食药两用海巴戟（诺丽果）中重金属含量测定及健康风险评估

徐萌伶 ，刘洋洋，欧阳冬青，郁萌，冯剑，白晶*

1. 哈尔滨商业大学药物工程技术研究中心（哈尔滨 150076）；2. 中国医学科学院 & 北京协和医学院 药用植物研究所海南分所 海南省南药资源保护与开发重点实验室（海口 570311）

海巴戟（Morinda citrifoliaL.）为茜草科（Rubiaceae）植物，主要分布于南太平洋热带诸岛，中国海南、台湾及广东等地区。海巴戟又称诺丽果（NONI），其果实既可用于药用，也可用于食用，是一种典型的具有良好养生价值的食药两用物质。聂风琴等[1]证实海巴戟果实中含有多种矿物质元素，为高钾（24 215.81 μg/g）低钠（789.40 μg/g）食品。《中华本草》记载，海巴戟果实具有清热解毒、驱邪镇痛等功效，海南黎族民间常用于治疗痢疾、癌症、糖尿病和肺结核等疾病[2]。现代研究表明，海巴戟具有抗氧化[3]、抗炎镇痛[4]、抗肿瘤[5]、免疫调节[6]、保护肝脏[7]、保护心血管[8]等多种功效。目前，海南已大规模种植海巴戟，并用于生产诺丽酵素，但国内外未见对海巴戟果实中重金属外源污染物的研究。因此，随着海巴戟种植规模化及产业化开发，迫切需要从种植、生产及药材深加工过程对重金属等外源污染物进行监控，建立海巴戟重金属测定方法。

研究采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）建立海巴戟果实重金属含量测定的方法，为海巴戟的重金属元素的监控提供科学依据，并结合目标危害商值（QTH）和危害指数（IH）从药用和食用两方面对其进行健康风险评估。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

海巴戟果实样品共16批，分别采自海南海口、文昌、琼海、万宁三亚、陵水等沿海地区均为栽培种，具体信息见表1，经广东药科大学郑希龙博士鉴定为均茜草科（Rubiaceae）植物海巴戟（M.cirifolialL.）的干燥果实，凭证标本保存于海南省中药材标本馆（中国医学科学院药用植物研究所海南分所内）。

表1 海巴戟果实样品信息

1.1.2 仪器与试剂

NexION X350型电感耦合等离子体质谱仪（PerkinElmer公司）；Titan MPS型微波消解仪（PerkinElmer公司）；Milli-Q超纯水系统（美国默克化工技术有限公司）；PL203千分之一电子天平（METTLER TOLEDO公司）。

硝酸（优级纯）；过氧化氢（优级纯）；超纯水临用新制；Pb、Cd、As、Cu、Hg标准溶液（中国计量科学研究院）；100 ng/mL的Li、Ge、Ti、Co调谐液（PerkinElmer）；试验用玻璃器皿、消解罐均用10%硝酸浸泡过夜，超纯水洗净。

1.2 方法

1.2.1 仪器工作条件

射频功率，1 600 W；等离子体气体积流量，18.00L/min；辅助气流速，1.20 L/min；雾化器流速，0.98 L/min；脉冲电压，800 W。

1.2.2 标准溶液的制备

精密量取适量Pb、Cd、As、Cu混合溶液，用1%硝酸稀释成1 μg/mL混标储备液。再逐步稀释成1，10，20，50和100 ng/mL的标准溶液。Hg单独配制成0.2，0.6，1.0，1.4和1.8 ng/mL的标准溶液。

1.2.3 供试品溶液的制备

精密称取0.2 g海巴戟果实粉末，置微波消解罐中加3 mL浓硝酸和4 mL过氧化氢微波消解70 min。消解条件按下列消解参数消解，消解完全后，取出消解罐，放冷，将消解液转移至50 mL容量瓶，并用少量超纯水洗涤消解罐3次，洗涤液合并于容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀，作为供试品溶液。同时制备试剂空白溶液。微波消解参数见表2。

表2 微波消解参数

1.3 方法学考察

1.3.1 线性关系及方法检出限

按照1.2的方法制备的空白溶液进行11次平行测定，分别以不同元素响应值3倍的标准偏差除以标准曲线斜率作为检出限。

1.3.2 精密度试验

取10 ng/mL Pb、Cd、As、Cu混标溶液，0.6 ng/mL Hg单标液，连续测定6次，计算δRSD值。

1.3.3 重复性试验分别取0.2 g海巴戟果实S1粉末，按1.2.3项平行制备5份测定，并计算Pb、Cd、As、Hg、Cu的δRSD值。

1.3.4 稳定性试验将制备得到的样品S2溶液，置于4 ℃冰箱，分别在0，1，3和5 d测定，考察其稳定性。

1.3.5 加标回收率试验

分别取6份0.2 g已知含量的海巴戟果实样品，精密加入5 ng/mL Pb、Cd、As、Cu混标溶液和2 ng/mL的Hg单标溶液进样测定，计算各测定元素的回收率及δRSD值。

1.4 样品的测定

ICP-MS仪器经100 ng/mL调谐液调谐稳定后，测定不同产地的16批海巴戟果实样品的Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素的含量，每个样品重复测定3次。

1.5 健康风险评估

使用目标危害商值（Target Hazard Quotients，THQ）和危险指数（Hazard Index，HI）2个数值，从食用和药用两个角度分别评估海巴戟果实中重金属的健康风险，QTH及IH计算公式如下：

式中：C为样品中检出的5种重金属质量分数（mg·kg-1）；tEF为每年摄入含重金属海巴戟果实的天数（30 d）；tED为摄入含重金属海巴戟果实的年数（30 a）；tAT为平均含重金属海巴戟果实的时间，取人平均寿命70 a×365 d/a；mBW为人体平均体质量，采用国际通用标准成人为60 kg；mIRD指每日摄入样品量，根据文献可知摄入量为15～30 g干样品[9]；cRFD为参考剂量，根据USEPA提供的日参考剂量，Cu为0.04 μg·g-1，Pb为0.004 μg·g-1，As为0.000 3 μg·g-1，Cd为0.001 μg·g-1，Hg为0.000 3 μg·g-1[10-11]。

另外，海巴戟果实中5种重金属元素共同影响其重金属含量，因此，用危害指数（IH）来评价海巴戟果实的健康风险，当IH＜1时，暴露量低于产生不良反应的阈值，说明海巴戟果实不具有非致癌健康风险，当IH＞1时，暴露量高于产生不良反应的阈值，表明海巴戟果实有潜在非致癌健康风险。

2 结果与分析

2.1 ICP-MS法测定5种元素的线性关系考察

测定Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素不同浓度标准溶液，并绘制标准曲线，结果表明5种重金属元素标准曲线线性关系良好，相关系数均大于0.999。Pb、Cd、As、Hg、Cu检出限在0.041～1.94 ng/mL，各元素的检出限均能满足分析要求（表3）。

表3 5种重金属元素方法学考察结果

2.2 ICP-MS法测定5种重金属元素的精密度考察

根据1.3.2方法连续测定6次，计算得Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素的δRSD值分别为0.94%，1.61%，0.87%，1.27%和1.47%，结果表明该试验的精密度好。

2.3 ICP-MS法测定5种重金属元素的重复性考察

根据1.3.3方法测定5份海巴戟果实S2样品的Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素含量，经计算δRSD值分别为1.87%，3.26%，0.09%，0.02%和0.65%，结果表明样品之间重复性良好，该仪器处于比较稳定状态。

2.4 ICP-MS法测定5种重金属元素的稳定性考察

供试品溶液分别在0，1，3和5 d进样测定，计算Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素含量的δRSD值分别为0.15%，0.25%，0.09%，0.05%和0.649%，结果表明该样品在5 d内稳定性好。

2.5 ICP-MS法测定5种重金属元素的加样回收率考察

根据1.3.5方法测定Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素加样回收率，结果分别为95.4%～116.6%，94%～110%，75%～110.75%，80%～115%和80%～112%，表明该试验准确度高。

由表4可得，16批海巴戟果实中的Cd元素含量较易超标，在药用方面，S14重金属Cd元素超标，占比6.2%，其余各批药材在5种重金属元素中均符合国家药典规定的最大限量值。在食用方面，S3、S4、S5共3批海巴戟果实重金属Cd元素含量超标，占比18.8%。综合所得，Cd元素在海巴戟食用及药用方面均易超标，在种植、采摘和加工时需严格控制。其余4种重金属元素在海巴戟果实中虽符合国家标准，但在应用于中药材或食品时重金属的含量均须严格控制。

2.6 健康风险评估

研究针对海巴戟果实中重金属的含量并结合其食药两用特点分别从药用和食用角度，采用目标危害商值（QTH）和总的危险指数（IH）对16批海巴戟果实进行健康风险评估分析其健康风险。

从药用角度来看，海巴戟每日最大服用量为30 g，由式（1）和（2）计算可知，计算得出海巴戟果实的健康风险评估结果，见表5，5种重金属元素QTH均远小于1，这说明该样本中各个重金属元素的风险小，而IH代表多种重金属目标风险系数的加和，此数值远小于1，这说明海巴戟果实药材中重金属对人体没有明显的健康风险[15-16]。

表4 16批海巴戟果实样品中Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量[12-13]

表5 海巴戟果实样品药用健康风险评估

从食用角度来看，据了解，海南某公司采用1 kg诺丽鲜果可以生产0.4～0.6 kg酵素，而根据市售酵素产品日服用量60～100 mL，换算可得鲜果日服用量为150～250 g，海巴戟水分含量不超过10%[9]，可得每天服用干果量为15～25 g，由式（1）和（2）计算可知，各项重金属元素的QTH和IH均远小于1，见表5，提示食用时海巴戟果实中所含重金属对人体无健康风险。

3 结论与讨论

研究从消解程序、试剂用量等方面进行了考察，最后确定了试验的前处理方法，使用微波消解仪处理海巴戟果实，可缩短样品处理时间，提高试验效率，保证检测结果的准确性与排除干扰，硝酸与过氧化氢可破坏海巴戟果实中的有机物和溶解颗粒物，使样品消解得更完全。试验中我们对海巴戟果实从线性关系、精密度、重复性、稳定性和加样回收率等方法学方面进行考察，表明试验适用于海巴戟果实重金属含量的测定。

试验以Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素为考察指标，以微波消解ICP-MS法对16批海巴戟果实中重金属含量进行分析。测定方法灵敏度高，适用于海巴戟果实重金属安全性监控，5种重金属元素的含量在海巴戟果实中应严格控制，尤其要注意其中的Cd元素和Pb元素含量。基于THQ和HI的健康风险评估提示海巴戟果实中重金属含量对人体健康无明显危害，但是还需要在日常应用中加强对重金属含量的检测和对健康风险的深入评估。