茄果类蔬菜中镉的污染特征及风险评价

◎ 吴建伟，刘 静，余珊丹，侯灿如，朱叶梅，李林川，陶自伟

（1.云南同创检测技术股份有限公司，云南 昆明 650106；2.云南云烁科技有限公司，云南 昆明 650201）

镉是一种有毒的重金属元素，是生物体生长发育和功能代谢过程中的非必需元素。但在化工、冶金、电子材料等行业中具有重要作用，通常经“工业三废”等途径进入土壤，经过生态大循环和食物链进入人体富集[1]。镉元素一般通过食物摄入、皮肤接触、空气吸入等途径进入人体，通过消化吸收、皮肤渗透、呼吸交换方式进入人体循环系统，经血液循环系统转运、累积于机体各组织器官，然而镉在机体的生理代谢排除较为困难，最终在体内累积，到达一定含量后影响人体健康和各项生理机能，甚至引发各种人体功能障碍或疾病，严重危害人体健康，且具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点，因此镉被列为一类致癌物质[2]。

化工、冶金、电子材料和分析检测等特殊职业的人员主要通过皮肤接触和空气吸入镉，其他普通人的镉吸收途径基本来源于食物摄入[3]。国内对大米中镉的方法开发、污染状况和风险评价关注度较高[4-8]，蔬菜中镉的吸收规律、污染状况、风险评价也是当前的研究热点[9-13]。茄科蔬菜中含有多种氨基酸、矿质元素和维生素、果胶和膳食纤维等，是日常生活中常见的蔬菜品种，茄果类蔬菜中镉的污染状况和风险评价也有报道，特别是辣椒中镉的研究较为普遍[14-19]。李富荣等[20]对茄果类蔬菜中5 种重金属元素（镉、铬、铅、砷、汞）的富集能力进行研究，发现镉相对于其他4 种元素较容易在茄果蔬菜内累积，且存在差异性。朱国柱等[21]将茄子分部位制备不同类型样品研究，发现茄子中不同部位样品镉含量具有差异性。

《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）规定，茄果类蔬菜中镉含量不大于0.05 mg·kg-1。实际工作中，茄子和辣椒中镉的含量较高，有超标情况存在，因此研究常见茄果类蔬菜中镉在不同食用部位中的污染特征具有实际意义。实验选择番茄、茄子、辣椒和小米辣4 种典型茄果蔬菜作为实验对象，将样品分部位制备成籽样品、无籽样品、混合样品3 种类型，采用微波消解法制备试样溶液，石墨炉原子吸收光谱法测定样品中的镉含量，分析镉的污染特征。随机选择番茄、茄子、辣椒、小米辣4 种茄果类蔬菜中镉的检测数据，采用内梅罗污染指数法进行风险分析，结合日常饮食习惯对茄果蔬菜进行风险评价。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

浓硝酸（65%，G3）：上海傲班科技有限公司；镉标准溶液：编号GSB 04-1721-2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心；过氧化氢（30%）：优级纯，西陇科学股份有限公司；电子天平：AB204-S，梅特勒-托利多；微波消解仪：Multiwave 3000，安东帕中国；原子吸收光谱仪：iCE 3500，赛默飞世尔科技（中国）有限公司。

1.2 仪器工作参数

采用石墨炉原子吸收测定标准溶液和试液中镉含量，仪器工作参数如下。波长：228.8 nm；狭缝宽度：0.5 nm；灯电流：5 mA；进样体积：10 μL；载气类型：高纯氩气；石墨管：普通石墨管。石墨管升温程序：干燥温度110 ℃，持续时间30 s；灰化温度350 ℃，持续时间20 s；原子化温度1 000 ℃，持续时间5 s；净化温度2 100 ℃，持续时间3 s。

1.3 实验方法

1.3.1 样品预处理

于农贸市场购买番茄、茄子、辣椒和小米辣4 种代表性茄果类蔬菜作为实验样品；无筋豆、四季豆、菜豌豆3 种豆类蔬菜作为对照样品。将各种样品清洗后用纯水冲洗干净，晾干水分，取蔬菜样品可食用部分，按部位分别制备成籽样、无籽样和混合样3 种类型样品，每种样品磨碎、匀浆备用。

1.3.2 样品消解

参考《食品安全国家标准 食品中镉的测定》（GB 5009.15—2023）（第一法）中的微波消解法，称取试样1 ～2 g（精确到0.001 g）置于微波消解罐中，加入5 ～10 mL 浓硝酸（65%）。微波消化程序可根据仪器型号调至最佳条件。消解完毕后，待消解罐冷却至室温后泄压打开，消化液呈无色或淡黄色，赶酸仪上120 ℃加热赶酸至近干，用纯水冲洗消解罐3 ～4 次，将溶液转移至25 mL 容量瓶中，并用硝酸溶液（1%）定容至刻度，混匀备用；同时做试剂空白试验。

1.3.3 样品测定

用1%的硝酸溶液做标准空白与稀释液，将1 000 µg·mL-1的镉标准溶液逐级稀释成浓度为50 µg·L-1的镉标准中间液，再分别移取0 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL 和4.00 mL 浓度为50 µg·L-1的镉标准中间液于50 mL 容量瓶中，用1%的硝酸溶液定容至刻度，得到浓度分别为0 μg·L-1、0.5 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、3.0 μg·L-1和4.0 μg·L-1的镉标准工作溶液。镉元素空心阴极灯预热30 min 后，调整仪器各项参数，和石墨炉升温程序，建立方法。分别将标准曲线工作溶液和待测试液依次引入仪器进行测定，以吸光度为纵坐标，镉浓度为横坐标绘制标准曲线。引入试样空白和样品溶液，测定得出试液中镉的浓度，依据称样量和定容体积，计算得出样品中镉的含量。

1.3.4 计算与结果表述

试样中镉含量的计算公式为

式中：X为试样中镉含量，mg·kg-1；Ci为试样消化液中镉含量，ng·mL-1；C0为空白液中镉含量，ng·mL-1；V为试样消化液定容总体积，mL；m为试样的质量，g；1 000 为换算系数。

1.4 风险评价方法与依据

根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）限量要求，茄果类蔬菜中镉的含量≤0.05 mg·kg-1。采用单因子污染指数和内梅罗污染指数评价样品中镉元素污染程度。单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与该种污染物的评价标准进行对比以确定类别的方法[22]。

式中：Pi为蔬菜中污染物的单项污染指数；Ci为蔬菜中污染物i的实测浓度，mg·kg-1；Si为污染物i的限量标准值，mg·kg-1。

内梅罗污染指数法是一种兼顾极值或称突出最大值的计权型多因子环境质量指数。

式中：P综为蔬菜质量综合污染指数；(Ci/Si)max为污染物中污染指数最大值；(Ci/Si)ave为污染物中污染指数平均值。采用表1 蔬菜质量分级标准对蔬菜质量状况进行评价[22]。

表1 蔬菜污染等级评价表

1.5 数据处理

实验数据计算和结果分析采用Microsoft Office Excel 2016 软件，每个实验样品重复两次独立测定，测定值的算术平均值作为测定结果。

2 结果与分析

2.1 茄果蔬菜中镉元素的污染特征分析

2.1.1 镉在茄科蔬菜与豆类蔬菜中含量对比分析

由表2 可知，茄果蔬菜中镉的含量在0.016 00 ～0.094 00 mg·kg-1，而对照组豆类蔬菜中镉含量在0.000 72 ～0.005 90 mg·kg-1，茄果类蔬菜样品中镉的含量均高于对照组豆类蔬菜。茄果蔬菜中镉含量存在差异，由高到低依次为小米辣＞茄子＞辣椒＞番茄，其中小米辣中镉含量最高，为0.094 00 mg·kg-1，番茄中镉含量相对较低，为0.016 00 mg·kg-1。

表2 茄果蔬菜与豆类蔬菜中镉含量对比表

2.1.2 茄果蔬菜不同部位的镉含量分析

由表3 可知，分部位制样后，同一种茄果蔬菜内镉含量在不同部位样品中存在差异性，籽样品中镉富集最高，远高于无籽样和混合样。籽样中镉含量在0.022 0 ～0.560 0 mg·kg-1，含量较高，除番茄外均远高于国家限量标准，含量由高到低依次为小米辣籽样＞辣椒籽样＞茄子籽样＞番茄籽样；混合样中镉含量在0.016 00 ～0.094 00 mg·kg-1，含量由高到低趋势为小米辣混合样＞茄子混合样＞辣椒混合样＞番茄混合样；无籽样品中镉含量在0.005 7 ～0.047 0 mg·kg-1，含量最低，含量高到低趋势为小米辣无籽样＞茄子无籽样＞辣椒无籽样＞番茄无籽样。

表3 茄果蔬菜中不同部位中镉含量表

2.1.3 豆类蔬菜不同部位的镉含量分析

选择无筋豆、四季豆、菜豌豆3 种豆类蔬菜作为对照组，按部位制备成籽样品、无籽样品、混合样品3 种类型，按茄果蔬菜相同实验方法进行试验，得出实验样品中镉的含量。由表4 可知，豆类蔬菜的籽样、无籽样和混合样3 种样品的镉含量较低，均小于0.01 mg·kg-1，且3 种类型样品中镉含量在同一水平，无差异性，说明镉在豆科蔬菜不同部位中的分布较均匀。

表4 豆类蔬菜中不同部位镉含量表

2.2 茄果蔬菜中镉的污染风险评价

从4 种茄果蔬菜样品中分别选择20 个实验数据，参考《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）中茄果类蔬菜中镉的限量要求不得大于0.05 mg·kg-1，依据单因子污染指数法和综合污染指数法对实验样品中镉的含量进行污染评价，结果表明番茄和辣椒综合污染指数均为0.6，污染评价为清洁；茄子和小米辣综合污染指数分别为1.6 和1.5，污染评价均为已受污染。结果见表5。

表5 4 种茄果蔬菜中镉的污染评价表

3 结语

茄果类蔬菜中镉含量有超标风险，分部位制样后，发现镉污染主要富集于籽样中，无籽样中镉含量较低，说明镉元素主要富集于茄科蔬菜的种子部位。茄子、辣椒、小米辣这3 种蔬菜籽样中的镉含量在0.120 0 ～0.560 0 mg·kg-1，远高于GB 2762—2022 中0.05 mg·kg-1的限量要求，因此混合样中镉含量超标时的主要贡献率来源于籽样部分。番茄籽样中镉含量仅为0.022 0 mg·kg-1，含量较低，可能原因是番茄籽部分被果浆包裹，制样时不易得到纯籽样品。茄果蔬菜籽样虽然镉含量较高，但是纯籽部分在整个果实中占比不高，制备均匀的混合样不易超标，且日常生活中对于辣椒，特别是甜椒、大青椒、皱皮辣等在捡洗时有去除纯籽部位再烹饪的习惯，此操作可以降低镉元素的摄入风险。

从茄果蔬菜数据中得出，番茄和辣椒相对清洁，比较安全，茄子和小米辣均已受污染，实际生活中小米辣多为蘸水使用，或者作为调味配菜少量使用，实际用餐时食用量较少或不食用，镉摄入风险不高；相反，茄子作为经常食用的茄果蔬菜，在菜谱中较为常见，而且籽部分不易分离，所以在常见4 种茄果蔬菜中茄子摄入风险高于其他3 类蔬菜。