茶叶中农药残留检测及膳食摄入风险评估

殷雪琰， 王洁琼， 王国庆， 罗漪涟， 朱佳明， 翟云忠

(1.常州市农产品质量安全中心，江苏 常州 213002； 2.农业农村部茶叶质量监督检验测试中心，浙江 杭州 310008)

作为世界三大饮料(咖啡、可可、茶叶)之一，茶叶已成为人们日常生活的必需品和重要的国际贸易商品[1-2]，茶叶中的农药残留问题则是制约茶叶质量安全的主要因素[3]，其质量状况既影响茶叶的健康消费，也关系行业的可持续发展。许多国家及国际组织均对茶叶中的农药残留制定了最大残留限量(MRLs)[4-5]，《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)[6]中规定了茶叶中71项农药的MRLs标准，日本和欧盟分别规定了茶叶中230种和502种农药的MRLs[7]。面对种类繁多的农药最大残留限量标准，农药残留的监控也变得困难重重。因此，如何采用先进的分析检测技术，避免复杂的基质干扰，准确检测产品中多农药痕量残留显得极为重要。

目前茶叶中农药残留检测的常用方法是采用QuEChERS方法进行样品的前处理，再根据目标化合物的不同性质，分别利用气相色谱法、气相色谱-质谱法[8-9]及液相色谱、液相色谱-串联质谱法[10-11]。固相分散萃取样品处理一体机(Sio-dSPE)法是基于QuEChERS方法开发的一种新型快速样品前处理设备，将QuEChERS方法中的提取剂(NaCl、无水MgSO4和缓冲盐)和净化剂(C18、PSA、GCB和无水MgSO4)等材料填入整合套管内，可实现一体化提取净化，大大缩短净化时间，大幅提高前处理效率，且对人体安全，对环境友好。结合静电场轨道阱高分辨质谱(Orbitrap)，采用高分辨全扫描的模式(无目标化合物限制)，在复杂基质中开展大量农药的同时筛查，并且实现样品(非目标成分)回顾性分析，大大提高了检测目标物数量，更适用于痕量分析。

通过检测获得茶叶中农药残留量，但这些药物残留量是否会对人体产生危害呢？世界卫生组织(WHO)/联合国粮食及农业组织(FAO)一起成立了农药残留联席会议(JMPR)，提出对农药的风险进行评估。本文运用FAO/WHO提出的农药残留膳食摄入风险评估方法[12]，对常州地区溧阳白茶和金坛雀舌两种茶叶中农药残留膳食摄入风险进行分析与评估，明确茶叶农药残留污染和膳食摄入风险，并分析影响茶叶质量安全的主要农残项目，同时评估现有农药最大残留限量对消费者的保护水平，旨在明确常州地区茶叶的质量安全情况。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试茶叶为常州地区溧阳白茶和金坛雀舌。

1.2 仪器试剂

UltiMate 3000/Q Exactive 高分辨液质联用仪(美国Thermo公司)；固相分散萃取样品处理一体机(Sio-dSPE 6512，北京本立科技有限公司)。

丙酮、乙腈(色谱纯，CNW公司)；提取盐包包括5.5 g MgSO4、1.5 g NaCl、1 g柠檬酸钠和1.5 g柠檬酸二钠盐缓冲体系(北京本立科技有限公司)；净化包包括100 mg PSA、100 mg C18、100 mg GCB和600 mg无水MgSO4(北京本立科技有限公司)；试验用水为超纯水(经Milli-Q超纯水器纯化)。

121种农药标准品(100 mg·L-1，每支1 mL)，购于上海安谱实验科技股份有限公司。用甲醇配制浓度均为10 mg·L-1标准储备液于-18 ℃储存备用。

1.3 分析方法

1.3.1 气相条件

色谱柱为Thermo Accucore aQ C18(150 mm×2.1 mm，2.6 μm)。流动相A为98∶2(W：M)，流动相B为2∶98(2为5 mmol·L-1甲酸铵和0.1%甲酸水溶液，98为5 mmol·L-1甲酸铵和0.1%甲酸甲醇溶液)；流速为0.4 mL·min-1；柱温为25 ℃；梯度洗脱程序为0 min，0%B；0～4 min，20%B；4～5.5 min，40%B；5.5～10.5 min，100%B；10.5～12.9 min，100%B；12.9～15 min，0%B。

1.3.2 质谱条件

质谱条件。电喷雾离子源(ESI)温度为350 ℃，喷雾电压为3.0 kV，传输金属毛细管温度为325 ℃，鞘气40 arb，辅助气10 arb，扫描范围为100～1 000m/z(正、负离子切换模式)；一级质谱全扫描分辨率为R=70 000；C-trap最大容量(AGC target)为1×106；C-trap最大注入时间为200 ms；数据依赖二级子离子全扫(ddMS2) 分辨率R=17 500；归一化碰撞能量为35 eV±50%；C-trap最大容量(AGC target)为2×105；C-trap最大注入时间为60 ms。

1.4 标准液配制

用基质空白提取液稀释121种农药混合标准储备液，根据检测要求采用基质本底液稀释成相应的基质匹配标准工作溶液。基质匹配标准工作溶液现用现配。

1.5 样品前处理方法

称取已均质好的茶叶试样2.0 g(精确到0.01 g)于提取管中，加入4 mL水和10 mL乙腈，加入乙酸缓冲盐体系提取盐包(1.2)和1包锆珠(24颗)，净化管中已预置好净化剂(1.2)。将整合套管拧紧置于本立固相分散萃取样品处理一体机(Sio-dSPE)上进行前处理。

Sio-dSPE程序设置。第一步为振荡转速1 000 r·min-1，振荡10 min；第二步为离心转速4 000 r·min-1，离心5 min；第三步为振荡转速1 000 r·min-1，振荡3 min；第四步为离心转速4 000 r·min-1，离心3 min。处理结束后打开定容塞，从净化管中取上清液过0.22 μm微孔滤膜供质谱测定。

1.6 样品采集

按常州茶叶种植面积、分布情况、生产比重等情况分溧阳白茶和金坛雀舌两个品种设置采样点，每份样品不少于500 g，分两份装，采样时间为3—6月，采样地点为溧阳和金坛两个主要产茶县区共设置22个采样点，采集茶叶样品 70份。

1.7 膳食摄入风险评估

膳食暴露评估是食品危险度风险评估的重要组成部分，也是膳食安全性衡量的主要指标，膳食摄入风险按公式计算[13]。

NEDI=(ΣSTMRi×Fi)/bw。

(1)

式中：NEDI为某种农药的国家估算每日摄入量[mg·(kg·d)-1]；STMRi为某农药在农产品中的规范试验残留中值(mg·kg-1)；Fi为一般人群对某农产品的消费量(kg·d-1)(按照FAO统计数据，中国居民每人每天饮茶11.4 g[14])；bw为消费者平均体重(kg，按63 kg计)。膳食摄入风险按NEDI/ADI比值判断，其中ADI为每日允许摄入量。当NEDI/ADI ≤1时，表示摄入风险在可接受范围内；当NEDI/ADI>1时，表示有不可接受的慢性风险。

1.8 农药风险排序分析

运用英国食品标准局风险排序体系[15]进行农药残留风险排序，参照风险排序指标赋值[16-17]。各农药残留风险得分按式(2)计算，农药残留风险得分越高，残留风险越大。

S=(A+B)×(C+D+E)×F。

(2)

式中：S为残留风险得分；A为毒性得分，采用急性经口毒性的半数致死量(LD50)；B为毒效得分，采用ADI值；C为膳食比例得分；D为农药使用频率得分；E为高暴露人群得分；F为残留水平得分。

2 结果与分析

2.1 高分辨质谱条件优化

参照欧盟EC 2002/657质谱方法学标准，对多级质谱确证必须提供4个识别点，高分辨质谱是对化合物的精确质量数进行全扫描，其每个离子被定义为2个定性点，且相对丰度在基峰10%以上的离子均可作定性离子使用。按此规则，利用Q Exactive，只需1个母离子和1个子离子即可完成对目标物质的确证。高分辨质谱在60 000分辨率下，能达到7.0 spectrum·s-1以上的采集速率，在3～10 s(化合物色谱峰宽)时间内，其扫描的点数远多于8～10个，且每个扫描点数上质量准确度保持在1.0 mg·kg-1以内，确保了数据的准确性和稳定性。121种目标物CAS号、保留时间、扫描模式、精确质荷比、碎片离子、定量限等信息见表1。将121种化合物的保留时间、精确质荷比及二级特征碎片离子输入TraceFinder软件中，建立化合物的质谱数据库，实现目标物快速筛查功能。本试验中采用母离子峰面积进行定量。

表1 121种化合物的名称、CAS号、保留时间和质谱信息

表1(续)

表1(续)

2.2 方法有效性评价

在试验确定的优化条件下，在茶叶中准确加入121种农药标准溶液，采用相对应的基质，配制5、10、50、100、200和500 μg·L-1浓度的混合标准液，采用外标法定量检测，考察方法回收率、精密度和定量限(LOQ)等方法学指标。结果表明，121种农药在5～500 μg·L-1以各组分的色谱峰面积对基质标准溶液浓度进行线性回归，表1数据显示，相关系数(R2)均≥0.990，线性关系良好；采用空白样品添加经Sio-dSPE前处理的方式，考察方法中121种农药的定量限(LOQ)为2.5～10 μg·kg-1；对121种化合物在茶叶基质中进行50 μg·kg-1浓度水平加标回收试验，平行测定6次，在茶叶基质中的方法的回收率为66.7%～123.8%，相对标准差 ≤11.2%，符合农药残留分析的要求。

2.3 农药残留水平分析

本次共检测70个茶叶样品，有47个茶叶样品检出农药残留，农残检出率为67.1%；共检出农药22 种，单项农药检出率为1.43%～41.4%(表2)。其中，有29个样品检出联苯菊酯，检出率最高为41.4%；18个样品检出螺螨酯，检出率为25.7%。有28个样品检出农药多残留(同一样品中检出2种及以上农药)，检出率为40%；共有3个样品中检出农药9种(单个样品中最高农药检出数)。由于本试验采用高分辨质谱检测，提高仪器灵敏度降低样品检出限，获得更高样品检出率，参照GB 2763—2021《食品中农药最大残留限量》标准，检出农药残留均不超标。

表2 茶叶样品中农残检出情况

2.4 膳食摄入风险评估

根据1.7节膳食评估计算公式(1)进行膳食摄入风险评估，风险因子STMR值[18]采用农药残留水平平均值，风险因子ADI值参考国家标准GB 2763—2021《食品中农药最大残留限量》。表3显示，22种农药的ADI均小于1，表明其膳食摄入风险均可接受。ADI越小，表示膳食摄入风险越小，表明茶叶农药残留的膳食摄入风险是完全可以接受。

2.5 农药残留风险排序

毒性得分(A)根据农药品种基本信息数据库(FDBI，http：//www.nyfzx.com/)查询得到的数值进行赋值；毒效得分(B)根据GB2763—2021标准赋值；膳食比例得分(C)根据茶叶产量、出口及损耗率计算，暴露量占总膳食比例<2.5%，赋0分；农药使用频率得分(D)按当地每季在茶树上用药≤3次，按3次计赋1份；高暴露人群得分(E)暂无资料判定存在高暴露人群，赋3分；残留水平得分(F)依据表3残留水平对照GB2763—2021中的MRL给每种农药赋值，氯虫苯甲酰胺、螺螨酯、甲基硫菌灵、戊菌唑和吡丙醚没有限量要求，以欧盟限量作参考。

表3 茶叶中农药残留风险评估

以公式(2)计算出22种农药的风险得分并排序，参照相关文献农药风险分类[19]，将各农药风险按得分高低分为3类：风险得分≥100为高风险农药。表4显示，不存在高风险农药。风险得分在50～100为中风险农药，仅螺螨酯1种；风险得分<50为低风险农药，共有21种。由此可见，本文中评价茶叶中农药均处于中低风险。

表4 茶叶中农药残留风险排序

3 小结

本研究基于固相分散萃取样品处理一体机净化和Q Exactive高分辨质谱技术，建立了农产品中121种农药残留的分析方法，分析了70个茶叶样品中农药残留情况，定量检测出22种农药残留，建立该检测方法能提高检测效率和方法灵敏度，满足实际样品的分析。通过农残膳食摄入风险评估，本次检出的22种农药的ADI均小于1，其膳食摄入风险均在可接受范围内；对其进行风险排序，所有检出农药均处于低风险。