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人参中3种农药残留分布规律及短期膳食风险评估

来源：花匠小妙招时间：2024-11-23 17:41

人参Panax ginseng C. A. Mey为五加科多年生草本植物，是东亚国家重要的传统药材，主要分布于中国东北、朝鲜半岛和俄罗斯远东地区，是全球药材贸易额最大的品种之一[1-4]。作为世界上历史最悠久、规模最大的人参生产国，我国人参的年产量和出口量已分别占到全球的78%和65%以上[5]。由于种植人参所带来的巨大收益，参农为保证产量存在过度或违规使用化学农药、进而导致农药残留超标等问题，并且由于人参栽培周期长，一般情况下园参栽培期为4~6年，林下参栽培期甚至超过15年，较长的栽培周期加上农药的广泛使用，也会造成人参中农药残留问题，导致人参产品质量下降。

农药残留直接限制了人参产品的出口贸易，已经成为我国人参走向国际市场的主要限制因素。五氯硝基苯 (pentachloronitrobenzene，PCNB)、六氯苯 (hexachlorobenzene，HCB) 及毒死蜱 (chlorpyrifos，CPF) 是人参中常见的3种残留农药，其分子结构见图式1。其中，五氯硝基苯属有机氯类保护性杀菌剂，主要用于土壤消毒[6]，其易在作物中积累，且可造成人体肝脏损伤，是一种潜在的致癌物质，美国环保署 (EPA) 已将其列入毒性 Ⅲ 类化学品[7]；六氯苯作为农用杀菌剂主要用于防治麦类黑穗病[8]；毒死蜱则属于有机磷类杀虫剂，高效广谱，难溶于水，在空气中稳定，对紫外线不敏感[9]。从2016年末开始，我国已禁止毒死蜱在蔬菜上使用，2019年欧洲食品安全管理局 (EFSA) 确认了毒死蜱可能引起遗传毒性和发育性神经毒性[10]。目前上述3种农药虽然均未在在我国人参上获得正式登记，但由于其在土传病害预防中的重要作用，以及应用范围的扩大和用量的增多，有关其毒性、环境污染、残留等问题已日渐突出。

图式 1 供试3种农药结构式

Scheme 1. Molecular structural formula of three pesticides

气相色谱-质谱联用 (GC-MS) 技术兼具气相色谱的高灵敏度和质谱准确定性的特点[11]，是农药残留检测中最常用的技术手段。鉴于人参已成为药食同源性农产品，今后人们对其的利用将更加广泛，因此，开展人参中农药残留的研究和检测十分必要。目前国内外相关研究主要集中在基于药典中的农药残留限量 (MRL) ，针对人参样品中农药残留超标情况进行整根粉碎检测[12-13]，还鲜有针对农药残留在不同年份人参各部位中分布规律的研究。此外，可一次性同时准确、快速检测多种农药残留的技术也是目前研究的热点。因此，本研究通过建立测定人参中五氯硝基苯、六氯苯及毒死蜱残留的GC-MS方法，比较了黑龙江省鸡东市和虎林市人参种植基地所产不同年份干人参须根、主根和芦头中3种农药的残留量，进而探讨了农药在人参各部位中的分布规律，同时对其短期膳食暴露风险进行了评估，以期为人参种植中农药的科学合理使用及其安全入药提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

于2022年在黑龙江省鸡东市和虎林市人参产区共采集72份样品。其中，鸡东市27份，采集自该市3个人参种植基地的2、3、4年参；虎林市45份，采集自该市3个人参种植基地的2、3、4、5、6年参。样品经哈尔滨商业大学药学院曲中原教授鉴定为五加科植物人参 Panax ginseng C. A. Mey 的干燥根。

1.2 主要仪器与试剂

7890B-5977B气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS，美国安捷伦科技有限公司)；PL602-L电子天平 (0.01 g，梅特勒-托利多上海有限公司)；FD-550冷冻干燥机 (真空压133 Pa，温度35 ℃，东京理化器械株式会社)。

五氯硝基苯 (pentachloronitrobenzene)、六氯苯 (hexachlorobenzene) 及毒死蜱 (chlorpyrifos) 标准品 (纯度≥99%，上海安谱实验科技股份有限公司)；内标物氘代倍硫磷 (fenthion-d6，纯度≥99%，上海安谱实验科技股份有限公司)；试剂正己烷为色谱纯，乙腈和丙酮为分析纯。

1.3 混合标准储备液配制

分别准确称取五氯硝基苯、六氯苯和毒死蜱标准品，用正己烷溶解并定容至10 mL容量瓶中，配制成3种农药质量浓度均为0.1 mg/mL的混合标准储备液。

1.4 样品前处理方法

将不同产地、不同年份人参的主根、须根及芦头分开，分别做好标记。将主根切成5 mm厚小片、须根及芦头简单剪切后，放入冷冻干燥机于133 Pa真空压、35 ℃下干燥48 h；将干燥完成的人参主根、须根及芦头分别粉碎。取过3号筛 (孔径0.28 mm) 后的人参各部位粉末样品2 g (精确至0.0001 g)，置于50 mL聚苯乙烯具塞离心管中，加入1%冰醋酸溶液10 mL，于3000 r/min下涡旋混合使样品充分浸润，静置30 min；加入15 mL乙腈，继续涡旋混匀2 min，剧烈振荡5 min；加入QuEChERS提取包 (4 g硫酸镁，1 g氯化钠，1 g 柠檬酸钠，0.5 g柠檬酸氢二钠倍半水合物)，立即摇匀并剧烈振荡5 min；于8000 r/min下高速冷冻离心5 min，取上清液5 mL，待净化。

取上述样品提取液5 mL，置于装有150 mg PSA和900 mg无水硫酸镁的净化管中，于3000 r/min下涡旋混合3 min；剧烈振荡5 min，于8000 r/min下离心5 min；取上清液1 mL，置于氮吹仪上40 ℃下吹干，用丙酮溶解并定容至1 mL，涡旋混匀，过0.22 μm滤膜；取净化后的供试样品溶液1 µL，待GC-MS测定。以氘代倍硫磷为内标物，按内标标准曲线法计算供试不同部位人参样品中3种农药的残留量。

1.5 仪器检测条件及方法 1.5.1 仪器条件

VF-5MS色谱柱 (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm)；进样量1 μL；载气为高纯He (纯度≥99.999%)，流速1.5 mL/min；MRM检测模式；进样口温度250 ℃；GC-MS接口温度250 ℃；离子源温度250 ℃；EI电离方式。程序升温：60 ℃保持1 min；以10 ℃/min升至160 ℃，再以2 ℃/min升至230 ℃，保持10 min；以15 ℃/min升至300 ℃，保持6 min。

1.5.2 标准曲线建立

取3种农药混合标准储备液，用正己烷分别稀释成0.01、0.02、0.05、0.1、0.15及0.2 mg/L的系列梯度质量浓度混合标准工作溶液，在1.5.1节仪器条件下进样测定。以氘代倍硫磷为内标物，采用内标法定量，分别以3种农药与氘代倍硫磷的质量浓度比为横坐标，对应的峰面积比为纵坐标，绘制标准曲线，计算线性方程和相关系数。

1.5.3 精密度测定

取处理好的不同部位人参样品混合溶液1 μL，按1.5.1节条件进行检测，连续进样6次，记录峰面积，计算相对标准偏差 (RSD)。

1.5.4 稳定性测定

取不同部位人参样品混合溶液1 μL，按1.5.1节的条件，于0 、2 、4 、8 、12 及24 h各进样测定1次，共计6次，记录峰面积，计算RSD。

1.5.5 添加回收试验

在空白人参混合样品中分别加入3种农药的混合标准工作溶液，添加水平为0.01、0.05和0.2 mg/kg，每个样品重复6次，计算添加回收率及RSD。

1.5.6 基质效应考察

基质效应 (matrix effect，ME) 会影响农药残留检测的准确性，因此本研究对基质效应进行了评估。按照1.4节的前处理方法制得不同部位人参空白样品基质混合溶液，并用空白基质混合溶液分别稀释3种农药混合标准储备液，配制得到0.01、0.02、0.05、0.1、0.15及0.2 mg/L的系列基质匹配标准工作溶液，按1.5.1节的条件进样测定，绘制基质匹配标准曲线。与1.5.2节的溶剂标准曲线相比，按照公式 (1) 计算基质效应 (ME，%)。

$$ mathrm{ME} / {text{%}} = left(frac{K_2}{K_1}-1right) times 100 $$ (1)

式中，$ {K}_{1} $ 为溶剂标准曲线的斜率；$ {K}_{2} $ 为基质匹配标准曲线的斜率。

1.6 短期膳食风险评估方法

通过查阅相关文献，按公式 (2) 和公式 (3) [14-15]计算人参中农药的短期膳食风险商 (RQST，%)。

$$ mathrm{NESTI} = frac{mathrm{HR} times mathrm{LP} times v}{mathrm{bw}} $$ (2) $$ text {RQST} / {text{%}} = frac{text { NESTI }}{text { ARfD }} times 100 $$ (3)

式中，NESTI为农药的国家估算短期膳食摄入量，单位mg/kg bw • d；HR为农药在人参中检出的最高残留量，单位mg/kg；LP为可涵盖97.5%人群的人参日最大食用量，2020年版《中国药典》中规定人参的用量为3~9 g[16]，根据风险最大化原则[17]，取0.009 kg计算；υ为变异因子，按照FAO/WHO农药残留专家联席会议 (JMPR) 推荐，取值3[18]；bw为我国的人均体重，参照表1我国不同人群的统计数据；ARfD表示急性参考剂量，单位mg/kg bw。RQST值越高，表明短期膳食暴露风险越大；当RQST>100%时，表示其短期膳食摄入对人体健康存在不可接受的风险；RQST≤100%时，表示其短期膳食暴露风险在可以接受的范围内。

表 1 我国不同人群体重[19-20]

Table 1. Body weight of different population groups in China[19-20]

不同年龄人群Different groups/age性别Gender平均体重Average body weight/kg 13~19 M 56.4 F 49.5 20~50 M 63.0 F 55.4 51~65 M 64.9 F 59.0 >65 M 59.5 F 52.0注 (Note)：M，男性 (male)；F，女性 (female)。

2 结果与分析

2.1 方法的有效性评价

五氯硝基苯的回归方程为y = 0.6799x − 0.0253，r2 = 0.9965；六氯苯的回归方程为y = 0.5894x −0.0427，r2 = 0.9991；毒死蜱的回归方程为y = 0.6299x − 0.0386，r2 = 0.9976。表明五氯硝基苯、六氯苯和毒死蜱3种农药在试验质量浓度范围内线性关系良好。精密度试验中，五氯硝基苯、六氯苯和毒死蜱的RSD分别为8.7%、8.4%和8.1%，均小于15%，说明仪器精密度良好；稳定性试验中，3种农药的RSD分别为10.3%、1.6%和11.3%，也均小于15%，说明供试农药标准溶液在24 h内稳定性良好。

添加回收试验结果见表2。平均回收率范围在61%~104%之间，RSD均小于15%，说明本方法具有良好的准确度。人参中3种农药的基质效应在 –50% ~ –20%之间 (表3)，表明存在中等程度的基质抑制效应，为保证检测结果的准确性，降低基质效应对结果的影响，在实际样品检测中应采用基质匹配标准溶液进行定量。

表 2 不同添加水平下3种农药在人参样品中的平均回收率及相对标准偏差

Table 2. Average recoveries and relative standard deviations of three pesticides at different spiked levels in ginseng samples

农药Pesticide添加水平Spiked
level/(mg/kg)平均回收率Average
recovery/%相对标准
偏差RSD/% 五氯硝基苯pentachloronitrobenzene0.017113.00.05676.40.2616.4六氯苯hexachlorobenzene0.01969.60.05648.00.2666.7毒死蜱chlorpyrifos0.011043.30.05656.90.2855.8

表 3 供试3种农药标准品在人参基质溶液中的线性方程和基质效应

Table 3. Linear equations and matrix effects of three pesticides in ginseng matrix

农药Pesticide基质标准曲线方程Matrix linear equation基质效应ME/% 五氯硝基苯pentachloronitrobenzene y = 0.3475x − 0.0865 −49 六氯苯hexachlorobenzene y = 0.4182x − 0.0903 −29 毒死蜱chlorpyrifos y = 0.5038x − 0.1237 −20 2.2 人参各部位中的农药残留分布

黑龙江省鸡东市和虎林市人参样品中3种农药的检出率、人参各部位中检出农药的残留量范围及残留中位值见表4。从中可看出：所测72份人参样品中，3种农药的检出率范围在59%~84%之间，其中六氯苯的检出率相对较高，为84%；3种农药在人参不同部位中的残留量范围在0.005~0.150 mg/kg之间，其中六氯苯在芦头中的残留量相对较高，为0.150 mg/kg；采自虎林市的人参中3种农药的残留量相对较高，这与当地土壤中农药残留及参农用药习惯有关。3种农药的残留量均随着人参种植年份的增加呈递增趋势，且相同年份人参样品各部位中的农药残留量分布趋势为芦头>主根>须根。2020年版《中国药典》[16]规定人参中五氯硝基苯和六氯苯的MRL值为0.1 mg/kg，由表4中结果可见，虎林市5年参芦头 (2份)、6年参芦头 (4份) 和6年参主根 (2份) 中六氯苯的残留量超过了该限量标准，超标率分别为2.8%、5.6%和2.8%；其余人参样品中农药的残留量则均在规定范围内。

表 4 不同年份人参不同部位中3种农药的残留量

Table 4. Residues of three pesticides in different parts of ginseng of different planting years

产地Origin农药Pesticide检出数/检出率Detected numbers/ detected rate参龄Year of ginseng芦头 Root-heads主根 Taproots须根 Fibrous 残留范围Range/(mg/kg)残留中位值Median/(mg/kg)残留范围Range/(mg/kg)残留中位值Median/(mg/kg)残留范围Range/(mg/kg)残留中位值Median/(mg/kg) 鸡东市Jidong city 五氯硝基苯pentachloronitrobenzene 21/78% 2 年参Two years 0.015~0.031 0.021 0.005~0.020 0.014 0.019~0.029 0.026 3 年参Three yesrs 0.018~0.028 0.022 0.015~0.026 0.021 0.015~0.023 0.017 4 年参Four years 0.029~0.039 0.036 0.024~0.033 0.030 0.018~0.027 0.022 六氯苯hexachlorobenzene 18/67% 2 年参Two years 0.060~0.073 0.069 0.058~0.071 0.069 0.059~0.070 0.068 3 年参Three yesrs 0.063~0.076 0.069 0.060~0.073 0.069 0.057~0.072 0.068 4 年参Four years 0.064~0.079 0.068 0.062~0.075 0.070 0.059~0.075 0.069 毒死蜱chlorpyrifos 16/59% 2 年参Two years 0.025~0.033 0.029 0.021~0.030 0.025 0.023~0.029 0.026 3 年参Three yesrs 0.034~0.039 0.037 0.030~0.035 0.032 0.025~0.033 0.029 4 年参Four years 0.040~0.049 0.046 0.038~0.046 0.042 0.038~0.041 0.040 虎林市Hulin city 五氯硝基苯pentachloronitrobenzene 32/71% 2 年参Two years 0.021~0.030 0.026 0.018~0.025 0.021 0.018~0.022 0.020 3 年参Three yesrs 0.026~0.033 0.030 0.020~0.029 0.025 0.019~0.029 0.025 4 年参Four years 0.032~0.044 0.039 0.033~0.040 0.037 0.025~0.036 0.031 5 年参Five years 0.042~0.051 0.045 0.035~0.047 0.040 0.030~0.046 0.039 6 年参Six years 0.054~0.062 0.060 0.046~0.060 0.054 0.045~0.057 0.048 六氯苯hexachlorobenzene 38/84% 2 年参Two years 0.065~0.072 0.069 0.063~0.070 0.068 0.059~0.070 0.068 3 年参Three yesrs 0.069~0.077 0.074 0.066~0.075 0.070 0.062~0.071 0.068 4 年参Four years 0.082~0.093 0.087 0.071~0.083 0.077 0.064~0.080 0.072 5 年参Five years 0.093~0.110 0.099 0.080~0.092 0.084 0.077~0.089 0.081 6 年参Six years 0.095~0.150 0.12 0.090~0.13 0.100 0.082~0.097 0.089 毒死蜱chlorpyrifos 28/62% 2 年参Two years 0.023~0.032 0.029 0.021~0.030 0.026 0.021~0.029 0.025 3 年参Three yesrs 0.028~0.032 0.030 0.020~0.031 0.025 0.018~0.027 0.024 4 年参Four years 0.037~0.049 0.046 0.039~0.045 0.042 0.031~0.042 0.036 5 年参Five years 0.048~0.059 0.053 0.040~0.056 0.047 0.037~0.050 0.044 6 年参Six years 0.064~0.073 0.069 0.060~0.069 0.063 0.055~0.066 0.060 2.3 短期膳食风险评估结果

经查阅JMPR数据库[21-22]，得到毒死蜱的ARfD值为0.1，而五氯硝基苯和六氯苯尚没有可用的ARfD数据，故不对其进行短期膳食暴露风险评估。鸡东市和虎林市人参中毒死蜱残留量对不同人群的短期膳食暴露风险评估结果见表5。从中可看出，毒死蜱在人参上施用后，各年份人参的短期膳食风险商 (RQST) 均低于100%。其中，虽然虎林市6年参样品中毒死蜱的残留量相对最高 (HR值为0.073 mg/kg)，LP数据按0.009 kg计，计算得毒死蜱的RQST值也仅为0.036%，远低于100%，说明该产区人参中毒死蜱残留量对消费者的短期膳食风险也很低，不会产生不可接受的风险。本研究仅对人参中毒死蜱残留的短期膳食风险进行了初步评价，后续还需待人参膳食消费数据确定后，进一步结合毒死蜱在人体内的代谢行为等研究数据进行综合、完善的膳食风险评估[23]。此外，随着人参参龄增加，同种农药残留的膳食风险总体呈递增趋势，说明由于参龄增加，人参中的农药残留量不断累积，导致其膳食暴露风险逐渐增高，但整体仍在可接受范围内。

表 5 黑龙江省鸡东市和虎林市人参中毒死蜱残留对不同人群的短期膳食暴露风险

Table 5. Short-term risk index of chlorpyrifos in ginseng to different populations in Jidong and Hulin city

产地Origin参龄Year of ginseng对不同人群的短期膳食暴露风险RQST of different groups (age)/% 13~19 20~50 51~65 >65 MF MF MF MF 鸡东市Jidong city 2 年参 Two years 0.014 0.016 0.012 0.014 0.012 0.013 0.013 0.015 3 年参 Three yesrs 0.016 0.018 0.014 0.016 0.014 0.015 0.015 0.017 4 年参 Four years 0.020 0.022 0.018 0.020 0.017 0.019 0.019 0.021 虎林市Hulin city 2 年参 Two years 0.014 0.016 0.012 0.014 0.012 0.013 0.013 0.015 3 年参 Three yesrs 0.013 0.015 0.012 0.013 0.011 0.012 0.012 0.014 4 年参 Four years 0.020 0.023 0.018 0.020 0.017 0.019 0.019 0.022 5 年参 Five years 0.024 0.027 0.021 0.024 0.021 0.023 0.023 0.026 6 年参 Six years 0.032 0.036 0.028 0.032 0.027 0.030 0.030 0.034注 (Note)：M，男性 (male)；F，女性 (female)。

3 结论与讨论

人参作为药食同源的农产品，由于栽培周期长，为了防治有害生物，常需多次及使用多种农药。目前欧盟、日本和韩国已制定了人参中多数农药的残留限量标准，2020年版《中国药典》中规定五氯硝基苯和六氯苯在人参中的MRL值为0.1 mg/kg，但《中国药典》和GB 2763―2021《食品中农药最大残留限量》中均尚未规定毒死蜱在人参中的MRL标准。

本研究表明，五氯硝基苯、六氯苯和毒死蜱在黑龙江省鸡东市和虎林市干人参中的残留量均随着种植年份的增加而升高，3种农药在人参各部位的残留量分布为芦头>主根>须根。2005年版《中国药典》[24]已开始将人参芦头收载为人参的药用部位，且研究证明，芦头与主根具有相同的药用效果[3]，但芦头中残留的农药较多，应引起人们的重视。

在检测的所有干人参样品中，五氯硝基苯检出率为74%，残留量在0.005~0.062 mg/kg之间；六氯苯检出率为78%，残留量在0.057~0.150 mg/kg之间；毒死蜱检出率为61%，残留量在0.018~0.073 mg/kg之间。其中，仅虎林市5、6年参芦头及6年参主根中六氯苯的残留量超过了相应的MRL标准，超标率分别为2.8%、5.6%和2.8%。目前在我国，五氯硝基苯、六氯苯和毒死蜱均尚未在人参上登记使用，所检出的农药残留来源有可能是土壤残留、参农违规使用以及临近地块漂移，因此建议相关部门应加强监督管理，培训引导参农在人参栽培过程中严格遵守农药合理使用规定，同时加快推进中药材上的用药登记，制订、完善相关的残留限量标准。

有关中药材中农药残留的安全性评价不同于常规的膳食暴露风险评估，目前还没有确切的评价标准，建议应尽快制定适用于中药服用特点的农药残留膳食风险评估指南，结合2020版《中国药典》四部收录的“9302 中药有害残留物限量制定指导原则”[16]，建立能够反映我国人群中药消费特点的暴露评估参数，包括中药使用频率、使用量、使用方式等，以便科学、准确地评价中药中农药的残留风险。本研究对黑龙江省人参中毒死蜱残留的膳食风险进行了初步评估，其短期膳食暴露风险商 (RQST) 为0.011%~0.036%，远低于可能造成健康危害的水平 (100%)，但是所采用的膳食量数据是《中国药典》中推荐的中药用量，人参在作为药食同源性农产品后，其农药残留暴露量将会大大增加，因此建议应尽快建立健全的膳食结构数据库，待人参膳食消费数据确定后，才能进行更准确的膳食风险评估。