茶葉農藥殘留與常用檢測方法

吳梅，黎小椿，羅楊合, *

1.大連工業大學食品學院（大連 116034）；2.廣西果蔬保鮮和深加工研究人才小高地，賀州學院（賀州 542899）

我國是茶葉生產和出口大國，目前茶葉種植面積和年產量方面都位居世界首位。茶文化源遠流長、博大精深[1]。茶葉中含有40多種無機礦物質元素和450多種有機化合物。茶葉不僅具有提神清心、清熱解暑、消食化痰等藥理作用，而且對心腦血管等疾病有一定的藥理功效，具有抗癌、抗氧化、消炎、消除自由基、減肥等功效，不僅降暑解淆，還可美容保健、延年益壽[2]。茶葉具有多種好處，深受廣大民眾喜愛[3]。越來越多的茶葉及其制品已被開發。

1 茶葉農藥殘留現狀

1.1 茶葉農藥殘留超標原因

我國是一個農業大國，現有農藥800余種[4]。農藥是一種神經毒性化合物，可以減少害蟲和根除疾病[5]。由于長期以來茶樹病蟲的發生，為了提高茶葉產量，農藥被廣泛用于保證茶葉高產。由于使用過程中存在濫用、誤用等現象出現，時常有殘留農藥檢出或超標的情況發生。目前，由于利益驅使和人們認知能力限制等原因，對于農藥精準化使用的推廣和把握存在比較大的困難[6]。農民盲目地為了提高茶葉產量，導致茶葉中農藥殘留超標。另外，茶葉種植的環境因子也是農藥殘留形成的主要因素，因為農藥殘留會通過吸收環境中的農藥或者通過食物鏈、生物富集所致[7]。此外，農藥生產企業為了提升所生產農藥產品的防治效果，有意在農藥產品中添加某些隱性成分。生產者抵制不了銷量和利益的誘惑，往往不顧國家標準，迎合消費者的標準，最終導致茶葉農藥殘留超標[8]。

1.2 茶葉農藥殘留種類

結合茶葉種植經常使用的農藥及相關報道，可以知道茶葉農藥殘留的主要種類有茚蟲威、啶蟲脒、蟲螨腈、三氯殺螨醇、硫丹、毒死蜱、氯氰菊酯、甲胺磷等。常見的茶葉及其制品被檢出超標的農藥種類主要有擬除蟲菊酯類和有機磷兩大類。

1.3 茶葉農藥殘留抽檢及標準更新概況

根據國家市場監督管理總局發布的2018至2019食品安全監督抽檢情況分析的通告顯示，茶葉及其制品抽檢樣品共93 694批次，其中有681批次是不合格批次，其中因農藥殘留超標不合格的占有較大比重。據2019年8月15日發布于2020年2月5號實施的GB 2763—2019《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》可知，國家規定了茶葉中65種農藥殘留的最大限量，相比于GB 2763—2016《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》多了17種。由此可見，茶葉農藥殘留的情況不容小覷，我國對農藥殘留的管控越來越嚴格。

1.4 茶葉農藥殘留對銷售的影響

我國由于具有優越的地理條件而成為生產茶葉的大國。根據國家統計局發布的數據顯示，2015—2019年我國茶葉總產量一直在增長（見圖1）。近年來我國茶葉產業得到了高速發展，內銷市場不斷擴大。茶葉也是我國出口貿易農產品之一。經過歷史發展長河，我國生產的茶葉從最初的生產內銷逐漸向貿易銷售等領域進軍，已經成為我國經濟不可或缺的一部分[9]。據中國海關統計，我國2019年茶葉出口達到366 552 t，金額總數為1 392 251萬元。由此說明，茶葉的出口貿易是我國茶葉銷售的重要渠道。雖然國內的茶葉市場一直在不斷的擴大，但隨著生活水平越來越高，人們對茶葉品質的要求也隨之增長。在面臨這樣的實際市場需求中，茶葉產業的質量安全問題仍然時有發生，其中包括農藥殘留。品質問題會導致國內消費者對茶葉的質量安全產生質疑，影響內銷[2]。此外，隨著出口貿易的不斷發展，產品質量要求也不斷提高，茶葉農藥殘留會造成我國出口貿易的技術性貿易壁壘。許多發達國家對茶葉農藥殘留限量標準在不斷提高，比如日本和歐盟在對于貿易進口的茶葉農藥殘留的標準都會相對較高，而且規定的農藥檢測種類在未來可能會呈現不斷增加的趨勢，農藥殘留檢測限量也會越來越嚴格。像日本和歐盟這樣的出口對象，具有非常大的市場。在面臨技術性貿易壁壘的國際市場環境下，我國茶葉農藥殘留會嚴重影響茶葉的出口，造成重大經濟損失[10-11]。因此，農藥殘留對茶葉銷售具有重大影響。

圖1 2015—2019年我國茶葉總產量變化

1.5 茶葉農藥殘留對人體健康的影響

人們通過直接飲用茶或者消費其他茶葉相關制品而直接攝取殘留在茶葉中的農藥。茶葉中農藥殘留通常不易消除，雖然某些農藥由于自身的不穩定性，使其在茶葉中的殘留量會自然消解而減少，但長期攝入會導致人體產生急性或慢性毒性[12]。人體在食用有農藥殘留的茶葉達到一定的量后，易引發倦乏、頭痛、食欲不振、肝腎損傷等神經毒性，甚至產生“致畸、致癌、致突變”等危害[13]。

2 茶葉農藥殘留檢測方法

2.1 茶葉農藥殘留檢測的意義

對茶葉農藥殘留實行有效的檢測，可以起到對茶農督促的作用，使得茶葉的質量能夠保持相對的穩定，有利于企業對產品的質量管理，打造公司健康品牌的形象。茶葉對人體有很多藥理作用，益處較多，而茶葉中農藥殘留會對人們健康產生影響。從經濟角度來分析，茶葉國內外市場較大，農藥殘留問題會導致銷量下降以及貿易出口困難，引發經濟損失。因此，茶葉農藥殘留的檢測非常有必要而且意義重大，不斷發展重現性好、靈敏度高、簡便快速的農藥殘留檢測方法尤為重要！

2.2 茶葉農藥殘留檢測前處理方法

茶葉中的農藥殘留的檢測是一個非常繁雜的過程。過程包括多個步驟：提取→濃縮→凈化→定性及定量分析等。樣品進行前處理的結果對于整個檢測過程來說都具有至關重要的意義。前處理技術會直接影響最終檢測結果的準確性[14]。常見的前處理技術有固相萃取、基質固相分散萃取、納米材料富集、加速溶劑萃取、微波輔助萃取、固相微萃取、超臨界流體萃取、液相微萃取、分散固相萃取等。此外，還有一種常用的前處理技術，就是快速、簡便、廉價、有效、堅固耐用和安全（QuEChERS）的提取技術。

表1 茶葉中農藥殘留檢測常見前處理方法比較

接表1

2.3 茶葉農藥殘留檢測方法

我國的茶葉農藥殘留檢測技術始于20世紀60年代初。為了響應研究與實際相結合的理念，茶葉農殘檢測技術還在不斷的發展中。目前對于茶葉農藥殘留檢測技術有很多，比如氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質譜法、液相色譜-質譜法、近紅外光譜法、熒光光譜法、表面增強拉曼光譜法等。該文僅介紹常用的茶葉農藥殘留檢測方法：氣相色譜-質譜法、液相色譜-質譜法、熒光光譜法、表面增強拉曼光譜法。其中氣相色譜-質譜法和液相色譜-質譜法是屬于常規檢測技術，是比較成熟的檢測技術，屬于國家標準中指定的檢測茶葉農藥殘留檢測技術；表面增強拉曼光譜法和熒光光譜法屬于光譜快速檢測技術，還在不斷的發展中，但由于光譜技術具有很多的優勢，在研究領域內得到較大關注，具有巨大潛力[3]。

2.3.1 氣相色譜-質譜法

氣相色譜-質譜法就是將氣相色譜法和質譜法串聯起來成為一個整機的檢測技術。可以在計算機的操控下，直接用氣相色譜分離復雜的樣品，使分離后的化合物進入到質譜儀，從而進行定性定量分析。該技術被廣泛應用于生命科學、食品、環境、醫藥等領域。Wu[15]提出了一種簡單、快速的分析方法，用氣相色譜-三四極串聯質譜法測定烏龍茶中89種農藥的含量，這89種農藥的檢測限和定量限范圍分別為1～25和10～50 μg/L，其中86種農藥（50 μg/L）和83種農藥（100 μg/L）回收率范圍60%～120%，所提出的監測技術可以快速、高效地篩選烏龍茶中的多種農藥。Li等[16]研究開發了一種有效的氣相色譜-串聯質譜法測定茶葉中47種農藥殘留，大多數分析物在70%～120%的可接受范圍內回收，于綠茶、烏龍茶、紅茶和普洱茶樣品中檢測的相對標準偏差（δRSD）≤20%，試驗結果表明，毒死蜱、聯苯菊酯、大環氟氯氰菊酯和氯氰菊酯為茶葉中檢出頻率最高的農藥。Zhu等[17]采用在線凝膠滲透色譜-氣相色譜串聯質譜儀快速靈敏測定茶葉中131種農藥，得到了良好的線性相關系數，試驗回收率范圍78.2%～113.9%，檢出限范圍0.5～5.0 μg/kg。該方法兼具兩者的優點，既能將化合物高效分離，又能準確獲得化合物的分子結構[18]。由于該方法使用的儀器設備型體較大，必須需要專業人員操作，不適用于推廣靈活使用，實現現場快速檢測存在困難，檢測速度慢。

2.3.2 液相色譜-質譜法

液相色譜-質譜法是一種把液相色譜和質譜串聯起來的先進技術，利用液相色譜作為質譜的進樣系統使復雜化學組分得到分離，再結合質譜作為檢測器進行定量和定性分析。該方法儀器主要組成包括五個部分：液相色譜儀、接口、質譜儀、真空系統和計算機數據處理系統。目前液相色譜-質譜聯用技術在藥物分析、食品安全檢測、臨床疾病診斷等領域被廣泛應用。Wang等[19]提出了一種基于改進的色散固相萃取（DSPE）方法和冷誘導乙腈水兩相體系（ATPS）的簡單樣品制備方法，茶多酚去除率為98.3%，茶提取物中的咖啡因含量顯著降低了81.2%，改善茶葉農殘檢測基質干擾，再結合利用液相色譜-高分辨率質譜分析測定茶葉中的農藥殘留。Saito-Shida等[20]比較了液相色譜-軌道質譜（LC-OrbitrapMS）法和液相色譜-飛行時間質譜（LC-TOFMS）法測定茶葉中農藥的多殘留，并且利用這兩種方法對146種殘留農藥在0.1和0.01 mg/kg的尖峰水平上進行了驗證，并在回收率、日內和日間精密度、選擇性等方面進行了比較，結果表明LC-OrbitrapMS在選擇性方面略優于LCTOFMS，回收率和日間、日內精密度兩種方法相差不大。Huang等[21]采用了改進的QuEChERS前處理方法，結合高效液相色譜質譜聯用法，對102種綠茶中的農藥殘留進行了分析。這些農藥的回收率在62%～125%之間，相對標準偏差低于18%，檢測限和定量限分別能達到0.03～15和0.1～50 μg/kg。該方法具有靈敏度高、檢出限低、選擇性好、穩定性強等方面的優點。該方法使用的儀器設備型體較大，結構比較復雜，價格比較昂貴，操作復雜，檢測速度慢，需要專業人員操作，要在推廣檢測現場靈活使用存在困難。

2.3.3 熒光光譜法

熒光光譜法是一類利用物質被紫外光照射后處于激發態，然后激發態分子經歷碰撞以及發射的去激發過程所發生的能反映出該物質特性的熒光，能進行定性和定量分析的方法。該技術可以結合時間分辨技術、偏振技術、同步掃描和三維掃描等試驗技術，在食品檢測中具有廣泛應用[22]。Yu等[23]開發了一種新型高效液相色譜-熒光分析方法，同時測定了7種茶中7種有機磷硫代酯農藥。該方法檢出限和定量限分別為0.23～0.45和0.75～1.43 μg/kg，所有樣品的回收率均為90.5%～96.0%，方法靈敏度很高。Long等[24]研究開發了一種高效、理想的熒光傳感器，檢測綠茶西維因的殘留，該方法檢出限可達到10 μg/mL。Inoue等[25]利用熒光光譜法測定茶葉樣品中二氯丙烷，回收率在82.4%～97.6%之間，該方法精密度良好，高效，適用于各種茶葉樣品中二氯丙烷的常規測定。熒光光譜法具有選擇性好、靈敏度高、測定快速準確、非破壞分析等諸多優點，但是檢測過程抗干擾能力不強，被分析物的選擇局限性較大。

2.3.4 表面增強拉曼光譜法

拉曼光譜屬于分子振動光譜，可以反映分子的特征結構。但是拉曼散射效應是個非常弱的過程，一般其光強僅僅約為入射光強的10-10，所以拉曼信號很弱，要對表面吸附物種進行拉曼光譜研究幾乎都要利用某種增強效應。表面增強拉曼光譜法在農藥痕量檢測，尤其是農藥殘留快速篩選方面有較大潛力，在實現微量物質檢測方面具有明顯優勢[26]。該方法被廣泛用于材料、化工、生物、食品等領域。Hassan等[27]利用Au@Ag納米結構作為表面增強拉曼底物開發構建了靈敏度高和選擇性良好的表面增強拉曼檢測平臺，用于同時測定抹茶中乙酰氨基吡啶和2, 4-二氯苯氧乙酸殘留。該方法回收率高，δRSD＜4.85%，表明該方法還具有良好的重現性。Chen等[28]合成金納米粒子作為襯底，結合表面增強拉曼光譜技術對烏龍茶中多菌靈進行定性定量，檢出限達到100 μg/kg，結果表明這是一種簡單、快速、靈敏的分析方法，可用于烏龍茶中多菌靈殘留的定性及定量。Chen等[29]研究合成了銀納米粒子（AgNPs）均勻包覆纖維素納米纖維（CNF）的納米復合材料，并以此作為表面增強拉曼檢測技術的底物，構建表面增強拉曼光譜分析平臺測定烏龍茶中的氟硅唑殘留物，得到氟西唑0.5 mg/kg的檢出限，試驗結果表明這是一種準確、靈敏、高效的烏龍茶農藥殘留鑒定和定量技術。胡瀟等[30]以金納米為增強基底，利用表面增強拉曼光譜技術結合二維相關光譜法快速檢測茶葉中毒死蜱殘留，試驗結果表明該方法具有可行性，為拉曼光譜中特征變量優選提供了新思路。表面增強拉曼光譜法具有采樣簡單、數據采集快速、無損檢測等優點。盡管這項技術發展迅速，但在被用作行業的日常檢測工具之前，還需要做很多研究，主要是增強基底的研制對該技術廣泛應用有著重要影響。

3 降低茶葉農藥殘留的主要措施

3.1 加大質量安全監督力度

目前，降低農藥殘留的有效方法主要為減少農藥的使用，同時推廣低毒、低殘留農藥的使用，加強病蟲害的預防和防治，加強監督禁止使用禁用農藥，推廣生物和物理防治方法，加強對茶葉生產管理的力度[7]等。從國家層面來說，主要是通過國家政府對茶行業及茶葉市場進行宏觀調控政策來實行監督，比如建立茶葉質量安全監管體系、建立茶葉追根溯源體系、加強質量檢測管理、加強法規標準體系建設等。從生產者層面來說，首先應該結合綠色發展理念來提升茶葉產品的質量，其次涉茶管理人員應該把控好茶葉生產加工、運輸以及包裝等過程的質量安全問題，達到市場上銷售安全標準。從消費者個人出發，消費者也是監督的重要群體，要以對個人和社會都負責任的心態去擔當這個監督者的身份。農藥殘留是影響茶葉質量的重要因素，把社會和個人緊密團結在一起，加強監督管理的力度，對降低茶葉農藥殘留具有重要作用。

3.2 加強培育茶葉專業人才

我國茶產業發展還處于初級水平。一個產業的健康發展離不開人才，質量的把控更加離不開人才。茶葉農藥殘留的根本原因很大一部分就是因為茶農的專業素養不夠，對農藥的使用把握不好，導致農藥殘留。加強培養茶葉專業人才，一方面可以使更多的優秀人才投入到茶葉產業，促進行業發展，更好服務于產業的健康發展，保證產品的質量，直接或者間接地改善農藥殘留的情況。從另外一個方面來說，優秀的人才可以起到模范帶頭的作用。人才可以宣傳專業的知識，可以在茶葉產地直接指導茶農們如何規避茶葉農藥殘留問題，直接從根源上解決茶葉農藥殘留。因此，完善培養人才的體系、培養出更多專業人才，是改善農藥殘留情況的重要舉措。

3.3 提升檢測技術水平

提升茶葉質量安全的標準水平，跟檢測技術有著直接的關系。提升農藥殘留檢測技術水平，可以縮短我國質量安全監測技術與世界先進檢測技術的差距，帶動企業品質把控和創新能力的發展。隨著檢測技術不斷發展，茶葉涉及的農藥種類也在不斷的更新。檢測技術必須加大投入，與時俱進，茶企才不被淘汰和減少質量不合格的風險，造成經濟損失。從茶葉的銷售市場方面來說，不論是內銷還是出口，不斷更新高端檢測技術才能贏得消費者的質量認同感，有助于茶葉貿易出口越來越順利，推動我國茶葉在國際市場中主動地位的發展。檢測技術的發展離不開試驗條件和科學家。儀器設備的不斷發展以及重視研發人員，國家在其中起到非常重要的作用。國家的農藥殘留檢測標準的擬定更是離不開檢測技術。所以，加大檢測技術的發展、提高我國科技水平，是一個持續不斷的過程，更是一場永久的戰役。

4 結語

茶葉益處頗多，深受廣大消費者的歡迎，其有著廣大的市場需求。茶葉的質量和產量都得靠農藥的使用，從而導致農藥殘留問題。農藥殘留問題會引起很多問題，比如人們的身體健康、茶葉銷售問題等，所以發展農藥檢測技術是非常有意義的。該文對茶葉農藥殘留檢測技術進行討論總結。對于氣相色譜-質譜法和液相色譜-質譜法這兩種在茶葉農藥殘留檢測中相對成熟的檢測技術來說，其準確度和穩定性具有絕對的優勢，但需要在檢測速度及操作步驟的簡化方面逐步改進，成為更加完善的技術。表面增強拉曼光譜法和熒光光譜法檢測快速、檢測限度低，是發展快速檢測的有力工具，但目前在茶葉農藥殘留檢測方面發展得還不夠成熟，還需要更深入的研究。表面增強拉曼光譜法在農藥快檢技術方面具有很大的應用潛力，現場快檢技術已有研究成果。現場快速檢測茶葉農藥殘留技術是茶葉農藥殘留檢測發展的趨勢，在實際應用的需求會越來越大。要改善茶葉農藥殘留問題，必須圍繞國家、企業、人才和檢測技術來綜合分析，從根源上改善農藥殘留問題。