茶叶质量安全研究“十三五”进展及“十四五”发展方向

周利 王新茹 张新忠 杨梅 孙荷芝 罗逢健 楼正云 陈宗懋

摘要：围绕茶叶中可能存在的对饮茶者造成健康风险的物质展开讨论，主要总结了“十三五”期间在茶叶中农药行为特征、农药选用原则、污染物来源解析、检测技术、标准法规等方面取得的进展。分析讨论了“十四五”期间的主要研究内容和发展方向，为茶叶质量安全研究提供参考。

关键词：茶;农药;质量安全;“十三五”;进展;“十四五”;发展方向

Research Progress on Tea Quality Safety during the

13th Five-Year Plan Period and Development

Direction in the 14th Five-Year Plan Period

ZHOU Li， WANG Xinru， ZHANG Xinzhong， YANG Mei， SUN Hezhi，

LUO Fengjian， LOU Zhengyun， CHEN Zongmao*

Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China

Abstract： Discussed the possible substances in tea that may pose health risks to tea drinkers， mainly summarized the

progress on the behavioral characteristics of pesticides in tea， the principles of pesticide selection， source analysis of

pollutants， testing techniques， standards and regulations during the "13th Five-Year Plan" period，and the existing

problems and the development direction on tea quality safety research in the "14th Five-Year Plan" were also presented

to provide references for the research of tea quality safety.

Keywords： tea， pesticide， quality safety， the 13th Five-Year Plan， progress， the 14th Five-Year Plan， development direction

我国茶叶在世界茶产业中占有重要地位，茶叶产量占世界茶叶产量的比例超过40%。因此中国茶叶的质量安全关系着世界饮茶者的健康。本文主要围绕茶叶中可能存在的对饮茶者造成健康风险的物质展开讨论，总结了“十三五”期间在茶叶中农药行为特征、农药选用原则、污染物来源解析、检测技术、标准法规等方面取得的进展，讨论了茶叶质量安全方面的关注点及“十四五”重点发展方向。

一、“十三五”期间茶叶质量安全研究进展

1. 茶叶中农药行为特征研究

茶叶中农药行为研究主要指的是农药在茶及相关联介质中的残留、消解、转移、代谢、传导、累积等行为。我国茶区主要分布在温带和亚热带地区，且大多为单一种植，这种环境同样适宜病虫草害的发生。化学防治作为茶园有害生物绿色防控技术体系的组成部分，仍发挥重要作用，尤其在害虫暴发期，化学农药的速效性对于保障茶叶产量和質量起着至关重要的作用。由于农药不合理使用引起的茶叶中农药残留问题，是茶叶质量安全的首要问题。探明农药在茶叶中的行为规律，是指导农药使用和提高茶叶质量安全的必要步骤。“十三五”期间，农药在茶叶种植、加工、冲泡过程中的残留、降解和转移规律仍是重要关注点，农药在茶叶中的代谢、传导和累积行为研究成为新的关注点。

中国农业科学院茶叶研究所研究人员解析了多种农药的残留降解和转移规律，为农药合理使用提供了依据。虫螨腈[1]、茚虫威[2]、乙基多杀菌素[3]和吡丙醚[4]在一芽二三叶采摘标准下的消解速率均较快，半衰期在0.7 ～ 3.3 d;在红茶和绿茶加工过程中的消解率为34.9% ～ 68.2%，高于多菌灵[5]（2.8% ～ 26.7%）、吡蚜酮[6]（9.4% ～ 23.7%）在茶叶加工过程中的消解率;在冲泡过程中从干茶转移到茶汤中的浸出率在2.2% ～ 27.7%，显著低于多菌灵[5]、吡蚜酮[6]、氟啶虫酰胺[7]的浸出率（58.7% ～ 100.0%）。基于其快速田间消解、高加工消解率和低茶汤浸出率的特点，虫螨腈、茚虫威等作为高效低风险农药在我国茶园中被广泛应用。

农药在茶叶中的代谢、吸收和累积行为研究取得初步进展，为全面评价农药代谢物和环境对茶叶质量安全的影响提供了依据。在喷雾施药条件下，氟啶虫酰胺在茶叶生长加工过程中生成降解产物TFNG、TFNA和TFNA-AM，且生成最多的TFNG的浸出率高于母体[7];茚虫威[2]、吡丙醚[4]手性对映体之间的转化趋势相异，代谢产物也存在差异。除化学农药外，对植物生长调节剂赤霉酸的代谢行为也进行了研究[8]。Jiao等[9-10]开展了基于茶叶悬浮细胞的农药代谢研究，鉴定出噻虫嗪、吡虫啉、氯噻啉、啶虫脒的多种代谢产物。在水培条件下，草甘膦可被茶树幼苗根系吸收，并代谢生成氨甲基膦酸（AMPA），且草甘膦母体和代谢物均可通过木质部和韧皮部转移至茎和叶片组织，草甘膦在嫩芽中的累积量低于成熟叶片[11]。因此，茶园环境中的残留农药可被茶树吸收、转运并富集于茎和叶，可能增加对饮茶者的健康风险。

2. 茶园农药选用原则研究

為最大程度降低由于化学农药使用造成的茶叶质量安全风险和环境安全风险，首先要解决的是如何选择合适的化学农药品种。根据茶叶的特殊性，其摄入方式不同于其他食品，饮茶者往往用沸水冲泡干茶后，饮入茶汤，弃去茶渣。因此只有在冲泡过程中进入茶汤的农药残留量，即“有效风险量”，才能造成健康风险。为了科学评估健康风险和制定农药最大残留限量（Maximum residue limits，MRLs），农药在冲泡过程中的转移规律被广泛研究。Jaggi等[12]对13种农药的浸出率研究发现，浸出率的对数与水溶解度（Ws）的对数呈线性正相关，与正辛醇/水分配系数（Kow）的对数呈线性负相关。Chen等[13]的研究也得出类似结论，农药的Ws的对数越大、Kow的对数越小，浸出率则越高。Wang等[14]通过系统研究42种农药浸出规律发现，Ws是茶汤有效风险量的重要决定因素，并建立了基于Ws的浸出率预测经验模型，明晰了Ws可作为茶园用药安全性的重要选择指标。此外，茶叶的冲泡方式（如冲泡温度、冲泡时间、冲泡次数）、整碎程度、自身性质（如含油率）等也是影响农药浸出率的因素。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的浸出率随着冲泡次数的增加而逐渐减少，茶汤中的残留量与干茶中残留量呈正相关[15];吡蚜酮、高效氯氟氰菊酯等农药在接触面积更大的碎茶中的浸出率明显高于整茶[6，16]。

农药在茶园的残留半衰期是表征农药在茶园环境变化的重要参数，残留半衰期越短，采收的茶叶鲜叶中的农药残留量越低;蒸汽压为表征农药在加工过程消解的关键参数，蒸汽压越高，加工过程中的农药损失率越高;农药的每日允许摄入量ADI值和大鼠急性致死中量是农药急慢性健康风险的指标，鱼类和蜜蜂的毒理学是农药生态毒性的指标，陈宗懋院士团队建立了农药半衰期、蒸汽压、Ws、大鼠的急性致死中量LD50、ADI、对鱼和蜜蜂的急性毒性7个参数作为茶园用药安全性评价指标的茶园农药安全选用准则[17]。每个指标按照分级标准进行1 ～ 5分评分，乘以对应因素的权重系数，得到权重分值，分值越低表示该农药在茶园中使用安全性越高，7个指标的权重累计值（S）<25的化学农药可推荐茶园应用。其中农药Ws、残留半衰期和ADI是茶园安全选药中最重要的3个评价因素。因此高水溶性、长残效期和高毒农药不适于茶园应用，该原则为茶园高效低风险化学农药的筛选和农药安全选用提供了指导。

3. 茶叶中污染物来源解析

除农药残留外，茶叶中蒽醌（9，10-蒽醌）、高氯酸盐、塑化剂、多环芳烃、氟、铅、铝等污染物也是我国茶叶质量安全的重要影响因素，其中新型污染物蒽醌、高氯酸盐是“十三五”期间茶产业关注的热点。茶叶中污染物输入可能发生在茶叶种植、加工和包装运输等全链条环节[18]，明晰其转移规律、生成机理和污染源是污染物控制的前提。

由于蒽醌的潜在致癌性，欧盟制定茶叶中MRLs限量标准为0.02 mg/kg。“十三五”期间，蒽醌位列欧盟通报我国茶叶超标风险因素首位。陈宗懋院士团队突破了茶叶基质干扰和蒽醌回收率低的难题，建立了溶剂提取、弗罗里硅土填充柱净化的蒽醌低成本高灵敏度检测新技术，定量限在0.01 mg/kg[19]。通过考察蒽醌在茶叶种植、加工和储藏中的转移转化规律，明确了在正常栽培方式下，环境中的蒽醌较难造成茶叶中蒽醌含量超标;加工过程是茶叶中蒽醌含量超标的关键环节，尤其是加工过程中煤和柴的使用可造成茶叶中更高的蒽醌残留水平;蒽醌阳性包装材质与茶叶的直接接触会使得茶叶中蒽醌含量较快增加，明确了加工过程中煤和柴的使用引起的烟尘污染和含蒽醌的包装物是茶叶中蒽醌的主要来源，提出了采用清洁化能源、选择低含量蒽醌纸板箱和透气透湿性差的包装袋等控制技术。2019年我国输欧茶叶中蒽醌通报次数占总通报次数的比例较2015年下降30%。

高氯酸盐会通过竞争性抑制碘的吸收而造成人体甲状腺功能受损，我国茶叶中高氯酸盐的检出率高于90%[20-22]。Liu等[21]首次报道了茶鲜叶中高氯酸盐的残留水平随鲜叶成熟度增加而增加的规律，表明种植环节可能是其重要污染途径;张南等[22]发现安徽西部茶园成熟叶高氯酸盐的含量为嫩芽的17倍。Liang等[23]开展的高氯酸盐在茶树中的行为特征和亚细胞分布规律研究，揭示了茶树体内的高氯酸盐可发生双向传导，既能向上传导至顶芽，也可向下转移至土壤中;高氯酸盐在茶树组织中的累积规律为成熟叶>嫩叶>根，这是不同成熟度鲜叶制成的干茶中高氯酸盐含量差异的原因;高氯酸盐在茶树中的强移动性源于其在细胞壁和细胞器的固定比例较少。此外烟花燃放和垃圾焚烧厂释放的烟气也可造成茶叶中高氯酸盐含量升高。因此可通过控制种植环境中受污染的茶园投入品的使用、控制烟花燃放等措施减少茶叶中高氯酸盐的污染。

此外，“十三五”期间，茶叶中塑化剂的污染评价进一步扩展至种植环节的环境污染[24]和冲泡过程可能接触到的塑料制品等载体的研究[25-26]。

4. 茶叶中风险物质检测技术研究

“十三五”期间，茶叶中风险物质检测技术研究的发展主要表现在：高分辨质谱技术的发展和应用，实现了由靶向目标物筛查到智能化非靶向目标物定性高通量筛查的提升;免疫分析等特异性技术的发展实现了快速检测技术和产品的实际应用。

色谱质谱技术联用是检测领域的一次飞跃，同时实现了化合物的定性和定量分析。在传统实验室风险物质筛查和检测过程中，气相色谱、液相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用技术仍是主要技术，《食品安全国家标准 茶叶中448种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-质谱法》（GB 23200.13—2016）采用液相色谱-质谱建立了448种农药的残留测定方法，《茶叶中519种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》（GB/T 23204—2008）采用气相色谱-质谱建立了519种农药的残留测定方法。实验室时间飞行质谱和轨道阱质量分析器的质量分析能力可达104 ～ 105，质量精度可提升至10-6级，并且可与四极杆串接使用，实现了在全扫描的模式下同步测定茶叶中数百种农药的残留[27-29]，显著提高了茶叶中农药筛查的效能。

传统实验室中风险物质的测定需依賴大型精密检测设备和特定的操作环境，往往不能满足现场、实时测定的需求。中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士课题组与浙江大学朱国念课题组合作开发的基于直接竞争免疫层析原理的金标速测试纸条，实现了茶叶中吡虫啉和啶虫脒的快速、灵敏、实时、可视化监测，最低检测限可达0.05 mg/kg[30-32]，能满足国内外MRLs标准的要求。“十三五”期间该种速测试纸条已在茶叶企业、茶叶基地和科研院所推广应用了3万多套，时间成本和检测成本下降了90%。基于量子点的荧光侧流免疫色谱条（LFICS）和特异性抗体，建立了茶叶中新烟碱类吡虫啉、氯噻啉和噻虫胺的残留量的同步测定，荧光可视的检测限为0.5 ～ 1.0 ng/mL[33]。

此外，随着纳米材料的制备和功能化技术的日趋完善，还开展了纳米传感器、表面增强拉曼光谱技术在茶叶中农药残留快速检测方面的探索性研究。胡薇薇[34]将核酸适配体与纳米材料技术相结合，构建了荧光共振能量转移效应的纳米生物传感器，用于茶叶中啶虫脒的检测，检出限为3.2 mol/L。

5. 标准法规建设

MRLs是以法规形式标明的采收加工后茶叶中风险物质的极限含量，是田间和其他过程管理及风险评价的参照标准。陈宗懋等[30]通过识别干茶和茶汤中农药和污染物残留量差异，明确国际上沿用40多年的以干茶中的残留量为基准制定MRLs的惯例，过高估计了通过饮茶造成的人体健康风险，率先提出以茶汤中残留量作为“有效风险量”的概念。构建以有效风险量制定MRLs标准的新原则，重构茶叶中MRLs制订的国际规范。作为国际MRLs限量参照标杆，目前国际食品法典委员会（CAC）制定了25项茶叶中MRLs，其中“十三五”期间新增虫螨腈、甲氰菊酯、吡虫啉、吡唑醚菌酯和螺虫乙酯5种农药在茶叶中的MRLs标准。

在茶园农药残留限量方面，2021年9月3日，由农业农村部、国家卫生健康委员会、国家市场监督管理总局三部委联合发布的《食品安全国家标准  食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）正式实施。该标准中规定了564种农药在376种（类）食品中的MRLs标准10 092项，是“十三五”期间我国MRLs标准制定方面积累的重大成果。自2005年以来，我国茶叶中MRLs标准历经9次制修订，现有标准106项。与以往标准相比，GB 2763—2021中茶叶MRLs标准呈现出以下新特点。

（1）首次制定了饮料类组限量

按照我国农业农村部第1490号公告《用于农药最大残留限量标准制定的作物分类》，茶叶属于饮料类。此前，我国尚未对饮料类单独制定过MRLs标准，只针对饮料类中的具体作物，比如茶叶、菊花等制定了单独的MRLs标准。GB 2763—2021首次对36种农药制定了饮料类MRLs组限量。该类别限量严格（0.01 ～ 0.05 mg/kg），其中含6种禁限用农药，不含我国登记的茶园用药，因此在正常使用条件下，此次组限量的增加对我国茶园农药使用造成的影响较小。

（2）茶叶中MRLs标准限量数增加明显，限量标准要求严格

与2019年相比，我国茶叶中MRLs标准新增41项，其中伊维菌素（0.2 mg/kg）、烯啶虫胺（1 mg/kg）和啶氧菌酯（20 mg/kg）是我国茶园登记农药。除该3种农药外，其他新增MRLs均≤0.05 mg/kg。高风险禁用农药克百威、乙酰甲胺磷、三氯杀螨醇3种农药的MRLs分别从0.05 mg/kg、0.1 mg/kg和0.2 mg/kg降至0.02 mg/kg、0.05 mg/kg和0.01 mg/kg。我国于2017年修订发布的《食品安全国家标准  食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中取消了稀土限量，仅对茶叶中铅含量的限量规定为5.0 mg/kg。

在茶园农药使用方面，农业农村部和国家质量监督检验检疫总局颁布了《农药合理使用准则（十）》（GB/T 8321.10—2018），对茶叶中使用的丁醚脲、除虫脲、氯噻啉、苯醚甲环唑等农药的施药量（浓度）、施药方法、施药次数、安全间隔期作出规定。

“十三五”期间，我国陆续对茶叶中使用的一些农药或化学品采取了禁用措施。农业农村部发布了第2445号、第2552号、148号（2019）公告，禁限用2，4-滴丁酯、乙酰甲胺磷、乐果、丁硫克百威、硫丹、溴甲烷和氟虫胺;生态环境部发布了第10号公告，禁用林丹。至2023年1月，我国将禁止60多种（类）农药和化学品在茶叶中的使用。

二、茶叶质量安全存在的问题及

“十四五”发展方向

“十三五”期间，茶叶质量安全研究取得了重要进展。随着“健康中国”战略的提出并深入实施，人们对食品安全提出了更高的要求。茶叶肩负乡村振兴的历史使命，同时是我国与世界交流的重要载体。因此，茶叶质量安全仍将是世界关注热点。随着科技水平的发展、研究学科的拓展和茶产业链的延伸，“十四五”期间需要在以下方面加强关注和研究。

1. 风险物质行为学研究

农药、污染物等风险物质在茶叶种植、加工、包装储运、冲泡等过程中的残留降解和转移规律仍是茶园农药使用、风险评价、MRLs制定研究的基础方面，但目前对该过程中母体化合物的关注较多，缺乏对代谢物、对映体、辅助成分等可能增毒的化合物的行为研究和安全性评价;从茶叶中农药残留的来源角度分析，以往研究大多基于茶园中农药最主要的输入方式——喷施方式，形成茶树—茶叶—茶汤的途径研究，随着茶园农药使用年份的延长，茶园土壤健康及土壤中残留农药对茶叶质量安全的影响逐步纳入了茶叶中农药行为学研究，与其他农作物相比，茶树中该方面的研究刚刚起步。随着代谢组学的进一步拓展应用，农药残留及其降解产物对茶叶品质成分的影响将会逐步开展。

2. 茶园农药安全选用和使用

我国茶园存在化学农药使用量偏多、农药品种选择不当等问题。近10年来，我国茶叶中高水溶性农药吡虫啉和啶虫脒残留普遍存在，平均检出率高达45.0% ～ 49.2%，由于两种农药的高Ws导致的高浸出率（60% ～ 97%），如按我国制定的茶叶中MRLs标准（吡虫啉0.5 mg/kg，啶虫脒10 mg/kg）计算，饮茶者每天通过饮茶摄入的吡虫啉和啶虫脒的量最高可达5.3 ～ 12.7 μg，存在健康安全风险。因此，不应选择吡虫啉、啶虫脒等高水溶性新烟碱类农药在茶园应用，并建议修订对应的残留限量。同时应避免其他新烟碱类农药如呋虫胺、噻虫嗪、噻虫啉、噻虫胺及有机磷类农药在茶园使用。

3. 污染物解析和产业调控

茶叶产业链长可能造成茶叶污染的环节较多。我国对于农药残留等已知风险物质的研究体系较为成熟，而对于茶叶中未知风险物质的基础研究刚刚起步。

“十三五”期间，欧盟陆续对茶叶中新型污染物蒽醌、高氯酸盐、邻苯二甲酰亚胺、吡咯里西啶进行了系统筛查和风险评价，以此为基础制定的MRLs严重阻碍了我国茶叶的对外出口贸易。因此，解析茶叶全产业链中的可能有害物质及转移规律，制定科学合理的MRLs標准，对于保护饮茶者健康和茶叶出口贸易具有重要意义。鉴于茶产业中出现的蒽醌、多环芳烃的污染来源，加工过程中的传统燃料极易引起茶叶中有害物质含量升高，故需开展重点关键因子的产业调控技术研究。

4. 茶叶中风险物质的快速测定技术

茶叶中风险物质的实时现场快速测定，是把控终端茶叶质量安全和降低经济损失的重要手段。与其他蔬菜水果等农作物相比，茶叶内含成分种类多，基质较为复杂，增加了茶叶中风险物质的速测技术和产品研发的难度。随着纳米材料技术、芯片技术、表面增强拉曼光谱技术等小型化、高灵敏度技术的发展，“十三五”期间研发了茶叶及相关产品中新烟碱类农药、有机磷农药、高氯酸盐等速测技术和产品，但尚未完全覆盖茶叶质量安全需求，缺乏产业急需的高风险农药的速测技术和产品。多学科交叉实现茶叶中风险物质的快速测定和便携高灵敏速测产品的开发将是学科研究重点。

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