茶葉農(nóng)藥殘留檢測前處理新技術(shù)研究進展

摘 要：茶葉作為我國傳統(tǒng)飲品之一，其質(zhì)量安全問題一直以來是行業(yè)關(guān)注的焦點。傳統(tǒng)茶葉農(nóng)藥殘留檢測前處理方法存在著耗時長、操作煩瑣、試劑用量大等方面問題，難以滿足當(dāng)前檢測需求?；诖耍疚母攀鰝鹘y(tǒng)前處理技術(shù)存在的局限性，并從微波輔助萃取技術(shù)、加速溶劑萃取技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)3個方面介紹了前處理技術(shù)新進展。

關(guān)鍵詞：茶葉；農(nóng)藥殘留；檢測前處理技術(shù)

Research Progress on New Pre-Treatment Technologies for Detecting Pesticide Residues in Tea

SONG Hongbo， LI Xupeng， WANG Dong， CHEN Huiping

（Liyang Market Comprehensive Inspection and Testing Center （Jiangsu Tea Product Quality Supervision and Inspection Center）， Liyang 213300， China）

Abstract： As one of the traditional beverages in China， the quality and safety issues of tea have always been the focus of industry attention. Due to the problems of long time consumption， cumbersome operation， and large reagent dosage in traditional tea pesticide residue detection pre-treatment methods， it is difficult to meet the current detection needs. Based on this， this article outlines the limitations of traditional pretreatment techniques， and the new progress of pretreatment technology is introduced from three aspects： microwave-assisted extraction technology， accelerated solvent extraction technology， and supercritical fluid extraction technology.

Keywords： tea; pesticide residues; detection pre-processing technology

茶葉因其獨特風(fēng)味和保健功效備受歡迎，同時茶葉種植和生產(chǎn)中的農(nóng)藥殘留問題引發(fā)了廣泛關(guān)注，因為這些殘留物對茶葉質(zhì)量和安全構(gòu)成了潛在威脅。索氏提取、振蕩提取和液液萃取等傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留檢測前處理方法雖可滿足檢測需求，但操作煩瑣、耗時長且環(huán)境不友好，因此探索高效、快速、環(huán)保的前處理技術(shù)成為迫切需求。微波輔助萃取、加速溶劑萃取和超臨界流體萃取等新技術(shù)的出現(xiàn)，為茶葉產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量控制和安全監(jiān)管注入了新活力，本文聚焦新技術(shù)、新方法，為茶葉行業(yè)的健康發(fā)展提供一些參考。

1 傳統(tǒng)茶葉農(nóng)藥殘留檢測前處理方法的局限性與挑戰(zhàn)

1.1 操作煩瑣、耗時長

傳統(tǒng)的茶葉農(nóng)藥殘留檢測前處理方法操作步驟都較為煩瑣。例如，索氏提取需長時間加熱回流，伴隨冷凝和溶劑回收，增加操作難度并延長檢測時間。振蕩提取和液液萃取也需反復(fù)操作才能達(dá)到理想效果，增加工作量和時間成本，降低檢測效率，難以滿足快速檢測需求[1]。

1.2 大量使用有機溶劑

傳統(tǒng)方法使用大量的甲醇和乙腈等有機溶劑，其價格昂貴，且在使用時極易揮發(fā)，造成環(huán)境污染。更為嚴(yán)重的是，這些溶劑有害人體健康。實驗人員在長期接觸和使用溶劑時，如未采取有效防護措施，將面臨健康風(fēng)險。

1.3 提取效率易受多種因素影響

除了操作煩瑣和有機溶劑使用量大，傳統(tǒng)方法的提取效率還易受多種因素干擾。茶葉作為復(fù)雜天然產(chǎn)物，其成分多樣，不同品種和加工方式會影響農(nóng)藥殘留形態(tài)和分布，進而影響提取效果。農(nóng)藥種類和殘留量也是重要因素，不同農(nóng)藥在茶葉中殘留特性各異，一些類型的農(nóng)藥難以提取，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。殘留量過低或過高也會影響提取效率，造成提取不完全或溶劑浪費，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[2]。

2 新型前處理技術(shù)的研究進展

2.1 微波輔助萃取技術(shù)

2.1.1 實踐準(zhǔn)備

微波輔助萃取前，需要對茶葉樣品進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。選取代表性樣品，經(jīng)粉碎、過篩，獲得粒度均勻的樣品。根據(jù)實驗需求，選擇適合的萃取溶劑，如甲醇、乙腈等有機溶劑，或水、酸/堿溶液等。準(zhǔn)備微波萃取設(shè)備、離心機、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等器材。

2.1.2 實踐過程

（1）樣品與溶劑混合。按一定比例將處理后的茶葉樣品與萃取溶劑混合，保證充分浸潤。溶劑類型和添加量對萃取效果至關(guān)重要，需要根據(jù)目標(biāo)農(nóng)藥的溶解性和基質(zhì)特性進行針對性調(diào)整。

（2）微波萃取。將混合樣品置于微波萃取設(shè)備中，設(shè)定合適的微波功率、萃取時間和溫度。在微波作用下，殘留農(nóng)藥逐漸從基質(zhì)中釋放到溶劑中。微波功率、時間和溫度是影響萃取效率的關(guān)鍵，應(yīng)通過實驗優(yōu)化確定[3]。

（3）分離與純化。萃取完成后進行離心或過濾處理，去除固體雜質(zhì)?？刹捎眯D(zhuǎn)蒸發(fā)、濃縮等方法進一步純化萃取液，提高檢測靈敏度和準(zhǔn)確性。

（4）檢測與分析。利用氣相色譜法、高效液相色譜法、質(zhì)譜法等方法定性和定量分析純化后的萃取液，通過對比標(biāo)準(zhǔn)品和樣品色譜圖，確定茶葉中農(nóng)藥殘留的種類和濃度。

2.1.3 實踐效果與優(yōu)勢

微波輔助萃取技術(shù)萃取效率高，利用微波快速均勻加熱，縮短檢測周期；操作簡單，不需要復(fù)雜設(shè)備和煩瑣步驟；環(huán)保節(jié)能，可采用無機或低毒有機溶劑，減少污染；微波加熱有一定的節(jié)能效果。該技術(shù)適用于多種茶葉樣品和農(nóng)藥殘留檢測，具有廣泛適用性。進行微波輔助萃取時，需要嚴(yán)格控制微波功率、萃取時間和溫度，避免參數(shù)不當(dāng)影響萃取效果。同時，需要遵循安全操作規(guī)范，防范微波泄漏和溶劑揮發(fā)帶來的風(fēng)險。

2.2 加速溶劑萃取技術(shù)

2.2.1 樣品準(zhǔn)備

茶葉樣品首先進行粉碎處理，以增加樣品與溶劑的接觸面積，進而提高萃取效率。但樣品不宜過細(xì)，避免萃取過程中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。樣品的代表性和一致性是確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵，因此應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進行采樣和制備，應(yīng)注意避免污染和交叉污染。

2.2.2 選擇合適的溶劑

選擇合適的溶劑對于提高萃取效率至關(guān)重要。應(yīng)根據(jù)目標(biāo)農(nóng)藥的性質(zhì)選擇合適的溶劑，如極性、溶解度和穩(wěn)定性等。常用的有機溶劑包括甲醇、乙腈、丙酮等，這些溶劑具有良好的溶解性和萃取能力，能夠有效地將目標(biāo)農(nóng)藥從茶葉樣品中萃取出來。根據(jù)實際需要，可以選擇單一溶劑或混合溶劑進行萃取，混合溶劑的配比和使用順序應(yīng)根據(jù)具體情況進行優(yōu)化。

2.2.3 設(shè)定萃取條件

設(shè)定合適的萃取條件是加速溶劑萃取技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一，包括溫度、壓力和時間等參數(shù)的選擇。提高溫度可以降低溶劑的黏度，增加其擴散速度，從而提高萃取效率，但過高的溫度可能導(dǎo)致目標(biāo)農(nóng)藥的分解或揮發(fā)。因此，應(yīng)選擇合適的萃取溫度，通常在50～200 ℃。壓力的選擇也是關(guān)鍵因素之一，加壓可以使溶劑快速滲透到樣品基質(zhì)中，將目標(biāo)農(nóng)藥更加徹底地萃取出來。一般來說，壓力在1 000～

3 000 psi較為合適[4]。萃取時間則根據(jù)具體情況而定，通常在10～30 min。

2.2.4 進行萃取操作

將準(zhǔn)備好的茶葉樣品放入萃取池中，加入選定的溶劑，然后密封萃取池并將其置于加速溶劑萃取儀中進行萃取。萃取過程中應(yīng)保持儀器穩(wěn)定運行，以確保萃取結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。同時，應(yīng)注意觀察萃取過程中的現(xiàn)象，及時調(diào)整萃取條件以獲得最佳萃取效果。

2.2.5 萃取后處理與檢測分析

萃取完成后，需要對萃取液進行濃縮、凈化等后處理，以去除雜質(zhì)并提高目標(biāo)農(nóng)藥的濃度，進而提升檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。濃縮方法可以選擇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、氮吹等，凈化方法則可以選擇固相萃取、液液萃取等。最后，使用色譜、質(zhì)譜等檢測技術(shù)對萃取液中的目標(biāo)農(nóng)藥進行定性和定量分析，通過外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法等方法，計算出茶葉樣品中農(nóng)藥的準(zhǔn)確殘留量。

2.3 超臨界流體萃取技術(shù)

2.3.1 超臨界流體萃取技術(shù)的基本原理

超臨界流體萃取技術(shù)是高效且先進的樣品前處理方法，特別適合茶葉等復(fù)雜基質(zhì)中農(nóng)藥殘留的檢測。這種技術(shù)的核心是超臨界流體，即處于臨界溫度和臨界壓力以上的特殊狀態(tài)流體。在超臨界狀態(tài)下，流體展現(xiàn)既非氣體也非液體的性質(zhì)，而是兼具二者優(yōu)點。具體來說，超臨界流體的密度接近液體，具有強大的溶解能力，能有效地溶解出茶葉中的農(nóng)藥殘留；而其黏度和擴散系數(shù)又接近氣體，使得溶質(zhì)在流體中的傳質(zhì)速度極快，大大提高萃取效率[5]。這種獨特的物理性質(zhì)組合，使超臨界流體成為理想的萃取介質(zhì)。精確控制萃取過程中的溫度和壓力，可進一步優(yōu)化超臨界流體萃取的效果。該技術(shù)還具有操作簡便、萃取時間短、不需要使用有機溶劑等優(yōu)點，既環(huán)保又高效。

2.3.2 超臨界流體萃取技術(shù)在茶葉農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用步驟

（1）準(zhǔn)備。在進行超臨界流體萃取前，需要對茶葉樣品進行適當(dāng)處理，包括采集、干燥、粉碎和混合等步驟。采集的茶葉樣品應(yīng)具有代表性，可反映茶葉的整體質(zhì)量狀況。干燥過程去除樣品中的水分，避免對萃取過程產(chǎn)生干擾。粉碎增加樣品的比表面積，提高萃取效率。而混合則確保樣品的均勻性，減少萃取誤差。

（2）選擇合適的萃取劑。在超臨界流體萃取中，萃取劑的選擇至關(guān)重要。常用的超臨界流體有二氧化碳（CO2）、氨氣（NH3）、水（H2O）等，其中CO2因無毒、無味、不燃且臨界條件溫和的特點得到廣泛應(yīng)用。CO2還具有較強的溶解能力和良好的選擇性，能有效萃取茶葉中的殘留農(nóng)藥。

（3）設(shè)定萃取條件。萃取條件包括溫度、壓力、時間和流量等參數(shù)，根據(jù)茶葉樣品和農(nóng)藥殘留的特性確定。提高溫度和壓力可以增加超臨界流體的溶解能力，從而提高萃取效率。但過高的溫度和壓力可能導(dǎo)致農(nóng)藥分解或揮發(fā)，因此應(yīng)選擇合適的萃取溫度和壓力。萃取時間和流量應(yīng)根據(jù)實驗需求進行調(diào)整，以達(dá)到最佳萃取效果。

（4）進行萃取操作。設(shè)定好萃取條件后，進行超臨界流體萃取操作。將茶葉樣品裝入萃取釜中，通入超臨界流體進行萃取。萃取過程中保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和密封性，確保萃取結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。萃取完成后，通過減壓和升溫將萃取物從超臨界流體中分離出來，供后續(xù)檢測分析使用。

（5）萃取物的凈化與濃縮。萃取物中可能含有雜質(zhì)和其他干擾物質(zhì)，需要進行凈化和濃縮處理。凈化旨在去除雜質(zhì)和干擾物質(zhì)，提高檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度，常用方法包括固相萃取、液液萃取等。濃縮則是增加萃取物的濃度，便于后續(xù)檢測分析，常用方法包括旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、氮吹等。

3 結(jié)語

本文總結(jié)傳統(tǒng)茶葉農(nóng)藥殘留檢測前處理方法的局限性與挑戰(zhàn)，并介紹新型前處理技術(shù)的研究進展。新型前處理技術(shù)包括微波輔助萃取、加速溶劑萃取和超臨界流體萃取等，這些技術(shù)優(yōu)勢明顯，可顯著提高檢測效率和準(zhǔn)確性，并降低環(huán)境污染。微波輔助萃取利用微波能量加熱樣品，實現(xiàn)高效快速萃??；加速溶劑萃取借助高溫高壓條件，提升溶劑萃取能力；超臨界流體萃取則利用超臨界流體特性，高效萃取茶葉中殘留農(nóng)藥。綜上所述，新型前處理技術(shù)在茶葉農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域展現(xiàn)廣闊應(yīng)用前景。

參考文獻

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基金項目：江蘇省市場監(jiān)管局科技計劃項目（KJ2023055）。

作者簡介：宋紅波（1980—），女，江蘇溧陽人，碩士，高級工程師。研究方向：食品安全監(jiān)管與檢測技術(shù)。