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中药炮制辅料麦麸有害物质分析

2020-10-14张振凌陈晶晶黄亚森张江山

中成药 2020年9期
关键词:麦麸辅料残留量

孟 冉,张振凌,陈晶晶,黄亚森,张江山

(1.河南中医药大学,河南 郑州 450046;2.洛阳市中医院,河南 洛阳 471000;3.河南省特色炮制工程技术中心,河南 郑州 450046)

麸炒又称“麸皮炒”“麦麸炒”,是一种传统的中药炮制工艺[1-2]。麸炒中的辅料麦麸为禾本科植物小麦Triticum aestivumL.麦粒结构中的外种皮和糊粉层,在麦粒实际制粉工艺中,将提取胚芽和胚乳后的残留物统称为麸皮,约占小麦籽粒的22%~25%[3]。据统计,在小麦整个生长过程中,小麦对各类农药的需求量呈上升趋势[4]。由于生长环境,如土壤、水、大气和化肥农药的施用亦会导致其重金属污染。麦麸作为炮制辅料,在储存过程中,易出现发霉、虫蛀等变质现象,其农药残留量、重金属及有害元素含有量、霉菌总数超标,与中药饮片共制将影响炮制品质量,危害人体健康。因此,辅料麦麸的质量也是影响炮制品质量的重要因素。沈燕[5]、毛应明等[6]研究发现,至小麦成熟期,残留的乐果和毒死蜱主要分布在颖壳和籽粒的麸皮中。至小麦收获期,残留的多菌灵主要分布在叶片、颖壳和穗轴中。课题组对炮制辅料麦麸中毒死蜱、乐果、多菌灵的农药残留量、5 种常见重金属及有害元素铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、霉菌总数进行检测与分析,并制定其限量标准,控制辅料麦麸的质量,保证中药饮片的安全性和有效性,以期为辅料麦麸质量标准的制定提供参考。

1 材料

1.1 仪器 FW200 高速万能粉碎机(北京中兴伟业仪器有限公司);KQ-500DV 型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);BSA224S-CW 型天平(万分之一,赛多利斯科学仪器北京有限公司);BT25S 电子分析天平(十万分之一,德国赛多利斯公司);iCAPQc 电感耦合等离子体质谱(美国赛默飞世尔公司);EHD-40 赶酸仪、MARS 6 微波消解仪(美国培安科技有限公司);ZHPW-70 恒温振荡培养箱、HWS-250 型恒温恒湿培养箱(天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司);LDZX-75KBS 型立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);SW-CJ-1F 型单人双面净化工作台(上海苏净实业有限公司)。

1.2 材料 蒸馏水;超纯水;70%硝酸(北京化学试剂研究所);30%过氧化氢(优级纯,天津市致远化学试剂有限公司);0.9% 氯化钠生理盐水(抚州市鑫健源生物科技有限公司)。As(GBS 04 -1714 -2004)、Cu(GSB 04-1725 -2004)、Hg(GBS 04 -1729 -2004)、Pb(GBS 04-1742-2004)、Cd(GBS 04 -1721 -2004)、Au(GBS 04 -1734-2004)单元素标准溶液(1 000 μg/mL)(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。孟加拉红琼脂培养基(北京奥博星生物技术责任有限公司)。10 批不同产地麦麸样品信息见表1,经河南中医药大学药学院中药炮制教研室张振凌教授鉴定为禾本科植物小麦Tciticum aestivumL.的种子经磨面粉后的种皮。

表1 样品信息Tab.1 Information of samples

2 方法与结果

2.1 农药残留量测定 按照《GB/T5009.145 植物性食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药多种残留的测定》[7]气相色谱法测定毒死蜱、乐果残留量,《GB/T20770 粮谷中486 种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》[8]液相-质谱联用仪测定多菌灵残留量。由河南省农业科学院(第三方权威检测机构)进行样品检测,检测报告编号2017-2174 至2017-2183。农药残留量测定指标3项检测结果见表2。

2.2 重金属及有害元素含有量测定

2.2.1 分析条件 等离子体RF 功率1 550 W;载气体积流量0.8 L/min;雾化器体积流量1.122 9L/min;雾化室温度2.7 ℃;分析时间0.6 s;测量次数3次;扫描方式跳峰;测量模式低浓度使用标准(Standard,STD)模式,高浓度使用动能歧视(KineticEnergy Discrimination,KED)模式。

表2 中药炮制辅料麦麸3 种农药残留量测定结果(n=2,mg/kg)Tab.2 Determination results of residues of three pesticides in wheat bran(n=2,mg/kg)

2.2.2 溶液制备

2.2.2.1 标准溶液 取Pb、Cd、As、Cu 各单元素标准溶液适量,各置于100 mL 塑料瓶中,用2%硝酸定容至100 g,混匀,即得质量浓度为10 000 μg/L各元素标准品贮备液。取各元素标准贮备液适量,共置于100 mL 塑料瓶中,用2% 硝酸配制成各元素质量浓度均为100 μg/L 的混合标准品溶液。并依次稀释为各元素质量浓度均分别为100、50、10、5、1 μg/L 的系列混合标准品溶液。

2.2.2.2 Hg 单元素标准溶液 取单元素标准溶液Au 1 mL 和Hg 5 μL 于50 mL 量瓶中,用2%硝酸定容至50 g,混匀,即得质量浓度为100 μg/L 的Hg 标准溶液,然后用2% 硝酸依次稀释为2、1、0.5、0.1、0.05 μg/L 的标准系列溶液。

2.2.3 供试品溶液制备 精密称取样品粉末0.2 g,置聚四氟乙烯消解管中,加入6 mL 硝酸及2 mL 过氧化氢,放置过夜。将消解管放入赶酸仪中,120 ℃预消解15 min,冷却至室温。将消解管放入电热套中,置微波消解仪内,按消解程序进行,消解程序见表3,消解完毕后,将消解管从电热套中取出,将盖子打开,放入赶酸仪中120 ℃赶酸,至黄色烟雾散尽,冷却至室温。将消解液全部转移至100 mL 塑料量瓶中,用超纯水定容至刻度,摇匀,过0.22 μm 微孔滤膜,即得。同法制备空白溶液。

2.2.4 线性关系考察 取“2.2.2.1”项下混合标准溶液适量,在“2.2.1”项条件下测定,计算线性回归方程。同时测定8 份空白样品溶液,以其响应值的3 倍所对应的元素浓度作为检出限。结果见表4,可知各元素在各自范围内线性关系良好。

表3 微波消解仪工作条件Tab.3 Working parameters of microwave digestion

表4 各元素线性关系Tab.4 Linear relationships of various elements

2.2.5 重复性试验 精密称取6 份TL07 麦麸样品,每份0.2 g,按“2.2.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.2.1”项条件下进样,测得5 种元素含有量RSD 为1.38%~4.22%,表明该方法重复性良好。

2.2.6 精密度试验 取同一Pb、Cd、As、Cu 混合标准溶液及Hg 单元素标准溶液,在“2.2.1”项条件下进样6 次,测得5 种元素含有量RSD 为0.23%~3.56%,表明仪器精密度良好。

2.2.7 加样回收率试验 称取已知含有量的TL06麦麸样品0.1 g,分别加入其相同含有量的50%、100%、150%标准溶液,即分为高、中、低3 组样品,每组样品做3 组平行试验,按“2.2.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.2.1”项条件下进样,测得各元素的平均回收率为98.67%~100.67%,RSD 为3.34%~4.46%,结果见表5。

2.2.8 样品含有量测定 按“2.2.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.2.1”项条件下,依次对混合标准系列溶液、试剂空白和样品溶液分别进行测定,由ICP-MS 工作站软件分析数据,自动绘制出各元素的标准曲线,并计算出样品中各对应元素的含有量。结果见表6。

表5 各元素加样回收率试验结果(mg/kg,n=9)Tab.5 Results of recovery tests for various elements(mg/kg,n=9)

2.3 霉菌总数测定 无菌操作下,称取样品5 g,置灭菌的锥形瓶中,加入45 mL 灭菌氯化钠注射液,置于摇床中,以100 r/min 振摇30 min,即为1∶10 的稀释液。用移液枪吸取1∶10 稀释液1 mL,加入含有9 mL 灭菌氯化钠注射液的试管中,充分漩涡震荡,混和均匀,即为1∶100 的稀释液。按上述操作方法,作10 倍递增稀释液。分别吸取10、100、1 000倍的稀释液1 mL 加入各无菌平皿中,每个稀释度作2 个培养皿。同时分别吸取1 mL 灭菌氯化钠注射液加入2 个无菌平皿中作为空白对照。分别在培养皿中及时加入冷却至约45 ℃的RBC 培养基约15 mL,小心转动平皿,使其充分混匀,恒温培养箱中28 ℃培养。培养48 h后开始观察,每24 h 观察1 次,直至数据稳定。结果见表6。

表6 中药炮制辅料麦麸各元素含有量、霉菌总数测定结果(mg/kg,n=2)Tab.6 Determination results of various elements and total fungi in wheat bran(mg/kg,n=2)

3 辅料麦麸有害物质限量标准制定

3.1 农药残留量标准制定 麦麸作为食品被部分国家收载在其国家标准中,但也有国家或地区并未将麦麸收载在国家标准中,其国际化程度有待提高。由于麦麸是小麦的副产品,课题组以日本、韩国、美国及欧盟对小麦或麦麸中毒死蜱、乐果、多菌灵3 种农药残留限量标准为对比标准,各国对小麦或麦麸的上述3 种农药残留限量情况见表7。

毒死蜱对水稻、小麦、棉花、果树、蔬菜、茶树上多种咀嚼式和刺吸式口器害虫均具有较好防治效果。乐果对多种害虫特别是刺吸口器害虫,具有更高的毒效,杀虫范围广,能防治蚜虫、红蜘蛛、潜叶蝇、蓟马、果实蝇、叶蜂、飞虱、叶蝉、介壳虫。多菌灵对多种作物由真菌(如半知菌、多子囊菌)引起的病害有防治效果,可以有效防治由真菌引起的多种作物病害,在我国的使用范围广泛。三者均是常用农药。本实验10 批麦麸中,TL08 山东临沂麦麸被检出毒死蜱含有量为0.056 mg/kg,其余样品3 种农药残留均未被检出。由于我国不同地区自然条件、种植业结构及耕作制度差异较大,农药使用情况随地域分布,差异较大。根据我国农药使用情况,制定麦麸3 种农药残留量标准与GB2763—2016 《食品国家安全标准 食品中农药最大残留量》[13]“小麦”项下一致。建议毒死蜱残留量不得超过0.5 mg/kg,乐果残留量不得超过0.05 mg/kg,多菌灵残留量不得超过0.5 mg/kg。

表7 小麦或麦麸毒死蜱、乐果、多菌灵残留限量标准Tab.7 Limit standards for chlorpyrifos,dimethoate and carbendazim residues in wheat or wheat bran

3.2 重金属及有害元素限量标准制定 本实验重金属含有量测定结果显示,10 批麦麸中Pb、Cd、Hg、As、Cu 平均值分别为0.84、0.06、0.005、0.06、7.86 mg/kg。由于现行标准缺少对麦麸质量标准的规定,课题组整理相关标准对“谷物及其制品”“饲料原料”“粮食”等包含麦麸的品种,关于5 种有害元素的限量规定,作为参考。见表8。

表8 麦麸5 种重金属及有害元素相关标准Tab.8 Relevant standards for five heavy metals and hazardous elements in wheat bran

GB 13078—2017[14]规定Pb 含有量不得超过5 mg/kg,10 批麦麸Pb 含有量虽未超标,但样品之间含有量差异较大,Pb 含有量最小值为0.26 mg/kg,最大值为2.40 mg/kg,二者Pb 含有量几乎相差10 倍,可能与地域分布、土壤和水质环境及小麦种植情况有关。GB 2762—2017[15]规定Cd 含有量不超得过0.1 mg/kg,其中TL05 四川内江麦麸Cd 含有量超标。中药炮制辅料麦麸重金属含有量超标应引起足够重视,加强控制,以保证中药饮片的安全性及有效性。GB 2762—2017[15]规定Hg 含有量不得超过0.02 mg/kg,As 含有量不得超过0.5 mg/kg,10 批麦麸Hg、As 含有量均未超标。GB 15199—1994[16]规定 Cu 含有量不得超过10 mg/kg,10 批麦麸 Cu 含有量平均值为7.86 mg/kg,其中TL04 江苏盐城麦麸Cu 含有量为9.34 mg/kg,虽未超标,但已接近国标限量值,应加强控制。由于我国地域广阔,土壤及水质环境、小麦种植情况的差异,各产地麦麸重金属含有量差异较大。麦麸作为中药炮制辅料,应加强对重金属含有量的控制以保证临床用药安全有效。因此,建议制定中药炮制辅料麦麸中5 种重金属及有害元素限量与表8 参考国家标准一致。

3.3 霉菌总数限量标准制定 麦麸作为炮制辅料,在储存过程中,易出现发霉、虫蛀等变质现象。10批麦麸霉菌总数平均值1 277 个/g,最小值10 个/g,最大值9 600 个/g,样品之间差异较大。现行各省中药饮片炮制规范,仅2009 年版《陕西省中药饮片标准》[17]附录Ⅲ规定麦麸作为炮制辅料,其霉菌总数不得过40 000 个/g。10 批麦麸虽远未超出上述规定限量,实验结果提示亦应为麦麸提供适宜的储存条件,避免其发霉变质,进而保证临床用药安全。综上,建议制定霉菌总数限量标准,麦麸霉菌总数不得过20 000 个/g,该标准严于《陕西省中药饮片标准》[17],随着辅料麦麸使用的规范化,为保证中医临床用药的安全性及有效性,该限度标准在今后仍需提高。

4 讨论

麦麸作为一种重要的中药炮制辅料,目前尚无统一的质量标准。由于缺少炮制用辅料的质量标准体系的约束,全国中药饮片厂使用的炮制辅料既不受食品、农副产品等行业管理,也不受中药行业约束,应用较为混乱[18]。其质量好坏直接影响中药炮制品的品质,使用质量差的麦麸有时非但起不到减毒增效的作用,还会使中药炮制品的外观性状受到破坏,甚至造成重金属含有量、微生物限量和农药残留量超标,产生负面影响[19]。本实验针对小麦的生长特性及麦麸的储存条件,对麦麸中有害物质进行限度检查。10 批麦麸中除山东麦麸被检出毒死蜱残留量为0.056 mg/kg,其余样品的3 种农药残留均未检出。可能是由于上述3 种农药使用量不大,且小麦收获后经过一段时间的放置和加工,制成麦麸,农药有所降解。采用ICP-MS 测定了10批麦麸中5 种重金属及有害元素的含有量,该方法简便、快速、准确。其霉菌总数测定结果反映麦麸储存环境对其质量的影响,提示应严格控制其储存条件。同时,参照相关标准对辅料麦麸中有害物质做出了合理的限度规定。其中,3 种农药残留、5种重金属及有害元素限度标准均与现行相关标准持平,霉菌总数标准严于《陕西省中药饮片标准》。麦麸质量对中药炮制品质量的相关研究较少,仅邓旭坤等[20]探讨了麦麸粒径对麸炒山药外观性状的影响,吴慧等[21]探讨了不同麦麸对白术炮制品质量的影响,张琳等[22]研究了不同麦麸对枳壳不同炮制品质量的影响。本课题应进一步深入研究麦麸有害物质残留量对中药炮制品内在质量的影响,同时扩大样本量,收集全国大批次的麦麸样品,对其进行上述3 种有害物质的含有量测定,并进一步完善该限度标准,使其既能够在适宜程度内约束该标准执行者,又能够满足市场需求,有效地规范麦麸的使用。建议加强炮制辅料麦麸的源头控制,并提供适宜的储存条件,进一步完善其质量评价体系,控制辅料麦麸的质量,以保证中药饮片的安全性及有效性,实现合理科学的绿色炮制,以期为炮制辅料标准的制定提供参考。

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