宜昌茶叶中高氯酸盐污染现状分析

刘丽 彭西甜 彭茂民 夏珍珍 胡西洲 郑丹 张仙 夏虹

[摘要]对湖北宜昌主要产茶区域中高氯酸盐的污染情况进行抽样，采用高效液相色谱-串联质谱法检测。结果表明，32批次茶叶样品中，高氯酸盐的检出率为100%，所检出样品的高氯酸盐含量在0.07～1.5mg/kg之间，检出样品平均值为0.52mg/kg，低于欧洲食品安全局EFSA所建议的高氯酸盐限值。宜昌地区茶叶中高氯酸盐的浓度水平不高，污染风险可控。

[关键词]茶叶;高氯酸盐;污染;超高效液相色谱-串联质谱

[中图分类号]S571.1[文献标识码]A

茶叶作为世界公认的健康饮料，其饮用量仅次于水。茶叶中含有茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡碱、茶叶皂甙等多种功能成分，具有降血脂、降血糖、保健、抗癌等多种功效，深受各国消费者的青睐。我国是一个茶叶产出大国，茶叶在我国的西南、华南、江南、江北都有着广泛的分布。而且，我国的茶叶在国外也是十分有名，在欧洲一直畅销。但是最近中国茶叶在欧洲的检测中高氯酸盐含量超标引起了我们的关注，茶叶质量安全是制约我国茶产业健康发展的关键问题之一。

高氯酸盐是一种有毒化学物质，在自然界存在于土壤的比例很低，然而在发射航天飞船、人造卫星和导弹所用火箭的燃料中大量存在。航天燃料会扩散污染环境，并对人和其他生物造成危害。高氯酸盐可以干扰甲状腺素的合成与分泌，从而影响人体正常的新陈代谢，阻碍人体的生长与发育，对生长发育期的儿童影响尤为严重，一旦婴幼儿体内的高氯酸盐过量，儿童会出现智商偏低、学习障碍、发育迟缓、多动症、注意力分散，甚至会出现弱智等症状。高氯酸根与碘离子结构类似，其能够抑制基体甲状腺对碘离子的吸收，干扰其正常功能，进而影响机体的正常代谢和发育。同时，高氯酸根的中心氯原子周围是四面体排列的氧原子，一定程度上限制了还原剂与氯原子作用，在常温下化学性质非常稳定，其在环境中可能稳定保存数十年。同时，高氯酸盐水溶性高，流动性强，茶叶种植过程中的灌溉用水、化学投入品、土壤等基质中都有可能迁移带入高氯酸盐，导致茶叶受到高氯酸盐的污染。

2016年欧盟检出中国出口的茶叶中有高含量的高氯酸盐，拟设置高氯酸盐0.75mg/kg的限量标准。因此，开展茶叶中高氯酸盐的风险监测，对于保障消费者的身体健康，化解公众在茶叶消费中对高氯酸盐污染的顾虑，促进我国茶叶产业的发展具有重要的意义。本文对湖北宜昌主要产茶区的茶叶进行抽样，采用高效液相色谱-串联质谱法对宜昌地区32批次茶叶样品进行高氯酸盐的污染情况监测，为宜昌地区茶叶质量安全监管提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

对湖北省宜昌地区茶叶生产基地（合作社）进行抽样，共抽取茶叶样品32份。实验所用甲酸、甲酸铵（均为色谱纯）购自FisherScientific公司;乙腈（分析纯）购自国药集团;石墨化炭黑GCB（120-400目）购自天津博纳艾杰尔科技有限公司;亲水的聚四氟乙烯（PTFE）针头过滤器（13mm，0.22μm）购自天津市津腾实验设备有限公司。高氯酸盐标准品（1000μg/mL）购于上海安普实验科技有限公司。

1.2 仪器与设备

采用超高效液相色谱-串联四级杆质谱联用仪对所抽样品高氯酸盐进行测定。其中液相部分为LC-30AD液相色谱仪（日本Shimadzu公司），质谱部分为ABSCIEX公司的Qtrap4500串联四级杆质谱联用仪，数据采集通过Analyst@工作站，数据处理为MultiQuant分析软件。实验所用TDL-5C台式大容量离心机（上海安亭科学仪器厂）;Milli-Q超纯水处理仪（美国Millipore公司）;MS3型涡旋仪（德国IKA公司）;ME-2002E102型电子天平（上海梅特勒-托利多仪器有限公司）。

1.3 标准溶液的配制

以去离子水逐级稀释至中间标准溶液。根据实测样品情况，以高氯酸根含量较低的茶叶样品提取液配制0.0005mg/L、0.001mg/L、0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L基质匹配标准溶液。

1.4 仪器条件

1.4.1 色谱条件。色谱柱：默克SeQuant@ZIC-HILIC（150mm×2.1mm，3.5μm）;流动相：A为含0.1%甲酸的20mmol/L甲酸铵水溶液，B为乙腈，梯度洗脱。初始为3%的A，保持3分钟;在1分钟内，A线性变换为50%，保持4分钟;在0.1分钟内，A线性变换为3%，保持3.9分钟;全程共12分钟。流速始终保持0.3mL/min。

1.4.2 质谱条件。离子源：电喷雾（ESI）;扫描方式：多反应监测（MRM）负离子扫描模式;离子化电压（IS）：-4500V;离子源温度：550℃;气帘气（CUR）：40psi;喷雾气（GSI）：60psi;辅助加热气（GS2）：60psi;碰撞气：Medium。

1.5 样品前处理

称取2.00g茶叶样品，加入20mL提取溶剂（50%乙腈/水），以2500rpm涡旋提取5分钟。以5000rpm离心5分钟，取上清液1mL至含有200mg石墨化炭黑GCB的离心管，以2500rpm涡旋2分钟，以5000rpm离心10分钟，经0.22μm亲水聚四氟乙烯（PTFE）针头过滤器过滤，进样分析。

2 结果与分析

2.1 质谱图

0.2mg/L的高氯酸根标准溶液以10μL/min的流速进行流动注射，扫描母离子，确定在负离子模式下，高氯酸根具有更高的响应值。进一步优化碰撞电压和子离子，将相应强度最大的离子对设定为定量离子（98.9>83），响应强度较弱的离子设定为定性离子（100.9>85.0），确定最终质谱条件（表1）。由于高氯酸盐极性大，采用亲水作用色谱进行分离。尝试使用SeQuant@ZIC-HILIC（150mm×2.1mm，3.5μm）和ACQUITYUPLC@BHCHILIC（100mm×2.1mm，1.7μm）不同品牌和型號的HILIC模式色谱柱，结果发现ACQUITYUPLC@BHCHILIC保留较弱，且保留时间很短（0.58min）。综合考虑色谱峰的峰面积和保留时间等因素，选择SeQuant@ZIC-HILIC分离茶叶中的高氯酸根。由此条件下得到的色谱图如图1所示。

2.2 标准曲线方程及定量方法

茶叶中高氯酸盐普遍都有检出，选择高氯酸盐含量较低的茶叶样品作为空白样品，按前述方法进行处理，以得到的空白样品提取液配制0.0005mg/L、0.001mg/L、0.005mg/L、0.01mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L和0.5mg/L基质匹配标准溶液。标准工作液分别用上述优化色谱质谱方法进行测定，使用二次式标准曲线定量，标准曲线方程为y=-1691.7x2+420855x+2388470，相關系数的平方（R?）等于0.9993。其中，X为茶叶样品中高氯酸盐含量（mg/kg），y为对应峰面积。

2.3 方法回收率和精密度

准确称取2.00g茶叶样品，分别加入0.01mg/kg、0.5mg/kg、2.0mg/kg的高氯酸根，每个添加浓度重复5次操作试验，计算回收率和精密度，结果见表2。三种浓度的加标回收在75.2%～103.1%之间，相对标准偏差在2.5%～7.4%之间，方法具有很好的准确度和精密度。通过添加回收试验确定该方法的定量限为0.01mg/kg。

2.4 茶叶实际样品检出情况

32批次茶叶样品中，高氯酸盐检出32批次，检出率为100%，所检出样品的高氯酸盐含量在0.07mg/kg～1.5mg/kg之间，检出样品平均值为0.52mg/kg，低于欧洲食品安全局EFSA所建议的0.55mg/kg～0.58mg/kg的高氯酸盐限值。按照欧盟拟定的限值0.75mg/kg，调查有3批次不合格，占总批次的9.4%。总体来说，宜昌地区茶叶中高氯酸盐的浓度水平不高，污染风险可控。

3 结论

经试验结果表明，湖北宜昌地区主要产茶地区的茶叶中高氯酸盐污染水平不高，污染风险可控。虽然关于高氯酸盐的标准限量暂未实施，但为防欧盟进一步提高要求，设置对中国茶叶进出口贸易壁垒，建议有关部门与茶叶生产企业紧密关注跟进欧盟新标准新法规的发布和实施，加强茶叶质量安全的风险分析和管控，从源头抓起，有效控制茶叶中高氯酸盐的含量。与此同时进一步加强标准体系建设，提高我国标准国际化水平。

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