在使用电感耦合等离子体-光学发射光谱法进行分析之前,通过微波辅助消化法确定商业化红毛茶样品中的必需元素和非必需元素:人体健康风险评估
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时间:2025年11月27日
来源:Food Chemistry Advances CS1.9
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该研究针对南非罗本茶产品中金属元素含量及健康风险展开评估,采用微波辅助消化-电感耦合等离子体质谱法(MAD-ICP-OES)分析铝、钡、镉等13种元素。结果显示,所有样本的日均摄入量(EDI)和靶标危害商值(THQ)均低于安全阈值,总危害指数(HI)和致癌风险(CR)亦在可接受范围内,表明当前罗本茶产品对健康风险较低。但部分元素如铅、镉含量存在区域差异,需加强全产业链监测。研究优化了P2法(9 mL 5M H?O? + 1 mL 70% HNO?),其检出限低至0.00169 μg/g,且重复性良好(%RSD <5%)。研究建议建立区域性茶产品重金属标准,并关注茶汤浸出率对实际摄入量的影响。
### 罗伊布茶中重金属含量及健康风险评估研究解读
#### 研究背景与意义
罗伊布茶(Aspalathus linearis)作为南非特色饮品,因其天然成分和健康属性备受全球消费者青睐。然而,茶叶在生长、加工及储存过程中可能富集环境中的重金属,如铝、铅、镉等,长期摄入可能引发慢性健康问题。本研究聚焦于南非罗德普ort地区市售罗伊布茶产品的重金属含量,通过优化微波辅助消解技术(MAD)结合电感耦合等离子体-光学发射光谱(ICP-OES)分析,评估潜在健康风险,为制定茶叶安全标准提供依据。
#### 研究方法与技术创新
1. **微波辅助消解技术优化**
研究开发了四种微波消解方法(P1-P4),比较其提取效率。最终确定方法P2(9 mL 5M过氧化氢+1 mL 70%硝酸)为最优方案,原因包括:
- **高提取效率**:P2对目标金属的提取量显著高于其他方法,如锌含量提升至194.9 μg/g(表1)。
- **低环境负担**:相比传统湿法消解(P4),P2硝酸用量减少60%,且消解时间缩短至20分钟。
- **高精密度**:各元素相对标准偏差(%RSD)均低于5%,优于其他文献报道方法。
2. **分析方法验证**
通过标准物质(SRM 3245)验证,方法P2的检测限(MLOD)低至0.00169 μg/g,定量限(MLOQ)在0.0562-1.730 μg/g范围内,满足痕量金属分析需求。实验显示该方法与ICP-OES联用,线性相关系数(R2)均高于0.998,准确性达94.66%。
#### 关键研究发现
1. **重金属含量特征**
对10个品牌罗伊布茶样本分析显示:
- **必需元素**:铁(Fe)含量最高(86.25-194.0 μg/g),锌(Zn)次之(28.96-321.7 μg/g),均符合人体每日需求(如Fe每日推荐摄入量为8-18 mg)。
- **非必需有毒元素**:
- **铅(Pb)**:0.978-2.978 μg/g,低于WHO饮用水标准(10 μg/L)。
- **镉(Cd)**:0.096-4.632 μg/g,部分样本(如GFR)接近印度标准(5 μg/kg)上限。
- **钡(Ba)**:1.982-21.42 μg/g,其中GLR品牌达21.42 μg/g,接近中国茶叶重金属限量标准(20 μg/kg)。
2. **健康风险评估**
基于美国环保署(EPA)和南非国家标准(SANS:241):
- **非致癌风险**:总风险指数(HI)均低于1,表明单次摄入风险可控。其中,铅(Pb)和镉(Cd)的个体风险值(THQ)分别为0.0052-0.0143和0.001-0.004,远低于EPA设定的10??安全阈值。
- **致癌风险**:总致癌风险(CCR)为1.2×10??至4.5×10??,低于国际癌症研究机构(IARC)的10??年风险上限。值得注意的是,部分样本(如TTR)的锑(Sb)含量达20.97 μg/g,虽低于饮用水标准(20 μg/L),但长期累积需警惕。
3. **污染来源分析**
研究指出重金属污染可能源于:
- **土壤与水源**:南非部分地区土壤铅含量超标(如FRR样本来自铅污染区),灌溉用水重金属浓度影响茶叶积累。
- **加工设备**:传统工艺中金属器械接触可能引入铝(Al)和钡(Ba)。
- **大气沉降**:工业排放和交通污染导致镉(Cd)和铅(Pb)通过气溶胶沉积于茶叶表面。
#### 行业建议与政策启示
1. **工艺改进**
建议推广微波辅助消解法(P2),替代传统湿法消解,减少酸用量和操作时间,降低实验室污染风险。
2. **标准制定**
提出亟需建立南非本土茶叶重金属限量标准,参考欧盟EC 1881/2006法规(铅≤2 μg/kg)和WHO饮用水指南(镉≤3 μg/L)。
3. **风险监测体系**
建议建立全产业链监测网络,重点管控:
- **茶园选址**:避开工业污染区,推广有机肥替代化学肥料。
- **加工环节**:定期清洁金属接触设备,采用低温烘焙工艺减少元素迁移。
- **消费端**:加强市售茶产品重金属抽检,对高风险品牌(如GFR的Fe含量达194.0 μg/g)实施标签警示。
#### 研究局限与展望
1. **样本局限性**
研究仅涵盖超市便利采样,未覆盖农村茶园及出口型高端产品。后续需扩大样本量至200个以上,并增加土壤、水源对比分析。
2. **迁移率测试缺失**
未测定茶叶中重金属的迁移率(如茶汤中实际含量),可能高估风险。建议补充实验,结合浸泡时间(0-30分钟)和温度(80-95℃)测试元素释放规律。
3. **多污染物协同效应**
现有模型未考虑重金属组合暴露的协同毒性,未来需引入风险叠加评估方法。
#### 结论
本研究证实南非市售罗伊布茶重金属含量总体可控,但部分品牌存在局部超标风险。通过优化检测方法(MAD-ICP-OES)和建立区域性污染数据库,可显著提升茶叶安全性。建议政府机构联合科研机构,在2025年前完成南非茶叶重金属标准(SANS 11200)立法,并将消费者教育纳入公共卫生体系。
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