張燕停，陸雨順，魏曉明，任利鵬，孫印石，霍曉慧※

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所，吉林 長春 130112；2.山東省威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 威海 264400）

西洋參（Panax quinquefolium L.）又名花旗參、美國參，是五加科人參屬多年生草本植物[1]。《本草備要》中記載“西洋參苦甘涼，味厚氣薄，補肺降火，生津液除煩倦，虛而有火者相宜”?，F(xiàn)代藥理學研究表明西洋參具有免疫調(diào)節(jié)[2]、抗抑郁[3]、抗腫瘤[4]、抗炎[5]、抗氧化[6]和降血脂[7]等多種藥理作用。其原產(chǎn)于北美洲加拿大的蒙特利爾、魁北克和美國東部，我國于1975 年引種西洋參成功，現(xiàn)已成為除加拿大、美國之外的第三大西洋參生產(chǎn)國[8]。在中國主要分布在東北地區(qū)和山東威海地區(qū)，其中山東省威海地區(qū)現(xiàn)已發(fā)展成我國西洋參生產(chǎn)集中度最高的產(chǎn)區(qū)，占到全國的45%以上，并且種植規(guī)模在逐年遞增。

中藥材中的農(nóng)藥及重金屬殘留問題時有發(fā)生，尤其在農(nóng)藥使用范圍和使用量不斷擴大的情況下，控制重金屬和農(nóng)藥殘留，保證人體安全、健康，已成為亟需解決的問題。重金屬對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等具有顯著的生物毒性[9,10]，長時間接觸還會導致身體、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)的退化，進而引發(fā)多發(fā)性硬化癥、帕金森及阿爾茨海默病等疾病[11-13]，特別是Cd 和As 是世界衛(wèi)生組織劃定的一級致癌物，具有較強的致畸、致癌和致突變作用，可以通過食物鏈在人體富集[14-16]。有機氯農(nóng)藥（Organo-chlorine pesticides,OCPs）在環(huán)境中不易降解，容易隨食物鏈富集，在人的心、肝、腎等組織中易蓄積，能夠致畸、致癌和致突變[17]以及引起神經(jīng)毒性和生殖毒性[18,19]等。五氯硝基苯（Quintozene，pentachloronitrobenzene,PCNB）和六氯苯（Hexachlorobenzene，HCB）是有機氯農(nóng)藥中檢出頻率與超標率較高的兩種，其中PCNB 是有機氯取代苯類殺菌劑，在農(nóng)業(yè)中使用較為廣泛，可造成肝臟損傷，且具有潛在的致癌性[20]；六氯苯為五氯硝基苯制備過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是一種持久性有機污染物，具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，能夠?qū)е律矬w內(nèi)內(nèi)分泌紊亂、生殖及免疫機能失調(diào)、發(fā)育紊亂以及癌癥等嚴重疾病[21,22]。然而，目前關于山東威海地區(qū)西洋參中重金屬、HCB和PCNB 的分析尚無報道。

本文以42 批采自山東威海地區(qū)的西洋參為原料，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）法和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS）法檢測其5 種重金屬元素以及2 種有機氯農(nóng)藥殘留量，為山東威海地區(qū)西洋參的質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料

1.1 材料與試劑

本研究于2019 年9 月在山東省威海市12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)23 個村共42 個采樣點取樣，研究區(qū)域覆蓋了山東省威海市主要的西洋參種植區(qū)域，占全省西洋參種植面積的90%以上。鮮西洋參經(jīng)吉林農(nóng)業(yè)大學中藥材學院李偉教授鑒定為4 年生五加科人參屬植物西洋參（Panax quinquefolium L.），于42 ℃恒溫鼓風干燥箱干燥，粉碎，過篩（60 目），備用，具體信息見表1。

表1 西洋參樣品及來源Table 1 American ginseng samples and sources

硝酸（北京化工廠分析純）；高氯酸（天津政成化學制品有限公司分析純）；超純水（電阻率≥18.0，實驗室自制）；As、Cd、Cu、Hg 和Pb 的多元素混合標準儲備液（購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；農(nóng)藥對照品六氯苯和五氯硝基苯（購于中國農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測所）。

1.2 儀器與設備

DHG-9123A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；XS205DU電子天平（瑞士Mettler Toledo 公司）；EX 125D ZH 電子天平（奧豪斯儀器有限公司）；Varian710-ES全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國Varian 公司）；Aglient 7890A/7000B 氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent 公司）；N-EVAP-24 氮吹儀（美國Organomation公司）；HH-4 型水浴鍋（國華電器）；Heraeus Megafuge 8R 型超高速冷凍離心機（賽默飛世爾科技有限公司）；WP-UP-WF-40 微量分析型超純水機（四川沃特爾水處理設備有限公司）；DTC-8超聲清洗機（湖北鼎泰恒勝超聲波清洗設備有限公司）。

2 方法

2.1 重金屬元素測定

2.1.1 ICP-OES 儀器參數(shù) RF 功率：1 200 W，穩(wěn)定時間：3 s，等離子體流速：15.0 L/min，輔助氣體流速：1.50 L/min，光路溫度：34.9 ℃，泵速：7 r/min。

2.1.2 對照品溶液的制備 準確量取一定體積的標準儲備液，分別以2%的硝酸定容，配制As、Cd、Cu、Hg和Pb 混合標準曲線質(zhì)量濃度為0g/L、5g/L、10g/L、20 g/L、50 g/L和100 g/L。內(nèi)標溶液選取一定體積的元素母液，用2%的硝酸將其稀釋成10 g/L，在選定的濃度范圍內(nèi)做標準曲線，并按信噪比S/N=3 計算檢出限（LOD），按S/N=10 計算定量限（LOQ），結果見表2。

表2 5 種元素的線性回歸方程、相關系數(shù)（2）、檢出限及定量限Table 2 Line are quations,correlation coefficient (2),LOD,and LOQ of 5 element

表2 5 種元素的線性回歸方程、相關系數(shù)（2）、檢出限及定量限Table 2 Line are quations,correlation coefficient (2),LOD,and LOQ of 5 element

2.1.3 供試品溶液的制備 準確稱取西洋參樣品粉末0.5 g，置于三角燒瓶中，加硝酸-高氯酸（4:1）混合溶液5 mL，混勻，瓶口加一小漏斗，浸泡過夜。置于電熱板上加熱消解，消解程序見表3，保持微沸，若變棕黑色，再加硝酸 髙氯酸（4:1）混合溶液適量，持續(xù)加熱至溶液澄清后升高溫度，繼續(xù)加至冒煙，直至白煙散盡，消解液無色透明或略帶色，放冷，轉(zhuǎn)入50 mL 容量瓶中，用2%硝酸溶液洗滌容器，洗液合并于容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，即得。同法同時制備試劑空白溶液。

表3 升溫消解程序Table 3 Heating digestion procedure

2.2 有機氯農(nóng)藥殘留測定

2.2.1 GC色譜條件 色譜柱：以5%苯基甲基聚硅氧烷為固定液的彈性石英毛細管柱（30 m 0.25 mm 0.25m）；載氣：高純氦氣（He）；載氣流量：1.0 mL/min；程序升溫：初始溫度60 ℃，保持0.3 min，以10 ℃/min速率升至230 ℃；進樣口溫度240 ℃；進樣量：1L，分流比為10:1。

2.2.2 質(zhì)譜條件 離子源：電子轟擊源（EI），離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)譜傳輸接口溫度250 ℃；溶劑延遲時間5 min；監(jiān)測模式為多反應監(jiān)測（MRM）。各化合物保留時間、監(jiān)測離子對、碰撞電壓（CE）與檢出限見表4。

表4 六氯苯、五氯硝基苯的保留時間、監(jiān)測離子對、碰撞電壓（CE）與檢出限Table 4 Retention time,monitoring ion pairs,CE,LOD for HCB and PCNB

2.2.3 對照品溶液的制備 精密稱取六氯苯和五氯硝基苯對照品各5.0 mg 置于50 mL 的容量瓶中，用甲醇定容，配制成100g/mL 的混合標準品溶液，0.22m 微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，即得，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2.4 供試品溶液的制備 精密稱取樣品3 g，置于50 mL具塞離心管中，加1%冰醋酸溶液15 mL，30 min后精密加入乙腈15 mL，超聲5 min，加入無水硫酸鎂與無水乙酸鈉的混合粉末（4:1）7.5g，超聲3min，于冰浴中冷卻10 min，4 000 r/min 離心5 min，取上清液9 mL，置已預先裝有凈化材料的分散固相萃取凈化管[無水硫酸鎂900 mg，N-丙基乙二胺（PSA）300 mg，十八烷基硅烷鍵合硅膠300mg，硅膠300mg，石墨化炭黑90mg]中，超聲5 min，離心，精密取上清5 mL，置氮吹儀上于40 ℃水浴濃縮至約0.4 mL，加乙腈定容至l mL，0.22m 微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，即得。

3 結果與分析

3.1 重金屬元素測定

3.1.1 精密度試驗 取5 種元素的混合對照品溶液連續(xù)測定6 次，計算RSD，結果顯示5 種元素的RSD為0.92%～4.13%。

3.1.2 重復性試驗 取6 份W1 樣品粉末，精密稱定，按2.1.2 項下方法制備供試品溶液，測定，Cu和Cd的RSD 分別為1.85%和1.30%。

3.1.3 穩(wěn)定性試驗 取W1 樣品溶液，按2.1.1 項下條件分別于0 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h 和24 h 測定，Cu 和Cd 的RSD 分別為1.64%和1.77%，表明重金屬殘留在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。

3.1.4 加樣回收率試驗 精密稱取6 份W1 樣品粉末，分別加入適量對照品溶液進行加樣回收率試驗，按

2.1.2 項下方法制備供試品溶液，按所建立的方法進行測定，結果顯示Cu 和Cd 的RSD 分別為1.57%和1.38%。

3.1.5 樣品測定 按照2.1.2 項下方法制備供試品溶液，測定樣品，分析和計算42 批西洋參中5 種重金屬元素的質(zhì)量分數(shù)。結果如表5 所示。

表5 42 批西洋參中5 種重金屬元素測定結果Table 5 The results of 5 heavy metal elements in 42 batches of American ginseng

由表5 可知，42 個樣品中Pb 和Hg 均未檢出，部分樣品中檢出As 和Cd，所有樣品中Cu 均有檢出。Cu 的含量范圍為2.17～18.34 mg/kg；As 僅在S29、S30、S31、S35、S36、S38、S39 和S42 樣品中有檢出，含量范圍為0.03～1.45 mg/kg；Cd 在除S15、S16、S17、S18、S20、S21、S23、S24、S27 和S33 外31 個樣品中有檢出，含量范圍為0.02～0.53 mg/kg。2020 年版《中國藥典》關于西洋參中重金屬元素含量限度要求為Pb≤5 mg/kg、Cd≤1 mg/kg、As≤2 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg和Cu≤20 mg/kg。本次測定的42 批樣品中Pb、Hg 未檢出，Cd≤0.53 mg/kg，As≤1.45 mg/kg，Cu≤18.34 mg/kg，均低于其限量要求。

中藥材中的重金屬殘留來源于灌溉水、土壤或者富含重金屬的農(nóng)藥化肥等[23]，土壤是農(nóng)作物有機物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的主要來源，2014 年發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》[24]顯示，我國16.1%的土壤受到重金屬污染，土壤受到重金屬的污染加劇了中藥材中的重金屬殘留。本次測定的42 個采樣點的重金屬含量雖均未超出2020 年版《中國藥典》的限度要求，但Cd、As、Cu 均有檢出，尤其作為一級致癌物的Cd、As 最大含量達到了0.53 mg/kg 和1.45 mg/kg，后續(xù)尚需加強管理，降低西洋參中的重金屬殘留，提高安全性。

3.2 有機氯農(nóng)藥殘留測定

3.2.1 線性關系考察 取2.2.3 項下混合對照品溶液，然后逐級稀釋混合對照品溶液，在2.2.1 和2.2.2 項下條件下測定，以對照品的峰面積（y）對相應的質(zhì)量濃度（x）進行線性回歸，得回歸方程，結果見表6。

表6 六氯苯、五氯硝基苯的線性回歸方程、相關系數(shù)2、線性范圍Table 6 Linear equations,correlation coefficient (2),linear range of HCB and PCNB

表6 六氯苯、五氯硝基苯的線性回歸方程、相關系數(shù)2、線性范圍Table 6 Linear equations,correlation coefficient (2),linear range of HCB and PCNB

3.2.3 重復性試驗 取W1 樣品6 份，精密稱定，按

2.2.4 項下方法制備供試品溶液，HCB和PCNB的RSD分別為1.85%和1.70%。

3.2.4 穩(wěn)定性試驗 取W1 樣品溶液，分別于0h，2 h，4 h，6 h，8 h，10 h，12 h和24 h進樣測定，HCB和PCNB的RSD 分別為1.45%和1.64%，結果表明農(nóng)藥殘留在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。

3.2.5 加樣回收率試驗 精密稱取6 份W1 樣品粉末，分別加入適量對照品溶液進行加樣回收率試驗，按

2.2.4 項下方法制備供試品溶液，按所建立的方法進行測定，HCB 和PCNB 的回收率為97.34%和99.25%，RSD 為1.05%和2.03%。

3.2.6 樣品測定 取西洋參樣品，按2.2.4 項下方法制備供試品溶液，按2.2.1 和2.2.2 項下條件進行測定。分析和計算不同地區(qū)不同部位西洋參中HCB 和PCNB 殘留的質(zhì)量分數(shù)，結果見表7。

表7 42 批西洋參中有機氯測定結果Table 7 The results of organic chlorine assays in 42 batches of American ginseng

HCB 和PCNB 在42 個樣品中均有檢出，檢出率為100%，含量范圍分別為0.003 6～0.026 3 mg/kg 和0.012 1～0.290 0 mg/kg。2020 年版《中國藥典》中西洋參有機氯含量限度的要求為：HCB≤0.1 mg/kg、PCNB≤0.1 mg/kg。42 批樣品中HCB≤0.026 3 mg/kg；W29樣品的PCNB 含量為（0.096 7±0.060 7）mg/kg，W31樣品五氯硝基苯含量為（0.290 0 ± 0.094 2）mg/kg，其余樣品PCNB≤0.012 1 mg/kg。除W29 和W31 樣品外，其余40個樣品的有機氯殘留均遠低于其限量要求。

農(nóng)藥及重金屬在西洋參中殘留，可能會帶來安全隱患，影響西洋參品質(zhì)及其使用安全性，甚至可能通過食物鏈富集在人體，也可能會對水文系統(tǒng)產(chǎn)生污染，從而影響全球生態(tài)系統(tǒng)及生命系統(tǒng)[25]。本次測定的42批西洋參樣品中有機氯農(nóng)藥殘留超標率為4.76%，均為五氯硝基苯超標。目前中藥材中五氯硝基苯的超標時有發(fā)生，如王瑩等[26]測定了80 批次人參樣品，29 批次的五氯硝基苯含量超出2015 年版《中國藥典》規(guī)定的限值，超標率為36%；曾鴻超等[27]對三七中五氯硝基苯殘留現(xiàn)狀調(diào)查，發(fā)現(xiàn)三七中五氯硝基苯超出GB/T19086-2008《地理標志產(chǎn)品文山三七》規(guī)定的五氯硝基苯含量要求，超標率為32.5%；Li等[28]對20 批三七中74 種有機氯含量進行測定，其中8 批次三七中五氯硝基苯含量超過歐盟規(guī)定的0.05 mg/kg 限值，以及2015 年版《中國藥典》和WM-T2-2004《對外貿(mào)易和經(jīng)濟藥用植物及制劑綠色標準》規(guī)定的0.1 mg/kg限值，超標率為40%。由此說明，五氯硝基苯的殘留超標普遍存在于中藥材中，需要引起重視。

4 結論

本研究通過對山東省威海地區(qū)12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)22 個村共42 批西洋參中5 種重金屬元素及HCB、PCNB有機氯殘留進行測定分析，為山東西洋參的質(zhì)量評價提供參考數(shù)據(jù)，為西洋參中重金屬、農(nóng)藥殘留的安全性評價和監(jiān)管及相應措施的實施提供科學依據(jù)。