菊花茶中镉提取率有显著影响，即随着浸泡时间的延长而升高。而在100 ℃ 2%硝酸的酸性条件下，浸泡液中的镉浓度1 h时分别达到了21.361、28.621 μg/L，提取率达到了87.3%和75.5%。因此，饮茶时不应浸泡太长时间，尤其不应饮用过夜的茶汤，泡茶时尽量避免与酸性物质同时浸泡。

表7 菊花茶中镉的提取率和100 ℃恒温时间关系及每日摄入量占FA0/WHO规定的ADI的比例表

2.2.1.2 100 ℃的水冲泡

采用100 ℃的水在自然条件下冲泡超标的两种菊花茶，冲泡时间分别为5 min、10 min、20 min、1 h、4 h、12 h，冲泡10～20 min的提取率较高，但没有明显的差异，相比100 ℃恒温条件，冲泡提取率要低于后者。浸泡不同时间对菊花茶中镉的提取率有明显的影响，提取率呈现随着浸泡时间的延长而升高的趋势。所以，饮茶时不应浸泡太长时间，尤其不应该饮用过夜的茶水[8]。

2.2.2 不同冲泡次数的筛选

冲泡次数对镉的提取率有明显的影响，从表8可以看出，镉超标的两批代用茶的第一次冲泡且泡茶时间为5、10、20 min时，茶液中镉的浓度高于第2次和第3次相同冲泡时间镉的浓度，尤其是第3次冲泡时，茶浸出液的镉浓度很低，冲泡次数及时间对镉的提取率影响趋势与提取液中的镉浓度一致。相同时间不同浸泡次数，菊花茶中镉溶出率不同，第1次浸泡时的镉提取率高于第2次、第3次，尤其是第3次浸泡时的溶出量很少。所以，饮茶时应舍弃第一泡茶，即先进行洗茶1～2遍，然后再饮用茶水，这样才能避免摄入更多的镉。

表8 菊花茶中镉的提取率和冲泡时间/次数关系及每日摄入量占FA0/WHO规定的ADI的比例表

金丝皇菊（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（过夜） 6.74 27.4 13.48 22.47

综合分析以上实验结果并结合人们日常饮茶的习惯，根据GB/T 23776-2009茶叶感官审评方法，筛选出菊花茶最适宜的饮用方式：开水冲洗菊花茶5 min，茶水比例为1∶50，然后再用开水冲泡5～20 min再饮用。

2.3 菊花茶中镉对人体健康的风险评价

上文结果显示，所测定的38批中有47.4%的样品超出NY/T 2140-2015《绿色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》标准（0.5 mg/kg），根据目前国际上公认的主要毒性（安全性）指标，采用联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）的推荐值，即每日每人（按照60 kg算）允许摄入量0.06 mg进行相关计算。

式（1）（2）中：Q为每日饮用茶水的镉的摄入量，mg/d；Di为每日菊花茶的食用量，g；C为菊花茶中重金属镉的含量，mg/kg；T为冲泡菊花茶镉的提取率，%；RI为健康风险指数。

若RI小于100%，则处于安全水平，若RI大于100%，则存在健康风险，且数值越大，健康风险也越大。按每人每天喝2 L[11]算，每日菊花的用量是40 g，以不同冲泡方式对菊花茶中镉的浸提率进行考察，计算健康风险指数，进而对菊花茶中镉对人体健康的风险作出评价计算菊花茶中镉的每日摄入量占ADI的比值是现阶段一种普遍采用且较为科学的评价方法。从表8可以看出，健康风险指数最大的为过夜后的茶水，达到了20%以上；洗茶2次后，健康风险指数明显减小。每日饮用40 g菊花茶不会超出FAO/WHO推荐值。以镉提取率最高的100 ℃恒温过夜菊花茶水为例，人体每天可以用95 g菊花茶泡茶[8-10]。

3 小结与讨论

①本方法采用微波消解方法处理样品，消解速度快、前处理简单，并用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS法）和石墨炉原子吸收光谱法测定菊花中的镉含量，绝对差值与算术平均值比值均小于5%，两种方法测定结果没有明显的差异，均可以用于菊花中镉含量的测定。②采集的38批菊花茶样品中镉含量在0.034 5～1.88 mg/kg，其中有18批大于0.5 mg/kg，结果在0.552～1.88 mg/kg，有20批结果小于0.5 mg/kg，47.4%样品的镉含量超出NY/T 2140-2015 《绿色食品 代用茶》和GH/T 1091-2014《代用茶》规定镉的限量标准（0.5 mg/kg），其中含量最高的是金丝黄菊，镉含量高达1.88 mg/kg。③菊花茶适宜的饮用方式是：开水清洗5 min，茶水比例1∶50，然后用开水冲泡5～20 min再饮用。饮茶时不应浸泡太长时间，尤其不应饮用过夜的茶水，泡茶时尽量避免与酸性物质同时浸泡。④菊花茶镉含量的安全评价。镉超标的菊花经过浸泡或冲泡后饮用，镉的人体日摄入量为0.91%～25.14%，健康风险指数在1.51%～41.90%，表明镉经代用茶菊花摄入体内所构成的潜在风险不容忽视。饮茶时不应浸泡太长时间，尤其不应该饮用过夜的茶水。经过开水洗茶后再冲泡饮用，这样镉的日摄入量就会显著降低，建议饮用菊花茶时开水洗1次茶后再冲泡饮用，这样才能避免摄入更多的镉[11]。