河南省山茱萸安全指标及健康风险评估

李向力，孙茜茜, ，张立攀，张亚勋, ，蒋碧伟，罗蓓蓓,

1.河南省商业科学研究所有限责任公司（郑州 450002）；2.食品安全大数据关键技术与应用河南省工程实验室（郑州 450002）

近年来，随着人们生活水平的不断提高，健康意识也在不断提升，药食同源物质受到越来越多的关注，成为日常饮食生活中不可或缺的一部分。山茱萸，又名红枣皮、药枣、肉枣等[1]，是指山茱萸科植物山茱萸（Cornus officinalisSieb.et Zucc.）的干燥成熟果肉[2]，是一种传统的名贵中药材，主产于我国河南、山西、陕西和浙江地区[3-4]，味酸涩，性微温，属收敛性强壮药，有固虚脱、涩精气、补肝肾的功效[5-7]。除了有较高的药用价值之外，山茱萸的食用价值也很高，富含多糖、黄酮、有机酸、氨基酸、维生素、矿物质等，能够改善人体营养吸收、提高免疫力，有抗氧化、抗衰老、抗炎、抑菌等作用[8-10]。2019年11月，国家卫生健康委、市场监管总局联合发布《关于对党参等9种物质开展按照传统既是食品又是中药材的物质管理试点工作的通知》，将山茱萸列为药食两用物质，并将根据试点情况，研究适时将其纳入药食两用物质目录管理。当前对于山茱萸的研究大多集中在有效成分和药理作用上[11-14]，关于山茱萸安全指标以及重金属健康风险评估尚属空白，因此试验以河南省山茱萸为研究对象，对其水分、灰分、二氧化硫含量、重金属含量等安全指标进行测定，采用单项指数法和靶标危害系数法对单元素风险进行分析，并采用内梅罗综合指数法和综合危害指数法对山茱萸中重金属元素对人体的健康风险进行综合评价，旨在为山茱萸的安全性评价，以及相关安全指标和限量标准的制定提供依据和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 样品采集

样品主要来自河南省山茱萸主产区南阳市西峡县、洛阳市栾川县、三门峡卢氏县等地，分别购买于农户、种植基地、公司、中药材市场和药店等，样品共计50份，每份样品500 g。

1.2 仪器与试剂

7900-G7201C电感耦合等离子体质谱仪（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS，安捷伦科技有限公司）；PF6-2原子荧光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；B1208-6全能型微波化学工作平台（上海屹尧仪器科技发展有限公司）；SX-4-10箱式电阻炉（北京中兴伟业仪器有限公司）；AL104电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；JJ323BC电子天平（常熟市双杰测试仪器厂）；101型-1A恒温干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司）；DXF-63多功能手提式粉碎机（广州市大祥电子机械设备有限公司）；FJ-200高速分散均质机（上海标本模型厂）。

除非另有说明，试验方法所用试剂均为优级纯，水为GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》规定的一级水。多元素贮备液（100 mg/L）、内标元素贮备液（1 000 mg/L）：安捷伦科技有限公司；汞标准溶液（1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

取适量样品，经粉碎、混匀，装袋密封，备用。

1.3.2 检验方法

水分参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》测定；灰分参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》测定；二氧化硫残留量参照GB 5009.34—2022《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》测定，铅、总砷、镉元素参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》测定；总汞参照GB 5009.17—2021《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》测定。

1.3.3 试样消解

称取0.2 g（精确至0.001 g）样品置于微波消解内罐中，加入10 mL硝酸，加盖放置1 h，旋紧罐盖，设置微波消解仪升温程序（见表1）进行消解。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上，于100 ℃加热30 min，用水定容至25 mL，混匀备用，同时做空白试验。

表1 微波消解升温程序

铅、总砷、镉元素经电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定[15]，以待测元素的浓度为横坐标，以待测元素与特定内标元素信号响应值的比值为纵坐标，绘制标准曲线，计算线性回归方程；汞元素采用原子荧光光谱仪测定[16]，以标准溶液的浓度为横坐标，测定的信号响应值为纵坐标，计算线性回归方程，结果见表2。

表2 各元素的线性回归方程

1.4 重金属污染判定依据

依据山茱萸的食用特点以及后期作为药食两用物质的情况，参照GB 2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》和《中华人民共和国药典（2020年版）》确定山茱萸重金属元素限量。GB 2762—2022中规定水果干类铅≤0.5 mg/kg，新鲜水果镉≤0.05 mg/kg，因此镉指标按脱水率折算后（新鲜山茱萸水分78.9%，干制山茱萸水分21.11%），干制山茱萸镉≤0.19 mg/kg，由于GB 2762—2022中对水果的总汞和总砷没有要求，因此参照《中华人民共和国药典（2020年版）》中山茱萸的要求，总砷≤2 mg/kg，总汞≤0.2 mg/kg，具体见表3。

表3 山茱萸重金属元素评价指标

1.5 单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析

单因子污染指数法是利用实测数据和标准对比，反映某一元素污染情况，而内梅罗综合污染指数法是在单因子污染指数评价基础上评估多种重金属元素对山茱萸的综合影响[17-18]，按式（1）和（2）计算。

式（1）中：P为重金属元素i的单因子污染指数；C为重金属元素i的测定结果，小于检出限的按照检出限的一半计算；S为重金属元素i的评价标准，Pi＞1，表明受到污染。式（2）中：P综为综合污染指数；Pimax为各重金属元素单因子指数中的最大值；Piave为各重金属元素单因子污染指数的平均值，P综≤0.7为安全级，0.7＜P综≤1为警戒级，1＜P综≤2为轻度污染，2＜P综≤3为中度污染，P综＞3为重度污染。

1.6 靶标危害系数法、综合危害指数分析

靶标危害系数方法是由美国环境保护局提出的一种用于评估人体通过食物摄取重金属风险的方法[19-21]，具有综合暴露时间、体重等多种因素，既能评价单一重金属的潜在风险，又能评价多种重金属复合暴露的健康风险的特点，按式（3）和（4）计算。

式中：THQ为靶标危害系数；EF为接触山茱萸中重金属频率（接触频率365 d/年）；ED为接触的年数（70年）；M1为山茱萸中重金属质量分数，小于检出限的按照检出限的一半计算；CM为每日摄取含污染物食物的量（按《中华人民共和国药典（2020年版）》要求，山茱萸日食用量为6～12 g，以推荐的每日食用量中间值计算），RfD为口服参考剂量（美国环境保护局提供每日参考剂量分别为Pb 0.003 5 mg/kg，As 0.000 3 mg/kg，Hg 0.000 1 mg/kg和Cd 0.001 mg/kg）[22]；BW为人体平均体质量（采用国际通用标准，成人为55.9 kg）；AT为平均接触山茱萸的时间（365 d/年×ED）。如果单一金属风险THQ值小于1，说明暴露人群没有明显的健康风险，反之可能存在潜在健康风险。

山茱萸中同时存在多种重金属，因此采用综合危害指数评估其对人体健康的复合风险，计算见式（4）。如果该值小于1，则说明多种重金属复合对暴露人群没有明显影响，反之，则存在负面影响[23-24]。

2 结果与分析

2.1 理化指标

2.1.1 水分

水分是影响产品质量的一个重要因素，水分超过一定范围容易在储藏过程中霉变、潮解，导致虫害或者变质[25]。对50份山茱萸水分指标进行测定，结果见表4。山茱萸水分平均值为21.11%，不少样品高于《中华人民共和国药典（2020年版）》山茱萸水分≤16%的要求。经分析，部分样品并非购自药店，且考虑到山茱萸后期作为食品原料进一步精深加工的适用性，水分可以适当放宽。但山茱萸中含有较多亲水大分子，如多酚、多糖等，容易吸水返潮[26-27]，如何兼顾食品加工的适用性、经济性和产品的安全性，还需进一步探索和研究。

表4 山茱萸水分检测结果

2.1.2 灰分

灰分是食品质量控制的重要指标，在原料和加工方式一定的情况下，灰分通常在一定范围内，如果超出正常范围，说明生产中使用不符合卫生标准的原料或食品添加剂，或在加工、贮运过程中受到污染，因此灰分指标可以评价食品的加工精度和食品的品质[28]。50份山茱萸灰分指标检测结果如表5所示。山茱萸灰分在2.60%～5.70%，平均值为3.96%，均低于《中华人民共和国药典（2020年版）》山茱萸灰分≤6%的要求，可见河南省山茱萸灰分较低，无机物污染或掺杂较少。

表5 山茱萸灰分检测结果

2.1.3 二氧化硫

通常食品中二氧化硫的来源有天然来源和人为引入两类。天然来源是指在植物在生长过程中，大气中的二氧化硫通过植物体的叶面气孔进入植物体内。此外，水中或土壤中的二氧化硫、硫酸盐、亚硫酸盐等也会被植物吸收进入植物体内。人为来源指在食品加工过程中为起到漂白、杀菌、防腐作用而人为加入。由于二氧化硫有一定的毒性，长期摄入对人体健康有不同程度的损害（如呼吸系统、消化系统、循环系统等）[29-30]，因此国家对食品、药品中的二氧化硫残留量的安全性问题都有明确的要求。GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中规定水果干类二氧化硫残留量不应超过100 mg/kg，《中华人民共和国药典（2020年版）》中要求药材及饮片（矿物类除外）的二氧化硫残留量不得超过150 mg/kg。河南省山茱萸中二氧化硫含量检测结果如表6所示。二氧化硫含量在1.60～42.00 mg/kg，平均值为11.46 mg/kg。由此看来，河南省山茱萸中二氧化硫含量保持在一个较低的水平。

表6 山茱萸二氧化硫含量检测结果

2.2 重金属元素

2.2.1 山茱萸中4种重金属元素含量及分析

山茱萸中重金属元素测定结果见表7。结果表明，样品中重金属平均含量由高到低顺序为铅＞总砷＞镉＞总汞。以表3中限量值为评价依据，50批山茱萸中有2批样品铅超标，超标率为4%，1批样品镉超标，超标率为2%，而总砷、总汞均不存在超标现象。

表7 山茱萸中重金属含量分析

2.2.2 山茱萸重金属污染评价

利用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法的评价方法，计算山茱萸中单因子污染指数和综合污染指数，结果分别见表8和表9。由表8可得，山茱萸中4种重金属元素平均单因子污染指数均低于1，整体属于未受到污染，其中有2份样品的铅单因子污染指数≥1，1份样品的镉单因子污染指数≥1，表明受到污染，与重金属元素评价指标结果相一致。

表8 山茱萸的单因子污染指数测定结果

表9 山茱萸的内梅罗综合污染指数测定结果

由表9可得：50份山茱萸样品47份样品内梅罗综合污染指数测定结果≤0.7，属于安全级；2份样品属于警戒级，1份样品属于轻度污染，但样品平均内梅罗综合污染指数测定结果≤0.7，属于安全级。说明山茱萸部分样品存在重金属元素污染安全隐患，但整体处于安全级。

2.2.3 健康风险评估

运用靶标危害系数法对山茱萸中重金属的污染进行人体健康评估，结果见表10。结果表明，不同重金属的危害系数存在一定差异，山茱萸中重金属对成人的危害系数大小顺序为 总砷＞铅＞总汞＞镉。山茱萸中重金属靶标危害系数均小于1，说明山茱萸中4种重金属元素含量均不会引起人体健康风险。

表10 山茱萸的靶标危害系数、综合危险指数测定结果（±s） 单位：mg/kg

表10 山茱萸的靶标危害系数、综合危险指数测定结果（±s） 单位：mg/kg

注: 括号中数据为中等摄入量计算的风险值及标准偏差。

多种重金属综合危险指数测定结果也小于1，且处于较低水平，表明河南省山茱萸不同重金属之间产生的复合污染水平较低，不存在明显的健康风险。

3 结论

对河南省山茱萸进行水分、灰分、二氧化硫含量、4种重金属含量的检测。结果显示：水分≤21.11%，灰分≤3.96%，二氧化硫含量≤11.46 mg/kg；河南省山茱萸中不同重金属的含量存在较大差异，重金属平均含量由高到低顺序为铅＞总砷＞镉＞总汞，其中总砷和总汞均未超出标准限量值，少部分样品的铅和镉指标超标。单因子污染指数和综合污染指数结果表明，河南省山茱萸中重金属污染水平较低，属于安全等级。靶标危害系数法的结果表明，河南省山茱萸中THQ和TTHQ均小于1，不存在明显的人体健康风险。试验结果可为山茱萸质量安全性评价及产品开发研究提供科学理论依据。