茶葉中農(nóng)藥殘留檢測(cè)及膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

殷雪琰， 王潔瓊， 王國慶， 羅漪漣， 朱佳明， 翟云忠

(1.常州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，江蘇 常州 213002； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，浙江 杭州 310008)

作為世界三大飲料(咖啡、可可、茶葉)之一，茶葉已成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵泛椭匾膰H貿(mào)易商品[1-2]，茶葉中的農(nóng)藥殘留問題則是制約茶葉質(zhì)量安全的主要因素[3]，其質(zhì)量狀況既影響茶葉的健康消費(fèi)，也關(guān)系行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。許多國家及國際組織均對(duì)茶葉中的農(nóng)藥殘留制定了最大殘留限量(MRLs)[4-5]，《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2021)[6]中規(guī)定了茶葉中71項(xiàng)農(nóng)藥的MRLs標(biāo)準(zhǔn)，日本和歐盟分別規(guī)定了茶葉中230種和502種農(nóng)藥的MRLs[7]。面對(duì)種類繁多的農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)藥殘留的監(jiān)控也變得困難重重。因此，如何采用先進(jìn)的分析檢測(cè)技術(shù)，避免復(fù)雜的基質(zhì)干擾，準(zhǔn)確檢測(cè)產(chǎn)品中多農(nóng)藥痕量殘留顯得極為重要。

目前茶葉中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的常用方法是采用QuEChERS方法進(jìn)行樣品的前處理，再根據(jù)目標(biāo)化合物的不同性質(zhì)，分別利用氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法[8-9]及液相色譜、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[10-11]。固相分散萃取樣品處理一體機(jī)(Sio-dSPE)法是基于QuEChERS方法開發(fā)的一種新型快速樣品前處理設(shè)備，將QuEChERS方法中的提取劑(NaCl、無水MgSO4和緩沖鹽)和凈化劑(C18、PSA、GCB和無水MgSO4)等材料填入整合套管內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)一體化提取凈化，大大縮短凈化時(shí)間，大幅提高前處理效率，且對(duì)人體安全，對(duì)環(huán)境友好。結(jié)合靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜(Orbitrap)，采用高分辨全掃描的模式(無目標(biāo)化合物限制)，在復(fù)雜基質(zhì)中開展大量農(nóng)藥的同時(shí)篩查，并且實(shí)現(xiàn)樣品(非目標(biāo)成分)回顧性分析，大大提高了檢測(cè)目標(biāo)物數(shù)量，更適用于痕量分析。

通過檢測(cè)獲得茶葉中農(nóng)藥殘留量，但這些藥物殘留量是否會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害呢？世界衛(wèi)生組織(WHO)/聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)一起成立了農(nóng)藥殘留聯(lián)席會(huì)議(JMPR)，提出對(duì)農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。本文運(yùn)用FAO/WHO提出的農(nóng)藥殘留膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[12]，對(duì)常州地區(qū)溧陽白茶和金壇雀舌兩種茶葉中農(nóng)藥殘留膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析與評(píng)估，明確茶葉農(nóng)藥殘留污染和膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)，并分析影響茶葉質(zhì)量安全的主要農(nóng)殘項(xiàng)目，同時(shí)評(píng)估現(xiàn)有農(nóng)藥最大殘留限量對(duì)消費(fèi)者的保護(hù)水平，旨在明確常州地區(qū)茶葉的質(zhì)量安全情況。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試茶葉為常州地區(qū)溧陽白茶和金壇雀舌。

1.2 儀器試劑

UltiMate 3000/Q Exactive 高分辨液質(zhì)聯(lián)用儀(美國Thermo公司)；固相分散萃取樣品處理一體機(jī)(Sio-dSPE 6512，北京本立科技有限公司)。

丙酮、乙腈(色譜純，CNW公司)；提取鹽包包括5.5 g MgSO4、1.5 g NaCl、1 g檸檬酸鈉和1.5 g檸檬酸二鈉鹽緩沖體系(北京本立科技有限公司)；凈化包包括100 mg PSA、100 mg C18、100 mg GCB和600 mg無水MgSO4(北京本立科技有限公司)；試驗(yàn)用水為超純水(經(jīng)Milli-Q超純水器純化)。

121種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品(100 mg·L-1，每支1 mL)，購于上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。用甲醇配制濃度均為10 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于-18 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 分析方法

1.3.1 氣相條件

色譜柱為Thermo Accucore aQ C18(150 mm×2.1 mm，2.6 μm)。流動(dòng)相A為98∶2(W：M)，流動(dòng)相B為2∶98(2為5 mmol·L-1甲酸銨和0.1%甲酸水溶液，98為5 mmol·L-1甲酸銨和0.1%甲酸甲醇溶液)；流速為0.4 mL·min-1；柱溫為25 ℃；梯度洗脫程序?yàn)? 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 質(zhì)譜條件

質(zhì)譜條件。電噴霧離子源(ESI)溫度為350 ℃，噴霧電壓為3.0 kV，傳輸金屬毛細(xì)管溫度為325 ℃，鞘氣40 arb，輔助氣10 arb，掃描范圍為100～1 000m/z(正、負(fù)離子切換模式)；一級(jí)質(zhì)譜全掃描分辨率為R=70 000；C-trap最大容量(AGC target)為1×106；C-trap最大注入時(shí)間為200 ms；數(shù)據(jù)依賴二級(jí)子離子全掃(ddMS2) 分辨率R=17 500；歸一化碰撞能量為35 eV±50%；C-trap最大容量(AGC target)為2×105；C-trap最大注入時(shí)間為60 ms。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)液配制

用基質(zhì)空白提取液稀釋121種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，根據(jù)檢測(cè)要求采用基質(zhì)本底液稀釋成相應(yīng)的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)工作溶液現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.5 樣品前處理方法

稱取已均質(zhì)好的茶葉試樣2.0 g(精確到0.01 g)于提取管中，加入4 mL水和10 mL乙腈，加入乙酸緩沖鹽體系提取鹽包(1.2)和1包鋯珠(24顆)，凈化管中已預(yù)置好凈化劑(1.2)。將整合套管擰緊置于本立固相分散萃取樣品處理一體機(jī)(Sio-dSPE)上進(jìn)行前處理。

Sio-dSPE程序設(shè)置。第一步為振蕩轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1，振蕩10 min；第二步為離心轉(zhuǎn)速4 000 r·min-1，離心5 min；第三步為振蕩轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1，振蕩3 min；第四步為離心轉(zhuǎn)速4 000 r·min-1，離心3 min。處理結(jié)束后打開定容塞，從凈化管中取上清液過0.22 μm微孔濾膜供質(zhì)譜測(cè)定。

1.6 樣品采集

按常州茶葉種植面積、分布情況、生產(chǎn)比重等情況分溧陽白茶和金壇雀舌兩個(gè)品種設(shè)置采樣點(diǎn)，每份樣品不少于500 g，分兩份裝，采樣時(shí)間為3—6月，采樣地點(diǎn)為溧陽和金壇兩個(gè)主要產(chǎn)茶縣區(qū)共設(shè)置22個(gè)采樣點(diǎn)，采集茶葉樣品 70份。

1.7 膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

膳食暴露評(píng)估是食品危險(xiǎn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要組成部分，也是膳食安全性衡量的主要指標(biāo)，膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)按公式計(jì)算[13]。

NEDI=(ΣSTMRi×Fi)/bw。

(1)

式中：NEDI為某種農(nóng)藥的國家估算每日攝入量[mg·(kg·d)-1]；STMRi為某農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品中的規(guī)范試驗(yàn)殘留中值(mg·kg-1)；Fi為一般人群對(duì)某農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)量(kg·d-1)(按照FAO統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國居民每人每天飲茶11.4 g[14])；bw為消費(fèi)者平均體重(kg，按63 kg計(jì))。膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)按NEDI/ADI比值判斷，其中ADI為每日允許攝入量。當(dāng)NEDI/ADI ≤1時(shí)，表示攝入風(fēng)險(xiǎn)在可接受范圍內(nèi)；當(dāng)NEDI/ADI>1時(shí)，表示有不可接受的慢性風(fēng)險(xiǎn)。

1.8 農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)排序分析

運(yùn)用英國食品標(biāo)準(zhǔn)局風(fēng)險(xiǎn)排序體系[15]進(jìn)行農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序，參照風(fēng)險(xiǎn)排序指標(biāo)賦值[16-17]。各農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)得分按式(2)計(jì)算，農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)得分越高，殘留風(fēng)險(xiǎn)越大。

S=(A+B)×(C+D+E)×F。

(2)

式中：S為殘留風(fēng)險(xiǎn)得分；A為毒性得分，采用急性經(jīng)口毒性的半數(shù)致死量(LD50)；B為毒效得分，采用ADI值；C為膳食比例得分；D為農(nóng)藥使用頻率得分；E為高暴露人群得分；F為殘留水平得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 高分辨質(zhì)譜條件優(yōu)化

參照歐盟EC 2002/657質(zhì)譜方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)多級(jí)質(zhì)譜確證必須提供4個(gè)識(shí)別點(diǎn)，高分辨質(zhì)譜是對(duì)化合物的精確質(zhì)量數(shù)進(jìn)行全掃描，其每個(gè)離子被定義為2個(gè)定性點(diǎn)，且相對(duì)豐度在基峰10%以上的離子均可作定性離子使用。按此規(guī)則，利用Q Exactive，只需1個(gè)母離子和1個(gè)子離子即可完成對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的確證。高分辨質(zhì)譜在60 000分辨率下，能達(dá)到7.0 spectrum·s-1以上的采集速率，在3～10 s(化合物色譜峰寬)時(shí)間內(nèi)，其掃描的點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)多于8～10個(gè)，且每個(gè)掃描點(diǎn)數(shù)上質(zhì)量準(zhǔn)確度保持在1.0 mg·kg-1以內(nèi)，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。121種目標(biāo)物CAS號(hào)、保留時(shí)間、掃描模式、精確質(zhì)荷比、碎片離子、定量限等信息見表1。將121種化合物的保留時(shí)間、精確質(zhì)荷比及二級(jí)特征碎片離子輸入TraceFinder軟件中，建立化合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物快速篩查功能。本試驗(yàn)中采用母離子峰面積進(jìn)行定量。

表1 121種化合物的名稱、CAS號(hào)、保留時(shí)間和質(zhì)譜信息

表1(續(xù))

表1(續(xù))

2.2 方法有效性評(píng)價(jià)

在試驗(yàn)確定的優(yōu)化條件下，在茶葉中準(zhǔn)確加入121種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用相對(duì)應(yīng)的基質(zhì)，配制5、10、50、100、200和500 μg·L-1濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液，采用外標(biāo)法定量檢測(cè)，考察方法回收率、精密度和定量限(LOQ)等方法學(xué)指標(biāo)。結(jié)果表明，121種農(nóng)藥在5～500 μg·L-1以各組分的色譜峰面積對(duì)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度進(jìn)行線性回歸，表1數(shù)據(jù)顯示，相關(guān)系數(shù)(R2)均≥0.990，線性關(guān)系良好；采用空白樣品添加經(jīng)Sio-dSPE前處理的方式，考察方法中121種農(nóng)藥的定量限(LOQ)為2.5～10 μg·kg-1；對(duì)121種化合物在茶葉基質(zhì)中進(jìn)行50 μg·kg-1濃度水平加標(biāo)回收試驗(yàn)，平行測(cè)定6次，在茶葉基質(zhì)中的方法的回收率為66.7%～123.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差 ≤11.2%，符合農(nóng)藥殘留分析的要求。

2.3 農(nóng)藥殘留水平分析

本次共檢測(cè)70個(gè)茶葉樣品，有47個(gè)茶葉樣品檢出農(nóng)藥殘留，農(nóng)殘檢出率為67.1%；共檢出農(nóng)藥22 種，單項(xiàng)農(nóng)藥檢出率為1.43%～41.4%(表2)。其中，有29個(gè)樣品檢出聯(lián)苯菊酯，檢出率最高為41.4%；18個(gè)樣品檢出螺螨酯，檢出率為25.7%。有28個(gè)樣品檢出農(nóng)藥多殘留(同一樣品中檢出2種及以上農(nóng)藥)，檢出率為40%；共有3個(gè)樣品中檢出農(nóng)藥9種(單個(gè)樣品中最高農(nóng)藥檢出數(shù))。由于本試驗(yàn)采用高分辨質(zhì)譜檢測(cè)，提高儀器靈敏度降低樣品檢出限，獲得更高樣品檢出率，參照GB 2763—2021《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》標(biāo)準(zhǔn)，檢出農(nóng)藥殘留均不超標(biāo)。

表2 茶葉樣品中農(nóng)殘檢出情況

2.4 膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)1.7節(jié)膳食評(píng)估計(jì)算公式(1)進(jìn)行膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，風(fēng)險(xiǎn)因子STMR值[18]采用農(nóng)藥殘留水平平均值，風(fēng)險(xiǎn)因子ADI值參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2021《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》。表3顯示，22種農(nóng)藥的ADI均小于1，表明其膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)均可接受。ADI越小，表示膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)越小，表明茶葉農(nóng)藥殘留的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)是完全可以接受。

2.5 農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序

毒性得分(A)根據(jù)農(nóng)藥品種基本信息數(shù)據(jù)庫(FDBI，http：//www.nyfzx.com/)查詢得到的數(shù)值進(jìn)行賦值；毒效得分(B)根據(jù)GB2763—2021標(biāo)準(zhǔn)賦值；膳食比例得分(C)根據(jù)茶葉產(chǎn)量、出口及損耗率計(jì)算，暴露量占總膳食比例<2.5%，賦0分；農(nóng)藥使用頻率得分(D)按當(dāng)?shù)孛考驹诓铇渖嫌盟帯?次，按3次計(jì)賦1份；高暴露人群得分(E)暫無資料判定存在高暴露人群，賦3分；殘留水平得分(F)依據(jù)表3殘留水平對(duì)照GB2763—2021中的MRL給每種農(nóng)藥賦值，氯蟲苯甲酰胺、螺螨酯、甲基硫菌靈、戊菌唑和吡丙醚沒有限量要求，以歐盟限量作參考。

表3 茶葉中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

以公式(2)計(jì)算出22種農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)得分并排序，參照相關(guān)文獻(xiàn)農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)分類[19]，將各農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)按得分高低分為3類：風(fēng)險(xiǎn)得分≥100為高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥。表4顯示，不存在高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥。風(fēng)險(xiǎn)得分在50～100為中風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥，僅螺螨酯1種；風(fēng)險(xiǎn)得分<50為低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥，共有21種。由此可見，本文中評(píng)價(jià)茶葉中農(nóng)藥均處于中低風(fēng)險(xiǎn)。

表4 茶葉中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)排序

3 小結(jié)

本研究基于固相分散萃取樣品處理一體機(jī)凈化和Q Exactive高分辨質(zhì)譜技術(shù)，建立了農(nóng)產(chǎn)品中121種農(nóng)藥殘留的分析方法，分析了70個(gè)茶葉樣品中農(nóng)藥殘留情況，定量檢測(cè)出22種農(nóng)藥殘留，建立該檢測(cè)方法能提高檢測(cè)效率和方法靈敏度，滿足實(shí)際樣品的分析。通過農(nóng)殘膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，本次檢出的22種農(nóng)藥的ADI均小于1，其膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)均在可接受范圍內(nèi)；對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序，所有檢出農(nóng)藥均處于低風(fēng)險(xiǎn)。