茶叶中农药残留标准及检测方法研究进展

胡付照， 陈正行， 李 鹤， 张 浩

（1.江南大学 商学院，江苏 无锡 214122；2.江南大学 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏 无锡 214122 214122；3.正大集团青岛研发中心，山东 青岛 221100；4.河南科技学院 食品学院，河南 新乡 453000）

中国是茶叶的故乡，茶叶在中国具有悠久食用、药用和饮用的历史，也是中国博大精深的饮食文化中必不可少的一部分。茶叶是中国重要的经济作物和出口农产品，中国茶产量世界第一，世界上约三分之二的人口消费茶饮料[1]，其产品质量对保障人体健康、促进贸易增长具有重要意义。自2015年以来，我国每年的茶叶产量居世界第一，随着茶叶生产量的逐渐增加以及新型农药的不断出现，茶叶中的农药残留、种类和类型也不断在发生变化。与此同时，农药残留的检测除须保证茶叶的安全性外，其对相应作物的可持续生产和种植过程中对生态环境的影响也备受国际关注[2-3]。相比于我国目前茶叶农残检测标准，国际食品法典委员会（CAC）、欧盟、日本等制定的限量标准更为细化，并且多项农药最高残留限量（MRL）低于我国相关标准规定[4]。为适应趋严发展的茶叶进出口国际标准，对茶叶中的各种农药的监控及相关农药残留测定的各项方法也相应需要更新，更加精确、有效的茶叶农药残留检测方案成为研究热点。

茶叶中的生物活性成分，相对于蔬菜、水果、谷物等大多数传统作物其基质更为复杂，农药残留分析时杂质干扰更为严重。因此，茶叶需要更具针对性的、抗干扰性更强、更准确快速的农药残留检测方法[5]。目前，茶叶中农药残留重点检测种类以杀虫剂为主，其次分别为除草剂、杀螨剂、杀菌剂和植物调节剂等，国内外对作物中这些农药残留检测方法主要有：色谱法（气相色谱—质谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱—质谱联用法等）、光谱法（分光光度法、气相色谱—红外光谱联用）、酸碱指示剂法、速测卡法、免疫分析法、生物传感技术等，不同种类农药的检测方法有所侧重[6]。

1 茶叶中常见农药分类及国内外残留检测标准

综合国内外茶叶相关农药使用标准，目前茶叶中限制使用的农药种类主要有：有机氯类、有机磷类、多种氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、有机杂环类农药等。各种类农药按广泛施用的时间顺序列出，茶叶中常见的不同种类农药及特点，以及农业部和相关部门公告明确禁、限用农药种类见表1，此外，还有其他种类农药如汞制剂、砷类、铅类、敌枯双、百草枯等为明令禁用、禁售农药[7]。

表1 茶叶中不同种类农药比较Table 1 Comparison of different kinds of pesticides in tea

中国推出最新食品安全国家标准GB2763-2016《食品中农药残留最大限量》于2017年6月18日正式实施，取代GB 2763-2014。新版限量标准相比于2014版，在茶叶农药残留检测方面新增了20项农药限量要求，共计规定48项在茶叶中农药残留的限量标准，除此之外，氨基甲酸酯类农药灭多威的限量要求趋严，由之前的3 mg/kg降为0.2 mg/kg，充分体现了我国对茶叶生产质量监控方面的重视程度逐年递增。而在新旧版本国家标准中茶叶的限量标准所属于饮料类范畴，并没有针对蔬菜、水果、茶叶等食品分类方法对农药残留的限量规定进行统一划分，检索方式相对繁琐。

虽然中国逐渐重视茶叶农药残留与质量安全控制，但与发达国家相关标准相比仍处于明显劣势。自欧盟2008年发布的EC149/2008指令[12]规定的多达437项茶叶农残项目，到2014年颁布EU87/2014法规确定增加至470项，同时茶叶农残最高检出限量标准逐年趋严[13]，近90%的检测项是依据目前仪器的检测下限制定，如哒螨灵、吡虫啉、噻嗪酮、杀螟硫磷、乙酰甲胺磷等MRL均低至0.05（mg/kg）[3]，大大提高了中国茶叶出口难度。

2006年5月，日本实施的《食品中农业化学品残留肯定列表制度》，规定涉及茶叶的检测项目有276种，并采用“干茶法”取代“茶汤法”显著提高了农残检测精度，同时设限以外的农药残留全部按限量为0.01 mg/kg的“一律标准”。2012年，日本对茶叶中三唑磷的MRL由0.05 mg/kg修降至0.01 mg/kg，而氟虫腈0.002 mg/kg的检出限成为最严苛的限量指标[14]。极大增加出口茶叶农药被检出的几率，成为主要的茶叶出口贸易壁垒。

综上，中国茶叶中农药残留检测方法与规定标准主要面临问题有：检测项目不全，难与国际标准接轨；标准规定的检测技术相对落后，检测精度越来越难以满足趋严发展的残留限量要求；对检测样品的针对性不强，不易排除基质效应，不利于茶叶中农药检测技术的发展。

根据不同农药种类及施用限量，更具有针对性、准确性的多成分残留检测法应成为食品安全检测及标准改进的重心。完善针对茶叶品类农残检测标准的制定，不断提高茶叶农药残留检测技术，进一步提高针对茶叶的出口标准，是中国应对趋严发展的国际茶叶出口标准的主要发展方向。

2 茶叶中农药多残留测定、前处理技术改良及检测新方法

目前，茶叶中多农药残留的高通量检测和农药残留检测的特殊前处理技术的改进方案正逐渐成为研究重点，同时，纳米技术及生物免疫分析检测等新方法的结合与应用，是提高茶叶中农药残留检测精度及检测效率的重要研究内容，茶叶中农药残留检测新方法的研究，有助于中国茶叶农残标准制定，保障茶叶产品安全性，与国际贸易需求接轨[15]。下面将针对茶叶中农药残留检测的新方法及国内外研究者采用相应方法的研究进展进行介绍。

2.1 茶叶中农药多残留测定

农药多残留检测是同时检测多种类、多项农药残留的方法。由于不同类农残的理化特征不同，且茶叶中的基质干扰较为复杂，采用传统技术同时检测多种农药残留有一定的困难[16]。中国现行标准GB/T 23376-2009规定了用气相色谱/质谱测定茶叶中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯3类农药多残留的方法，此外，GB/T 23204-2008、GB 23200.13-2016分别规定了气相色谱-质谱法和液相色谱-串联质谱法对绿茶、红茶、普洱茶、乌龙茶等茶叶中百种农药及相关化学品残留量的测定方法，GB/T 23204-2008要求其中453种农药检出限为0.001～0.500 mg/kg，29种酸性除草剂的方法检出限为0.01 mg/kg。传统检测方法样品前处理溶剂复杂、操作重复，检测过程条件差异较大，后期检测仪器分析周期长，仍有很大的研究改进空间。

传统检测方法的改进有助于农药多残留的快速检测，如余璐[17]等采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱仪（UPLC-Q-TOF/MS），通过一级精确质量数据库和二级谱图库对检测结果化合物信息进行自动检索，检测结果0.005～0.100 mg/kg范围线性良好，平均回收率为68.1%～117.2%，实现了茶叶中204种农药的快速高精度检测，该方法无需标准品对照，具有一定的应用前景。

2.2 茶叶样品检测的前处理技术及其改良技术

茶叶样品前处理技术一般采用乙腈做萃取溶剂，经超声波提取，并用CARB/NH2固相萃取小柱净化或活性炭去除色素等杂质，能够达到相对理想的净化效果[18-19]。近年来国际上最新发展并应用较广 的 QuEChERS （Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe）法，是一种快速、简单、低成本、有效、稳定、安全的适用于多种农药残留检测的前处理技术。该方法最早由Anastassiades等[20]于2003年提出，最初采用乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）等吸附剂对提取样品进行分散相萃取净化，并结合GC-MS、LC-MS等方法进行后续检测，之后又被国内外研究者进行了诸多改良，以适应更为复杂的样品基质[21-22]。

荣杰峰等[23]采用羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）结合PSA和MgSO4为吸附剂作为改进的QuEChERS-气相色谱-质谱法检测茶叶中有机磷农药残留，得到了较好的净化效果，实现了21种有机磷农药的快速检测。该方法对茶叶样品中有机磷农药的回收率81.5%～109.4%，相对标准偏差2.3%～10.6%，最低检出限范围0.001～0.040 mg/kg，能够满足茶叶中常见的有机磷农残检测要求，同比其他检测方法，能够实现较为精准的、种类范围更广的有机磷农药残留检测。

与此同时，改良的QuEChERS前处理方法能够在一定程度上降低基质干扰，简化前处理步骤，实现高效同时检测多种残留农药，但针对茶叶基质的QuEChERS方法却少有统一标准[24]，该方法的样品细化研究将成为茶叶农药多残留检测新技术的突破点之一。Qin等[25]采用自动化多插件净化装置（m-PFC）对QuEChERS前处理方法进行改良，实现了特定样品中0.001～1.000 mg/kg范围的多种农药残留检测，平均回收率达83%～108%。

2.3 茶叶中农药检测新方法

2.3.1 免疫分析检测法 相比于传统的理化检测方法，免疫分析检测法以其灵敏度高、耗时短、操作简便、专一性强等优势逐渐占据农药残留检测技术要位[26]，广泛应用于蔬菜、水果、茶叶等样品中该类农药的残留检测[27]。目前用于茶叶中农药残留检测的免疫分析技术主要有酶联免疫吸附测定法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay，ELISA）、 放射免疫测定法（radioimmunoassav，RIA）和荧光免疫分析法（fluorescence immunoassay，FIA），但各种方法优势及目的性各异，多用于特定种类农药的快速检测，尚有一定的操作局限。

例如，LI等采用ELISA法和半定量胶体金免疫层析（GICA）检测农药噻虫胺，检测限分别为25.6和 3.8 ng/mL， 相对标准偏差 3.%～12.8%，78%～114.5%，其中胶体金单克隆抗体探针视觉检测限为8 ng/mL，可通过肉眼检测[28]。赵颖等采用基于竞争免疫层析法研制金标速测试纸条，该方法获得的单克隆抗体抗体效价大于1∶10 000，对啶虫脒肉眼判断的检出限为10 ng/mL，茶叶中啶虫脒的实际检出限为0.5 mg/kg，检测时间10 min，符合检测要求，实现了检测茶叶中啶虫脒的快速检测与残留诊断[29]。

Wang等通过壳聚糖将氰戊菊酯抗体以戊二醛修饰交联的方式固定在玻碳电极玻碳电极（glassy carbon electrode，GCE）上，以 Fe（CN）63-/Fe（CN）64-为探针检测反应过程中电阻的变化以测定氰戊菊酯类农药残留量，该实验结果显示，在0.001～0.1 mg/L范围内线性关系良好，检出限0.80 μg/L[30]。该方法应用于茶叶中拟除虫菊酯类农残的检测，操作简单、灵敏度高、线性范围宽，且实验用HCl及NaOH等溶剂可回收再利用。免疫检测法及相关免疫传感器的研究将成为茶叶中农药残留高精度检测发展的新趋势。

2.3.2 纳米材料法 纳米材料具有光学、电学、磁学、化学等多方面优势，在农药残留检测上多用于前期农残分离富集、去除样品基质干扰[31]，以发挥其高效吸附净化能力。国内外研究者对引进纳米技术的农残检测方法进行了较多尝试与改进，如Lei等[32]采用磁性碳纳米管作为前处理吸附剂，通过优化震动吸附时间和频率、洗脱条件等，结合高效液相色谱-紫外检测法测定茶叶中高效氟氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、苯醚氰菊酯的检出限分别为0.017，0.010，0.018 μg/g，在 0.05～25 μg/g 范围内呈线性关系，样品回收率82.2%～94.4%，达到较好的检测精度。

此外，石墨烯及其衍生产物作为新型纳米材料在茶叶农残检测中的应用较广。如Chen等[33]通过物理沉积的方法将石墨烯固定在不锈钢丝表面，首次制备了粗糙多孔的石墨烯涂层固相微萃取（SPME）纤维，用于萃取环境水样中的菊酯类杀虫剂，体现了该材料的良好针对性吸附性能。Guan等[34]运用改进的QuEChERS技术和基于氨基修饰石墨烯的反相分散固相萃取（r-DSPE）技术作为基质处理方案，联合LC-MS/MS法对食品中的24种农药进行检测，整体平均回收率70.1%～109.7%，相对标准偏差＜15.6%该方法仍然满足1～10 μg/kg的高精度检测需求。

同时，纳米电化学传感器在农药残留的快速检测技术也不断发展，在增强传感器稳定性和提高检测灵敏度等方面具有明显优势[35-36]。

综上，QuEChERS与高效液相色谱、质谱联用结合纳米粒子的检测新技术[37]，免疫分析法与纳米技术联合使用的新方法的研究，将成为食品中农药残留检测新技术研发的重点内容。

3 展 望

多农药残留同时检测方法是必然趋势。随着茶叶相关质量认证体系的完善、检测项目及限量指标的增加，更快速、精确、高效的多农药残留同时检测方法是日后研究的必然趋势。针对茶叶基质特性的前处理及检测方法将不断更新，更加简化的净化机制有待研发。

传统检测方法的改进与新方法的运用。逐渐降低的检测限量要求具有绝对优势的新检测技术的开发，除了传统技术的不断更新，生物传感技术与纳米技术作为农药检测等前沿技术将成为茶叶中农药残留检测的研究重点，各种新技术的联合运用更有助于新方法的建立。

加强茶叶科学种植体系建设，从源头上合理运用农药、降低农药施用率也将成为日后重点研究的方向之一。