食品包裝聚碳酸酯成型品雙酚A檢測及遷移特性研究

郭瑩瑩，王 麗，趙 珺，李 磊，周靖平

(南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇南京210029)

食品包裝聚碳酸酯成型品雙酚A檢測及遷移特性研究

郭瑩瑩，王 麗，趙 珺，李 磊*，周靖平

(南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇南京210029)

目的:建立食品包裝材料聚碳酸酯(PC)成型品雙酚A含量檢測方法，探討雙酚A在不同模擬浸出液中的遷移特性。方法:采用高效液相色譜-熒光檢測法(HPLC-FD)，Alltima C18柱(150×4.6mm，5μm)分離，流動相為乙腈和水(58∶42，V/V)，流速1.0mL/min，柱溫40℃，熒光激發(fā)波長275nm，發(fā)射波長310nm。PC成型品按2mL/cm2分別用水、20%和65%乙醇(V/V)在90℃浸泡6h。結(jié)果:雙酚A在0.02～4μg/mL范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系(r=0.999)，檢測限為10ng/mL，方法回收率為91%～108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于6%(n=5)。兩種典型的PC成型品中雙酚A含量分別為17.14mg/kg和46.69mg/kg，在水、20%和65%乙醇中的遷移量分別為0.782～1.11、0.734～0.684、1.84～2.49mg/kg。結(jié)論:該方法快速簡便，準(zhǔn)確度高，適用于PC成型品中雙酚A的檢測。實驗條件下PC中有微量雙酚A溶出，且溶出量與PC材質(zhì)有關(guān)。

高效液相色譜-熒光檢測法，雙酚A，聚碳酸酯，遷移

表2 PC成型品中BPA殘留量和特定遷移量

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雙酚 A標(biāo)準(zhǔn)品 Dr.Ehrenstorfer GmbH，純度99.5%;乙腈、甲醇 色譜純，MECK公司;四氫呋喃色譜純，天津科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心;乙醇 分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司;超純水PURELAB Ultra純水儀制備，英國ELGA公司。

LC-10AT高效液相色譜儀配備熒光檢測器、RF-5301pc熒光分光光度計 日本島津;SSW型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠; KQ3200B超聲儀 江蘇昆山超聲儀器有限公司; LABCONCO冷凍離心濃縮儀 美國;TGL-16C飛鴿牌離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 色譜條件

色譜柱為Alltima C18柱(150×4.6mm，5μm)，流動相為乙腈∶水=58∶42，流速1.0mL/min，進樣量20μL，柱溫40℃，檢測波長:激發(fā)波長275nm，發(fā)射波長310nm。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲備液:精密稱取雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品100μg于25mL棕色容量瓶中，用甲醇定容至刻度得4μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，保存于冰箱內(nèi)。用時將4μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液用甲醇逐級稀釋成濃度分別為0.02、0.04、0.4、1、2、4μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在上述工作條件下依次進樣，繪制工作曲線。

1.4 樣品及處理方法

PC成型品包裝材料分別來自兩個不同廠家，記為PC1和PC2。

1.4.1 雙酚A殘留量的測定 將PC樣品剪成片段，稱取適量于25mL容量瓶中，按每0.1g樣品加2mL四氫呋喃，常溫浸泡24h后，緩慢滴加甲醇，同時振搖，定容至刻度。于超聲儀中超聲15min，靜置。取適量于離心管中10000r/min離心5min，經(jīng)0.45μm濾膜過濾后進樣測定。

1.4.2 雙酚A遷移量的測定 將兩個廠家的PC材料分別浸泡于水、20%乙醇溶液和65%乙醇溶液中，參照GB/T 5009.156-2003《食品用包裝材料及其制品的浸泡實驗方法通則》，每平方厘米面積加入2mL浸泡液，于95℃恒溫水浴鍋中浸泡6h。取各浸泡液4mL，于冷凍離心濃縮儀中濃縮至干，用液相色譜流動相(乙腈∶水=58∶42)定容至1mL，經(jīng)0.45μm濾膜過濾后進樣測定。雙酚A特定遷移量折合成實際接觸面積，按歐盟2002/72/EC法則規(guī)定的方法計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析條件

將標(biāo)準(zhǔn)品用甲醇稀釋后，在熒光分光光度計上掃描，根據(jù)掃描結(jié)果以及參考文獻［4，11］確定雙酚A的最佳激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為 275nm和310nm。

實驗比較了流動相乙腈和水在不同比例(65∶35、60∶40、58∶42、50∶50)下，標(biāo)準(zhǔn)品雙酚A的圖譜和出峰時間，以及樣品在不同比例流動相下的分離情況，發(fā)現(xiàn)乙腈比例減小時，出峰時間延長，增加乙腈比例，出峰時間適當(dāng)，但乙腈比例較高時，待測物與干擾峰不能完全分離。最后確定當(dāng)乙腈∶水=58∶42時可以獲得良好的峰形和適當(dāng)?shù)谋Ａ魰r間。

2.2 線性關(guān)系與檢出限

在實驗條件下，雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品在0.02～4μg/mL范圍內(nèi)濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=144852x-6196.4(r=0.999)。方法檢出限為10ng/mL(S/N=3)。

2.3 方法精密度與加標(biāo)回收率

用待測樣品進行加標(biāo)回收率和精密度計算，雙酚A殘留量測定中添加濃度為400ng/mL，與樣品測定同時處理，平行測定5次，取平均值進行計算;遷移量測定中加標(biāo)回收率選擇高(60ng/mL)、中(40ng/mL)、低(20ng/mL)三個濃度，分別添加在65%乙醇、20%乙醇和水浸泡樣品中，每個添加平行測定5次，取平均值計算加標(biāo)回收率。加標(biāo)回收率和精密度測定結(jié)果見表1。

表1 加標(biāo)回收率及精密度(n=5)

2.4 樣品分析

有研究發(fā)現(xiàn)［8-9］，在BPA遷移量測定的浸泡條件中，相對于其他因素，加熱溫度比時間更能影響B(tài)PA分析。植物油和含鈉鹽的溶液也會明顯增加BPA的溶出量［9］。本實驗采用95℃高溫浸泡條件，分別用蒸餾水、20%乙醇溶液和65%乙醇溶液代表水、低度白酒和高度白酒浸泡特定樣品，比較特定成型品中BPA殘留量和遷移量的差別，結(jié)果見表2。

結(jié)果表明，PC1中的BPA殘留量明顯低于PC2。但在水和65%乙醇中，PC1中BPA的遷移量分別比PC2高出32.5%和35.3%，說明不同廠家的PC成型品質(zhì)量有很大差異。對PC材料外觀仔細觀察后認為，PC2材質(zhì)更緊實，硬度比PC1略強，且外觀也更為透明。不同的PC材質(zhì)結(jié)構(gòu)對BPA的溶出有一定的影響。質(zhì)地緊密的PC結(jié)構(gòu)可能會減少BPA向食品中的遷移。

3 討論

實驗建立了高效液相色譜-熒光檢測分析PC成型品中BPA殘留及特定遷移量的方法。方法快速簡便，準(zhǔn)確度高。實驗結(jié)果表明，PC成型品中含有一定量的雙酚A，與文獻［4，6］報道一致。雙酚A在水和高低濃度的乙醇浸泡液中有微量溶出，其遷移量因不同材質(zhì)、不同的浸泡液、與實際食品的真實接觸面積等而不同。

基于PC合成中可能的雙酚A殘留以及所用雙酚A原料中苯酚等可能存在的雜質(zhì)，PC用于食品包裝材料的安全性一直受到質(zhì)疑。目前，加拿大認為聚碳酸酯材料可能存在雙酚A及苯酚等污染，因而禁止其在部分食品包裝材料(如嬰兒奶瓶)上使用。美國食品與藥品管理局(FDA)規(guī)定雙酚A可作為食品接觸材料的原料使用。EPA(1993)規(guī)定，BPA最大可接受劑量或者參考劑量是0.05mg/kg·bw。我國GB14942-94《食品容器、包裝材料用聚碳酸酯成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中，要求PC成型品不宜接觸含高濃度乙醇的食品，但尚未規(guī)定PC成型包裝材料中雙酚A的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。本研究結(jié)合GB14942-94中蒸發(fā)殘渣的浸泡條件，并參考最新國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T23296.16 -2009中對雙酚A的遷移量測定方法，對兩種PC成型品和三種食品體系進行了模擬分析，在給定的條件下PC成型品與高濃度乙醇(65%)溶液接觸會有較多雙酚A的溶出，PC1在此濃度乙醇模擬條件下遷移量為2.49mg/kg，接近了歐盟2002/72/EC法則規(guī)定雙酚A在塑料食品接觸材料中的遷移限量為3mg/kg的限值。本實驗從雙酚A的角度證明了我國PC成型品衛(wèi)生規(guī)范的合理性。但同時也表明，PC成型品不宜大面積接觸食品，而作為食品包裝的輔助材料(如瓶蓋等)似乎更為安全、合理。

本研究只是對有限樣品、有限食品體系的模擬實驗。PC材料在實際應(yīng)用中情況復(fù)雜，在與食品接觸、儲存等真實條件下的雙酚A遷移特性，有待于進行更多的實驗證明。

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Determination of bisphenol A and its migration from polycarbonate packaging container

GUO Ying-ying，WANG Li，ZHAO Jun，LI Lei*，ZHOU Jing-ping
(School of Public Health，Nanjing Medical University，Nanjing 210029，China)

Objective:To establish a method for determination of bisphenol A(BPA)residue in polycarbonate(PC) packaging container and its migrant rate in different concentrations of food simulants.Methods:The High Performance Liquid Chromatography-fluorescence Detection(HPLC-FD)was employed.The samples were separated by the Alltima C18column(150×4.6mm，5μm)in mobile phase of acetonitrile-water(58/42，V/V)at the rate of 1.0mL/min.The excitation and emission wavelength were 275nm and 310nm respectively.The PC Container was soaked in water，20%(V/V)and 65%alcohol(V/V)according to 2mL/cm2respectively.Results:The limits of detection(LODs)was 10ng/mL and the correlation coefficient of the calibration curve was better(r=0.999)in the range of 0.02μg/mL to 4μg/mL.The average recovery was between 91%and 108%.The relative standard derivation (RSD)was within 6%(n=5).The content of the two kinds of PC containers were from 17.14mg/kg to 46.69mg/kg，and the migrant in the three food simulants were 0.782～1.11，0.734～0.684 and 1.84～2.49mg/kg.Conclusions:The method is simple，rapid and accurate which is fit to determine the BPA and its migration from PC used for food packaging.There is small amount of BPA leach from PC under the detection conditions，and the migration was related to the structure of PC.

HPLC-FD;bisphenol A;polycarbonate;migration

TS206.4

A

1002-0306(2011)03-0347-03

以雙酚A(bisphenol A，BPA)為主要原料生產(chǎn)的食品包裝用聚碳酸酯樹脂(PC)，經(jīng)加工已制成多種食品容器、包裝材料及食品工業(yè)用設(shè)備、器具等PC成型品。其中殘留的BPA是一種具有雌激素活性的內(nèi)分泌干擾物，可能影響生殖功能或誘導(dǎo)惡性腫瘤的產(chǎn)生［1-3］。PC包裝材料中BPA殘留量的研究引起了人們的關(guān)注［4-6］。由于PC成型品的質(zhì)地及盛裝食品種類等不同，BPA向食品中的遷移量會有較大差異，對消費者帶來的危害也不同。因此，研究BPA在相應(yīng)食品環(huán)境中的遷移特性是有針對性評價PC材料安全性的關(guān)鍵［7-9］。但對PC成型品與含酒精食品接觸時BPA的遷移特性研究尚未見報道。目前，雙酚A的測定已有多種方法，包括高效液相色譜法［4-5，10］、氣相色譜質(zhì)譜法［6，11］、液相色譜質(zhì)譜法［12］、化學(xué)發(fā)光法［13］、電化學(xué)傳感器法［14］和酶聯(lián)免疫吸附法［7］等。由于雙酚A紫外吸收較弱，熒光吸收相對較靈敏，且比液相色譜質(zhì)譜法穩(wěn)定性高，故本實驗采用高效液相色譜-熒光檢測法(HPLC-FD)進行分析。

2010-05-11 *通訊聯(lián)系人

郭瑩瑩(1985-)，女，碩士研究生，主要從事營養(yǎng)與食品安全研究。