鄶婉寧 趙發(fā) 管蕊 王駿 耿越

（1 山東師范大學(xué)食品營養(yǎng)和安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省動物抗性生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，濟(jì)南 250014；2 山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，濟(jì)南 250101）

研究表明，蜂膠中含有豐富的礦物質(zhì)和微量元素。錳（Mn）、鉬（Mo）、鈷（Co）和硒（Se）四種元素被稱為“長壽元素”，在蜂膠中都能找到[1]。目前一些蜂農(nóng)的粗放式經(jīng)營、采集地的氣候和環(huán)境因素、加工不當(dāng)?shù)榷紩斐煞淠z的污染，影響蜂膠的質(zhì)量安全，甚至?xí)斐扇梭w損傷。蜂膠中重金屬超標(biāo)，如鉛（Pb）、砷（As）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、鐵（Fe）、銅（Cu）、鋁（A1）等元素會在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。

造成蜂膠污染可能有以下原因：國內(nèi)有些蜂農(nóng)為了避免高溫天氣對蜂群的不利影響，沿用了鐵紗覆蓋蜂箱的舊方法，而高溫下，鐵的氧化物會對蜂膠造成污染，容易向蜂膠中引入Pb、Fe 和Cd 等元素[1]；蜂農(nóng)用廢舊報(bào)紙或塑料瓶包裹蜂膠，也會對蜂膠進(jìn)行二次污染，使油墨中的Pb、Cd、汞（Hg）、As 等重金屬污染物向蜂膠中遷移[2]；蜂膠采集地背靠工廠，如鋇場等會造成蜂膠易受鋇（Ba）的污染；蜜蜂在不采蜜源時會采食瀝青，會向蜂膠中引入Fe、Pb 和Cu 等金屬污染物，使金屬元素在蜂膠中富集[3]；產(chǎn)品加工過程中添加劑的使用，如明膠的使用，也都會向蜂膠中引入金屬污染物[4]，比如A1 元素；蜂膠采集地的土壤水源遭受污染也會向蜂膠中引入某種元素。

目前針對蜂膠中重金屬的測定，主要依靠微波消解—原子吸收光譜法[5]和熒光光譜法[6]等，但存在實(shí)際操作復(fù)雜、檢測限偏高、基體干擾大且難以做到同一時間對多種元素進(jìn)行測定等問題。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）可以不受以上缺點(diǎn)的限制，可同時對多種元素進(jìn)行測定，且檢測時間短、精密度高、準(zhǔn)確性良好和先進(jìn)性高[7]。本文采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定了原蜂膠及蜂膠膠囊中17 種金屬元素的含量，以便了解目前國內(nèi)市場蜂膠原膠與加工過的蜂膠產(chǎn)品（蜂膠膠囊）中金屬離子的污染情況，確保消費(fèi)者使用蜂膠產(chǎn)品的安全，為蜂膠產(chǎn)品的開發(fā)和品質(zhì)評價提供一定的理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 樣品來源

本實(shí)驗(yàn)所用的原蜂膠為蜂農(nóng)親自采集（表1），原蜂膠和網(wǎng)購蜂膠研磨至100 目的粒度，蜂膠膠囊由網(wǎng)絡(luò)電商平臺購入，儲存條件為4℃。

表1 樣品信息表

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

硝酸（GR），雙氧水（GR）購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司；超純水，Mi11i-Q-A-11 制備。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

Agi1ent 7900 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國安捷倫公司）；Mi11i-Q 超純水機(jī)（美國Mi11ipore 公司）；165500 酸純化儀，CEM Mars6 微波消解儀（美國CEM 公司）；聚四氟乙烯消解罐。

2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

配制17 種元素的混合標(biāo)液，各元素濃度分別為：A1：50、100、200、300、400、500、1000、2000 μg/L；Mo：2.5、5、10、15、20、25、50、100 μg/L；Fe：100、200、400、600、800、1000 μg/L，其他元素均為：0.5、1、2、4、6、8、10、20 μg/L。

2.2 樣品前處理

取山東、四川和河北三個省份的蜂膠以及網(wǎng)購蜂膠樣品和膠囊內(nèi)容物0.3 g 于聚四氟乙烯消解罐中，加入8 mL 純化硝酸以及1 mL 雙氧水，放入微波消解儀中進(jìn)行消解，消解具體程序見表2，消解完成后用少量超純水沖洗消解罐內(nèi)壁及蓋子，使其溶液充分混勻后，將消解罐放置于趕酸電熱板上，設(shè)置溫度為110℃，時間為105 min。趕酸完成后待消解罐溫度降低至室溫后，將消解罐內(nèi)的溶液轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，用超純水淋洗消解罐內(nèi)壁，后用超純水定容混勻備用。

表2 微波消解條件

2.3 儀器條件

霧化室溫度2℃，射頻功率1,490 W，載氣流速 1.00 L/min，冷卻氣流速 15 L/min，輔助氣流速1.00 L/min，蠕動泵采集轉(zhuǎn)速0.1 r/s，蠕動泵快速提升轉(zhuǎn)速0.3 r/s，蠕動泵快速提升時間40 s，蠕動泵穩(wěn)定時間30 s，積分時間0.3 s，測定次數(shù)3 次，采樣深度10.0mm；碰撞模式: CCT，碰撞氣流速5 mL/min；提取透鏡1 電壓為0 V；提取透鏡2 電壓為-205 V；Omega 偏轉(zhuǎn)電壓-100 V；Omega 透鏡電壓7.8 V；碰撞池入口電壓-40 V；碰撞池出口電壓 -60 V。

2.4 方法驗(yàn)證

為了證明此金屬測定方法真實(shí)可信，能夠準(zhǔn)確地反映蜂膠樣品及膠囊中被分析金屬元素的含量，我們對此方法的檢出限、定量限、線性范圍、相關(guān)系數(shù)和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 進(jìn)行了評估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 線性范圍及相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限及RSD

2.4.1 線性范圍及線性相關(guān)系數(shù)

因?yàn)樵劁X在地殼中含量較高排名第三，含量僅次于氧元素和硅元素，所以鋁在樣品中的本底值會偏高，且鋁的相對分子質(zhì)量較低為45，ICP-MS 測定時容易產(chǎn)生質(zhì)量歧視，使低質(zhì)量數(shù)的元素響應(yīng)值偏低。以各元素的標(biāo)準(zhǔn)濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的元素信號強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。表3所示為17 種元素經(jīng)ICP-MS 的測定結(jié)果，結(jié)果顯示17 種元素線性關(guān)系良好且標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)均在0.9993～1.0000之間。

2.4.2 檢出限和定量限

根據(jù)IUPCA 的定義，連續(xù)測量11 次微波消解儀的空白液，得到標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后利用L=KS/B 的檢出線公式并將其折合上樣品前處理時的稀釋倍數(shù)，最后得出樣品的檢出限以及定量限，最后得到蜂膠等樣品的范圍為0.001～0.3 mg/kg，定量限為0.002～0.154 mg/kg 之間。

2.5 蜂膠實(shí)際樣品檢測

44 種蜂膠及蜂膠膠囊樣品中的17 種金屬元素的測定檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 17種金屬元素的測定結(jié)果(mg/kg)

3 分析討論

2015 版《藥典》[8]新增藥材標(biāo)準(zhǔn)中僅對蜂膠原膠中Pb 的含量作出限定為8 mg/kg，對其他元素均未作出限定。蜂膠制品中金屬污染物限量標(biāo)準(zhǔn)參照GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》[9]，但標(biāo)準(zhǔn)中也僅對其他類蜂產(chǎn)品中Pb 的含量作出限定為≤1.0 mg/kg，對其他元素均未作出限定。

3.1 不同金屬元素含量

蜂膠中金屬污染物含量會隨采集地周圍的氣候、地理位置的差異而改變，因此蜂膠中金屬污染物的含量具有明顯的地區(qū)依賴性。表5為不同分組金屬污染物含量平均值±SD 值，圖1為5 種主要金屬元素的平均含量。

由表5可知，A1、Cr、Mn、Fe、Ba 和Pb 等元素在蜂膠中含量較多，且A1、Fe 和Ba 3 種元素組內(nèi)、組間差異較大，說明不同產(chǎn)地的蜂膠中重金屬含量存在較大差異。Finger 等[10]通過研究表明蜂膠可以作為金屬污染環(huán)境的指標(biāo)，它在一定程度上可以作為地域性污染的依據(jù)，與本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論相吻合。

3.2 蜂膠中鋁（Al）元素分析

據(jù)研究，A1 是人體非必需微量元素，在居民膳食中的平均膳食量為每周每千克體重1.795 mg，其作為一種慢性、蓄積性的精神毒素，毒副作用多體現(xiàn)在大腦及神經(jīng)細(xì)胞的損害，攝入過度會致使腦萎縮、癡呆等癥狀[11]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織于1989年正式將A1 確定為污染物加以管理[12]。由表5可知，經(jīng)過超臨界流體萃取、超聲波法、膜分離法、吸附等工藝處理的蜂膠膠囊中A1 含量最低（28.89±18.18 mg/kg），其余樣品中A1 含量均相對較高，其中以山東省蜂膠原膠A1 含量最為突出，平均含量高達(dá)552.96±456.73 mg/kg，其次是網(wǎng)購蜂膠、四川和河北蜂膠。蜂膠中A1 超標(biāo)原因可能為蜂膠采集地濰坊土壤水土中A1 的本底含量高，有研究表明濰坊市2013年食品抽檢中普遍存在鋁含量超標(biāo)情況[13]，2014年、2015年畜肝檢出均值為72.67 mg/kg，某些葉菜類檢出均值為62.23 mg/kg[14]。其次，A1 為地殼中含量第三的元素，在土壤中本底值偏高，造成蜂膠原膠和網(wǎng)購蜂膠中A1 的含量也相對較高。

表5 蜂膠中金屬元素的平均含量(mg/kg)（±SD）

表5 蜂膠中金屬元素的平均含量(mg/kg)（±SD）

（SD 為山東蜂膠，SC 為四川蜂膠，HB 為河北蜂膠，F(xiàn)J 為網(wǎng)購蜂膠，JN 為蜂膠膠囊）

含量 SD SC HB FJ JN 27 A1 552.96±456.73 277.25±73.96 221.95±54.99 302.18±99.72 28.89±18.18 51 V 1.10±0.90 0.57±0.14 0.48±0.12 0.65±0.21 0.23±0.14 52 Cr 2.23±1.76 2.01±1.50 0.90±0.13 1.89±1.11 1.45±2.31 55 Mn 14.67±10.60 10.35±3.03 6.65±0.64 10.47±4.86 0.51±0.60 56 Fe 1,271.46±1,255.45 502.95±240.94 749.05±98.57 561.19±299.00 84.07±47.18 59 Co 0.41±0.55 0.13±0.03 0.18±0.04 0.17±0.04 0.03±0.03 60 Ni 0.97±0.66 0.61±0.20 0.47±0.05 0.72±0.18 0.56±0.60 63 Cu 1.74±1.00 1.15±0.49 0.84±0.04 1.62±0.68 0.87±0.31 71 Ga 0.27±0.22 0.12±0.03 0.11±0.03 0.14±0.05 0.02±0.01 75 As 0.43±0.32 0.20±0.04 0.16±0.03 0.26±0.11 0.09±0.10 85 Rb 1.81±1.16 1.57±0.42 1.14±0.13 1.66±0.34 0.22±0.43 88 Sr 4.15±3.70 2.28±0.78 1.32±0.28 2.71±0.72 0.31±0.31 95 Mo 0.13±0.06 0.06±0.01 0.12±0.01 0.19±0.15 93.86±293.29 111 Cd 0.04±0.02 0.03±0.01 0.13±0.08 0.06±0.03 0.03±0.07 133 Cs 0.10±0.09 0.07±0.01 0.04±0.01 0.05±0.02 0.00±0.00 137 Ba 116.54±157.19 4.62±1.52 24.23±9.57 14.74±17.13 0.21±0.18 208 Pb 3.00±3.11 4.43±5.59 1.00±0.29 2.91±1.96 0.14±0.08

3.3 蜂膠中鉻（Cr）元素分析

Cr 作為生物體所需的微量元素，缺乏可引起動脈粥樣硬化，過量則會對哺乳動物造成危害。Cr 的含量參照GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》[9]中最高限量標(biāo)準(zhǔn)為2.0 mg/kg，由表5可知，山東和四川蜂膠原膠中Cr的含量均已超過最高標(biāo)準(zhǔn)（分別為2.23±1.76 和2.01±1.50 mg/kg），網(wǎng)購蜂膠和蜂膠膠囊中Cr 也接近最高限量標(biāo)準(zhǔn)。說明蜂膠原膠中可能存在重金屬Cr 超標(biāo)的情況，原因可能為膠源植物生長環(huán)境（主要是土壤，其次是水）中Cr 的背景值本身就高，也可能是蜂膠原膠在收集和存儲不當(dāng)造成。

3.4 蜂膠中鐵（Fe）元素分析

Fe 作為微量元素，食用過多會影響小腸對Zn、Mg 等其他微量元素的吸收，使機(jī)體免疫功能降低，易受病菌感染。目前一些蜂農(nóng)仍采取鐵紗覆蓋蜂箱的舊方法致使蜂膠中Fe 元素含量偏高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，山東省的蜂膠原膠中Fe 含量最高，高達(dá)1,271.46±1,255.45 mg/kg，其次是河北、網(wǎng)購蜂膠、四川蜂膠和蜂膠膠囊，遠(yuǎn)超已經(jīng)廢止的GB 15200-1994《食品中鐵限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中最高限量標(biāo)準(zhǔn)70 mg/kg。楊理[16]在2008年研究河南蜂膠中Fe 的含量為638.3 mg/kg，趙光升[1]測得蜂膠原膠中Fe 含量也相對偏高為774～1922 mg/kg，與本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果吻合。目前暫無針對蜂膠產(chǎn)品中Fe 元素的限量標(biāo)準(zhǔn)，對其限量缺乏相應(yīng)理論支持，從而使蜂膠質(zhì)量控制的難度加大。

3.5 蜂膠中鎳（Ni）元素分析

Ni 的含量參照GB 2762-2017[9]中的最高限量1 mg/kg，所有樣品均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 蜂膠中銅（Cu）元素分析

銅參與人體內(nèi)銅蛋白和多種酶的構(gòu)成，在人體內(nèi)發(fā)揮維持正常造血功能和神經(jīng)系統(tǒng)健康等重要作用，銅會在肝臟聚集，引發(fā)肝臟結(jié)構(gòu)和功能的改變。參考已廢止GB 15199-1994《食品中銅限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的最低限量5 mg/kg 可知，所有的樣品中Cu 均未過量。

3.7 蜂膠中砷（As）元素分析

As 含量參照GB 2762-2017[9]的總As 最低限量標(biāo)準(zhǔn)0.5 mg/kg，所有樣品均符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.8 蜂膠中鎘（Cd）元素分析

Cd 的含量參照GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》[9]中最高限量0.05 mg/kg，除了河北蜂膠外，其余的蜂膠原膠及制品均符合標(biāo)準(zhǔn)。張威[17]研究發(fā)現(xiàn)由于河北礦產(chǎn)的開采、冶煉和工業(yè)的發(fā)展，河北土壤存在嚴(yán)重Cd 污染，土壤中Cd 的平均本底值為1.17g/g，含量偏高，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。

3.9 蜂膠中鋇（Ba）元素分析

Ba 易引起過敏，接觸過多易引起呼吸系統(tǒng)的刺激，嚴(yán)重時會造成腹痛、血便、脈搏減慢、心律不齊等慢性疾病。在國標(biāo)中未對Ba 的含量做出限定，由表5可知，山東蜂膠中Ba 的含量最高為116.54±157.19 mg/kg，其次是河北、網(wǎng)購蜂膠、四川蜂膠和蜂膠膠囊。Ba 在蜂膠中的含量相對偏高，可能由于蜂膠采集地背靠Ba 鹽場，土壤水源中的高Ba 濃度通過轉(zhuǎn)化進(jìn)入蜂膠中造成個別采集地蜂膠中的Ba值高。

3.10 蜂膠中鉛（Pb）元素分析

Pb 幾乎對人體的所有器官都能造成損害，具體表現(xiàn)為影響骨骼和智力發(fā)育，破壞腎功能和免疫功能，造成消化不良和內(nèi)分泌失調(diào)，導(dǎo)致貧血、高血壓和心律失常等，且受損的器官和組織不能修復(fù)，將伴隨終身。由表5可知，三個省份蜂膠其中四川省蜂膠中Pb含量最高，為4.43±5.59 mg/kg，其次是山東蜂膠原膠和河北蜂膠。三個省區(qū)蜂膠中Pb 含量均低于8 mg/kg，符合國家《藥典》中的蜂膠原膠限量標(biāo)準(zhǔn)。分析原因一可能為四川氣溫較為濕熱，蜂膠濕熱下具有一定的腐蝕性，腐蝕金屬鐵紗網(wǎng)，原因二為環(huán)境的污染如空氣土壤中的Pb 通過植物的吸收轉(zhuǎn)化進(jìn)入到蜂膠的成分中。

3.11 蜂膠中其他元素分析

其他元素如釩（V）、錳（Mn）、鈷（Co）、鎵（Ga）、銣（Rb）、鍶（Sr）、鉬（Mo）、銫（Cs）等元素的含量相對較低，且國標(biāo)中未給出限量。

4 討論

ICP-MS 可用于測定不同食品樣品中的微量元素以及環(huán)境中存在的金屬污染物，在元素雜質(zhì)的識別和揭示中起著重要作用[18]。本方法采用了微波消解-碰撞/反應(yīng)池-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）測定蜂膠原膠和蜂膠膠囊等44 個樣品中的17 種金屬元素，其方法的線性相關(guān)系數(shù)在0.9998 之上，且檢出限除A1 元素外均在0.001～1.001 mg/kg 之間，RSD ≤6.45%，為蜂膠產(chǎn)品的加工開發(fā)和品質(zhì)評價提供一定的理論依據(jù)[19]。結(jié)果表明，蜂膠原膠中A1、Cr、Fe、Ba、Pb 含量較多且存在部分超標(biāo)情況，其中A1、Fe 和Ba 3 種元素組內(nèi)、組間差異較大，其他元素如釩（V）、錳（Mn）、鈷（Co）等12 種元素的含量相對較低。隨機(jī)購買的10 種市售膠囊產(chǎn)品在加工過程經(jīng)過重金屬去除工藝后，金屬元素含量較低，均未超過國家限定，污染較小。

推測蜂膠原膠中重金屬含量超標(biāo)的原因有：一為蜂農(nóng)的粗放式經(jīng)營和儲存不當(dāng)，如用鐵紗網(wǎng)覆蓋蜂膠、用生銹的金屬制具刮取蜂膠等造成污染；二為隨著工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，膠源地背靠工廠，工業(yè)“三廢”造成土壤中重金屬本底值過高，加重蜂膠污染。因此直接食用網(wǎng)購重金屬元素超標(biāo)的原蜂膠會造成人體蓄積性危害，嚴(yán)重?fù)p害人體健康。同時不同產(chǎn)地蜂膠原膠中重金屬含量差異也可為進(jìn)一步辨別蜂膠原膠地理來源提供參考依據(jù)，巴西有研究將蜂膠作為金屬污染環(huán)境的指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)巴西巴拉那州的一些地區(qū)，A1、Ca 和Mg 的含量有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可以用來確定蜂膠的地理來源[10]。

目前，我國標(biāo)準(zhǔn)中只針對蜂膠中的Pb 含量作出限定，其他元素限量均未有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此收集不同產(chǎn)地蜂膠進(jìn)行金屬元素測定，了解不同產(chǎn)地蜂膠原膠的金屬元素污染情況，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而規(guī)范蜂膠的生產(chǎn)和加工是非常必要的。