​植物类中药材生产过程中质量安全研究进展

沈燕１，仲建锋１，黄亚威２，郑尊涛３，卢莉娜１，高美静１，卢飞１，张志勇１

（１．江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所／省部共建国家重点实验室培育基地———江苏省食品质量安全重点实验室／农业农村部农产品质量安全控制技术与标准重点实验室，江苏南京２１００１４；

２．南京中医药大学附属医院，江苏南京２１０００１；

３．农业农村部农药检定所，北京１００１２５）

中药以其特殊的疗效、充足的资源、微弱的毒副作用等优点，在保护人类健康方面具有举足轻重的作用，越发受到各国的关注［１］。根据世界卫生组织（ＷＨＯ）的推测，全球大约７５％的人口主要依靠传统医药，其中大部分使用中药材浸提物或其有效成分［２］。中药材在推动中国医药事业与健康产业发展过程中功不可没，其中植物类中药材所占比例近９０％［３］。中药的兴盛引起中药材需求用量的剧增，截至２０１７年底，中国常年成片栽培的中药材超过３００种，面积为２．００×１０^６ｈｍ^２，比上世纪５０年代提高了３０多倍，品种和面积均达到史无前例的水平［４］。

植物类中药材除了在医药领域大规模使用外，在植物源化合物、香水、化妆品、营养物和调料生产等方面也有不同程度的应用［５］。植物类中药材在国际市场上的需求旺盛，ＷＨＯ预测市场需求将从当前的６．２０×１０^１０美元涨到２０５０年的５．００×１０^１２美元［６］。全球大约７０％的中药材源自中国和印度，主要的出口市场有欧盟、美国、加拿大、澳大利亚、日本和新加坡等，而新兴的市场包括中国、巴西、阿根廷、墨西哥和印度尼西亚等［７］。中国中药材主要以中药材或饮片等产品样式进行国际贸易，２０１７年进出口贸易额为４．６３×１０^９美元，其中出口３．４０×１０^９美元，进口１．２３×１０^９美元［８］。 

随着中药材市场需求的不断上涨，其生产过程中的质量安全问题必将引起人们的高度注意。影响这些中药材质量安全的因素包括农药、重金属和真菌毒素等外源性污染［９］。这些质量安全因子可能在中药材种植、储藏和加工等生产过程中积聚，并可能对人们健康产生负面影响［５］。本文就目前影响中药材质量安全的主要风险因子及其限量标准与检测方法进行分析与总结，以期为高效防控中药材的安全风险提供指导，为中药材质量安全控制体系的建立与改善提供有价值的参考。

１影响中药材质量安全的因素 

１．１农药残留 

现代农业生产中使用农药是为了保护作物免受病虫草害的侵袭或调节植物生长，并提高收获庄稼的质量和产量［１０］。中国种植的中药材有数千种之多，但是登记用于中药材的农药种类却很少。查询中国农药信息网可知，截至２０２１年９月，完成农药登记的中药材有人参（Ｐａｎａｘｇｉｎｓｅｎｇ）、枸杞（ＬｙｃｉｉＦｒｕｃｔｕｓ）等２０种［１１］。中药材上登记的农药种类与目前实际生产的需求尚有一定的差距，需补充完善。

市场上常用的有机氯（Ｏｒｇａｎｏｃｈｌｏｒｉｎｅｐｅｓｔｉ⁃ｃｉｄｅｓ，ＯＣＰｓ）、有机磷（Ｏｒｇａｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ，ＯＰＰｓ）、拟除虫菊酯类（Ｐｙｒｅｔｈｒｏｉｄｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓｓ，ＰＹＰｓ）、氨基甲酸酯类（Ｃａｒｂａｍａｔｅｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ，ＣＭＰｓ）农药在中药材生产过程中均或多或少地被使用，也是中药材上农药残留检测的关注目标［１２］。ＯＣＰｓ属含氯的化合物，包含六六六（ＢＨＣ）、滴滴涕（ＤＤＴ）、五氯硝基苯（ＰＣＮＢ）和百菌清等，降解速度慢，导致其在土壤中残留严重［１３］。ＯＰＰｓ为磷酸酯或硫代磷酸酯类化合物，如乐果、敌敌畏、毒死蜱、马拉硫磷等，其中高毒性类型易破坏土壤结构［１４］。ＰＹＰｓ是以天然除虫菊酯为基础衍生的一类杀虫剂，长期施用可导致生态环境遭受不可逆的破坏［１５］。ＣＭＰｓ是在氨基甲酸酯类化合物的基础上衍生而来，对人体的危害跟ＯＰＰｓ相似，可抑制体内乙酰胆碱酯酶，导致乙酰胆碱的累积而中毒［１６］。因此，中药材上农药残留问题不容忽视，除了影响中药的品质与使用安全，长期接触还可引起致癌、致畸和致突变的“三致”作用等危害［１７］。此外，农药残留也可能对当地环境和生态系统造成潜在危害［１８］。

１．２重金属污染 

中药材中常见的重金属包括铅（Ｐｂ）、汞（Ｈｇ）、镉（Ｃｄ）、铜（Ｃｕ）等，砷（Ａｓ）虽不属重金属，但来源和危害与重金属相似，通常也归为一类［１９］。作物生长过程中，污染水灌溉、农药和化肥等投入品的施用、农业地区快速工业化和城市化是其遭受重金属污染的主要原因［２０］。 

Ｐｂ和Ｃｄ不是植物与人体所必需，持续接触Ｐｂ会影响生殖、肾及神经系统的正常功能，长期接触Ｃｄ会导致认知能力降低、骨折、生殖缺陷和糖尿病等［２１］。虽然Ｃｕ是人体所需的微量元素，但超量摄取会引起皮炎、腹痛、恶心、腹泻、呕吐和肝损伤等非致癌性症状［２２］。Ａｓ和Ｈｇ会损害肺、神经、肾脏和呼吸系统，并诱发皮肤病变等，长期接触Ａｓ可能会增加患癌、肾功能障碍和免疫系统疾病的风险，长期接触Ｈｇ会对中枢神经系统产生剧烈影响，会对多个器官产生病变［２３］。可见，中药材上重金属超标会对人体的代谢和生理功能造成不同程度的损伤。 

１．３真菌毒素污染

中药材在生产过程中易受到真菌感染，从而产生真菌毒素（Ｍｙｃｏｔｏｘｉｎ）［２４］。中药材上容易发现的真菌毒素有黄曲霉毒素（Ａｆｌａｔｏｘｉｎ，ＡＦ）、赭曲霉毒素（Ｏｃｈｒａｔｏｘｉｎ，ＯＴ）、伏马毒素（Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎ，Ｆ）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Ｄｅｏｘｙｎｉｖａｌｅｎｏｌ，ＤＯＮ）、玉米赤霉烯酮（Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ，ＺＥＮ）和展青霉素（Ｐａｔｕｌｉｎ，ＰＡＴ）等［２５］。这些真菌毒素主要种类的结构式和分子式如图１所示。 

ＡＦ是黄曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｌａｖｕｓ）与寄生曲霉（Ａ．ｐａｒａｓｉｔｉｃｕｓ）的次级代谢产物，常见种类诸如ＡＦＢ１、ＡＦＢ２、ＡＦＧ１、ＡＦＧ２、ＡＦＭ１和ＡＦＭ２等，其中ＡＦＢ１剧毒，其毒性大约是砒霜的６８倍，极值情况下可致人死亡［２６］。ＯＴ主要由赭曲霉（Ａ．ｏｃｈｒａｃｅｕｓ）、炭黑曲霉（Ａ．ｃａｒｂｏｎａｒｉｕｓ）和纯绿青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｖｅｒｒｕｃｏ⁃ｓｕｍ）代谢而产生，包括ＯＴＡ、ＯＴＢ和ＯＴＣ等，以ＯＴＡ毒性最大［２７］。ＯＴＡ可致人类产生肾、肝毒性，免疫毒性以及致癌、致畸性等［２８］。Ｆ主要为串珠镰刀菌（Ｆｕｓａｎｕｍｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ）产生的代谢产物，包括ＦＢ１、ＦＢ２和ＦＢ３等，以ＦＢ１毒性最强，污染最普遍［２９］，ＦＢ１可导致食道癌、肝脏和肾脏疾病等［３０］。ＤＯＮ（又称呕吐毒素）主要由禾谷镰刀菌（Ｆ．ｇｒａｍｉｎｅａ⁃ｒｕｍ）和黄色镰刀菌（Ｆ．ｃｕｌｍｏｒｕｍ）产生的一种有毒次级代谢产物，可致哺乳动物产生神经、免疫、细胞和遗传毒性等［３１］。ＺＥＮ是由多种镰刀菌产生的次级代谢产物，影响动物生长发育，破坏生殖、肝脏和免疫系统，造成氧化损伤，诱发肿瘤等［３２］。因此，真菌毒素不仅会严重地影响了中药的质量与使用安全，而且会极大地损害了人们的健康。

2.中药材质量安全影响因子限量标准的现状 

２．１中药材农药残留限量标准 

中药材农药最大残留限量（Ｍａｘｉｍｕｍｒｅｓｉｄｕｅｌｉｍｉｔ，ＭＲＬ）标准的制定从根本上保障了安全生产和人们健康，也推进了中药材国际化进程［３３］。欧、美、日等发达国家均制定了严格的ＭＲＬ标准，《欧洲药典》（ＥＰ９．０）和美国药典（ＵＳＰ４１⁃ＮＦ３６）都制定了７６项关于ＯＣＰｓ、ＯＰＰｓ与ＰＹＰｓ的ＭＲＬ标准［３４］。《日本药方局》（ＪＰ１７）规定ＢＨＣ和ＤＤＴ在中药材上的ＭＲＬ均为０.２ｍｇ／ｋｇ［３５］。《韩国药典》（ＫＰ１０）制定了近２００种中药材上农药ＭＲＬ标准，其中ＢＨＣ为０.２ｍｇ／ｋｇ，ＤＤＴ为０.１ｍｇ／ｋｇ［３６］。 

中国中药材农药ＭＲＬ标准的制订较晚，主要有《中华人民共和国药典》、（简称《中国药典》）和ＷＭ／Ｔ２－２００４《中国药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》（简称《外经贸绿色行业标准》）。《中国药典》是中国中药材质量安全体系的核心部分，２０２０年版《中国药典》已正式实施，规定了人参、西洋参（Ｐａｎａｘｑｕｉｑｕｅｆｏｌｉｕｍ）、红参（Ｔａｌｉｎｕｍｐａｎｉｃｕｌａｔｕｍ）、黄芪（Ａｓｔｒａｇａｌｉｒａｄｉｘ）和甘草（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｕｒａｌｅｎｓｉｓ）中ＯＣＰｓ的限量标准，并且明确了ＢＨＣ和ＤＤＴ等３３种禁用农药ＭＲＬ的要求［３７］。《外经贸绿色行业标准》是中国药用植物开展国际贸易的安全标准之一，规定了药用植物中４项ＯＣＰｓ的ＭＲＬ［３８］。 

《中国药典》２０２０版中规定了２２种ＯＣＰｓ的ＭＲＬ，虽然中国规定的标准与欧、美等发达国家相近甚至更严格（表１），但是仅对上述５种中药材做了限量要求，而欧、美、日、韩药典则要求所有中药材都要满足农药ＭＲＬ的规定。可见，与国外中药材上农药ＭＲＬ相比，中国的相关标准制定工作还需进一步提升。

２．２中药材重金属限量标准 

由于重金属对人体健康具有潜在的威胁，因此，多数国家或组织在中药材上制定了相当严格的重金属限量标准（表２）。欧、美、日等国家和ＷＨＯ均制定了中药材的重金属限量标准［１０，３９］。国内颁布实施的《外经贸绿色行业标准》对中药材重金属限量已有确切要求［３９］。２０２０版《中国药典》［３７］分别对人参、山楂（Ｃｒａｔａｅｇｕｓｐｉｎｎａｔｉｆｉｄａ）、枸杞、金银花（Ｌｏｎｉｃｅｒａｊａｐｏｎｉｃａ）、黄芪、三七（Ｐａｎａｘｎｏｔｏｇｉｎ⁃ｓｅｎｇ）、白芷（Ａｎｇｅｌｉｃａｄａｈｕｒｉｃａ）、葛根（Ｐｕｅｒａｒｉａｌｏｂａ⁃ｔａ）和当归（Ａｎｇｅｌｉｃａｓｉｎｅｎｓｉｓ）等１８种中药材制订了重金属限量标准：Ｐｂ为５ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ为１ｍｇ／ｋｇ、Ａｓ为２ｍｇ／ｋｇ、Ｈｇ为０.２ｍｇ／ｋｇ和Ｃｕ为２０ｍｇ／ｋｇ（表３）。从已颁布的限量标准来看，中国中药材重金属限量标准与欧美日等国相当。但欧、美、日囊括的中药材种类更多，如日本规定了超过１００种中药材的重金属限量标准，而中国仅针对２８种中药材进行了限量规定［４０］。

２．３中药材真菌毒素限量标准 

由于真菌毒素对相关食品和饲料产生危害影响，多个国家制定了其在食品和饲料中的限量标准［２５］。然而，各国在中药材有限量标准的真菌毒素目前仅有ＡＦ和ＯＴＡ，ＡＦＢ１的限量范围为２～６μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为４～２０μｇ／ｋｇ，而ＯＴＡ则为１５～８０μｇ／ｋｇ（表３）。 

欧盟（ＥＵＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ１８８１／２００６）对５种中药材ＡＦＢ１限量设为５.００μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为１０.０μｇ／ｋｇ（表３）［４１］。而《欧洲药典》（ＥＰ９．０）则更严格，ＡＦＢ_１为２.００μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为４.００μｇ／ｋｇ［２４］。《美国药典》（ＵＳＰ４１⁃ＮＦ３６）规定中药材中ＡＦＢ１的限量为５.００μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为２０.０μｇ／ｋｇ［４２］。日本药典（ＪＰ１７）规定了中药材中总ＡＦ的限量为１０.０μｇ／ｋｇ［４２］。欧盟规定姜（Ｚｉｎｇｉｂｅｒｏｆｆｃｉｎａｌｅ）和甘草中ＯＴＡ的限量为１５～８０μｇ／ｋｇ［４１］。《中国药典》（２０２０年版）规定陈皮（Ｃｉｔｒｕｓｒｅｔｉｃｕｌａｔａ）、莲子（Ｎｅｌｕｍｂｏｎｕｃｉｆｅｒａ）、决明子（Ｃａｓｓｉａｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ）、大枣（Ｚｉｚｉｐｈｕｓｊｕｊｕｂａ）等２４种中药材中ＡＦＢ_１限量为５.００μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为１０.０μｇ／ｋｇ［３７］（表３）。《外经贸绿色行业标准》规定中药材中ＡＦＢ１的限量为５.００μｇ／ｋｇ，总ＡＦ为２０.０μｇ／ｋｇ［３９］。欧、美、日等真菌毒素的限量标准实施较早，但包括的中药材种类有限，国内标准体系经多次修订后正在迎头赶上［４３］。

３中药材质量安全影响因子检测方法 

３．１中药材农药残留检测方法 

中药材上残留农药种类广且多为微、痕量级，应全面考虑检测方法的高效性、通用性、灵敏性和专属性，常用检测方法有色谱法和色谱⁃质谱法［４４］。色谱法主要包括气相色谱法（ＧＣ）、高效液相色谱法（ＨＰＬＣ）、超高效液相色谱法（ＵＰＬＣ）和超临界流体色谱法（ＳＦＣ）等。气相色谱法检测时针对不同类型的农药挑选不同的检测器，含卤素的农药可用电子捕获检测器（ＥＣＤ），含氮、磷的农药采用氮磷检测器（ＮＰＤ），含硫、磷的农药采用火焰光度检测器（ＦＰＤ）。ＨＰＬＣ适用于极性强、难挥发、沸点高且高温下易分解农药的残留检测［３８］。质谱包括一级（ＭＳ）与二级质谱（ＭＳ／ＭＳ）２种，色谱⁃质谱法联合了色谱的分离能力强与质谱的鉴定结构准确的特点，适用于同时定性、定量分析多种农药残留［４５］。近年来中药材上常见的检测方法及所测出的残留农药种类见表４，结果显示检出的农药多为杀虫剂和杀菌剂，ＧＣ⁃ＭＳ／ＭＳ和ＵＰＬＣ⁃ＭＳ／ＭＳ联合使用可以同时检出数百种农药，也是当前中药材农药残留分析使用较多的技术。 

３．２中药材重金属检测方法 

目前中药材重金属检测方法主要以仪器分析为主，包括原子荧光光谱法（ＡＦＳ）、原子吸收光谱法（ＡＡＳ）、电感耦合等离子体质谱法（ＩＣＰ⁃ＭＳ）和电感耦合等离子原子发射光谱法（ＩＣＰ⁃ＯＥＳ）等［４６］。 

采用ＡＦＳ对丹参（Ｓａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｒｈｉｚａ）、黄芪、枸杞、当归中三价Ａｓ和总Ａｓ含量进行检测，通过对认证标准样品桃叶（ＧＢＷ８２３０１）和稻花（ＳＲＭ１５６８ａ）的分析验证了该方法的准确性，这为中药材中Ａｓ含量的测定提供了精确可靠的方法［４７］。通过ＡＡＳ法测定波兰各地收集到的薄荷（Ｍｅｎｔｈａｃａｎａｄｅｎｓｉｓ）和洋甘菊（Ａｎｔｈｏｄｉｕｍｃｈａｍｏｍｉｌｌａｅ）中Ｃｄ、Ｃｒ、Ｎｉ和Ｐｂ的含量，结果表明它们在这２种中药材中的含量均低于ＷＨＯ标准［４８］。ＩＣＰ法能连续测定多种重金属且污染小，是中药材中痕量重金属检测常用的方法。采用ＩＣＰ⁃ＭＳ法对全国收集的８８３批１０种根茎类中药材中Ｐｂ和Ａｓ的残留量进行检测，结果显示巴戟天（Ｍｏｒｉｎｄａｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）中Ｐｂ含量平均值超标［４９］。采用ＩＣＰ⁃ＭＳ法为对全球１７７３份中药材样品中Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｈｇ和Ｃｕ含量进行检测，结果显示３０.５１％的样品中至少有１种重金属超过《中国药典》的ＭＲＬ标准［５０］。ＩＣＰ⁃ＯＥＳ具有检出限低、精密度高、线性范围宽、可同时检测多种元素等特点，填补了ＡＦＳ应用范围窄与ＡＡＳ不能同时检测多种元素的不足［５１］。采用ＩＣＰ⁃ＯＥＳ法同时快速检测巴西各地１０种中药材中Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ和Ｚｎ的含量，结果表明该方法精准可靠［５２］。

３．３中药材真菌毒素残留检测方法 

真菌毒素的检测方法可分为快速筛选法和定量确证法２大类。快速筛选法包括酶联免疫法（ＥＬＩＳＡ）和胶体金免疫层析法（ＧＩＣＡ）等；定量确证法包含薄层色谱扫描法（ＴＬＣ）、ＧＣ、ＨＰＬＣ以及ＨＰＬＣ⁃ＭＳ等［６５］。 

ＥＬＩＳＡ和ＧＩＣＡ均属于免疫分析方法，具有特异性高、快速简便等优点，适用于大量样品的快速筛查［６６］。ＴＬＣ由于低成本且无需贵重仪器，因此有时会用来分离和筛选复杂混合体系中的真菌毒素［６７］。ＧＣ、ＨＰＬＣ和ＨＰＬＣ⁃ＭＳ等方法在真菌毒素检测上同样也适用。此外，由于ＡＦ和ＯＴＡ本身发荧光，因此可用配备荧光检测器（ＦＬＤ）的ＨＰＬＣ来检测。ＨＰＬＣ⁃ＦＬＤ是使用最频繁的中药材ＡＦ检测方法，已被多国药典推荐［４２］。ＨＰＬＣ⁃ＭＳ／ＭＳ是近年来使用较多的另一定量分析方法。目前中药材真菌毒素常用检测方法及检出的毒素见表５，发现ＨＰＬＣ⁃ＦＬＤ和ＨＰＬＣ⁃ＭＳ／ＭＳ是应用较多的分析方法。 

４总结 

中药材作为中国独特的医药资源，在保障人民群众生命健康、促进经济发展等方面至关重要［６８］。随着人们对中药的广泛应用，其质量安全问题也愈发引起高度重视。影响中药材质量安全的因素除了上述农药残留、重金属污染和真菌毒素残留外，其他如二氧化硫［６９］、多环芳烃［７０］、塑化剂［７１］等污染也应引起重点关注。虽然目前关于中药材质量安全因子的限量标准和检测方法研究取得了一定的进步，但是还有一些不容忽视的问题值得深入思考和亟待解决。 

首先，针对目前中国中药材上农药登记种类较少，ＭＲＬ覆盖不全，并且农药残留污染突出的问题，可通过加强源头控制、发展农药残留降解技术、增加农药登记品种、修订限量标准体系等手段逐渐完善［３４］。另外，中药材上残留农药多样且基质成分复杂，开发简单快速、高效灵敏的多种农药残留检测技术有利于提高农药残留的监管水平。其次，中药材上产生真菌毒素的菌株多样，应根据其生长特征及储存条件提出合理的预防措施，从源头上控制毒素的产生，同时大力发展绿色、安全的全程管控技术。并在原有基础上研发多种真菌毒素残留高效检测技术，迫切需要构建能够同时检测多种毒素的运行体系。目前ＨＰＬＣ⁃ＭＳ／ＭＳ等检测方法虽然可以同时检测几种乃至十几种真菌毒素，但是开发高效快速的方法能节省更多时间和精力。第三，中药材重金属污染易受到生产过程中环境的影响，种植过程中应管理外界环境和合理使用投入品，储藏运输过程中避免使用含重金属的各类物品。与此同时，传统检测方法易受到痕量检测损失、仪器贵重、检测范围窄等影响，加速探索低价快速、仪器依赖性低的检测新方法，拓宽新方法的适用范围，这也是中药材上重金属检测方法优先发展的方向［４０］。总之，不但要从中药材各生产环节上防控各项质量安全影响因子的发生，规范生产过程并注意实时监管，而且还要保证质量安全影响因子限量标准和检测技术的科学性和先进性，为建立中药材质量安全控制体系提供强有力的技术支撑。