HPLC法檢測食品接觸材料中的雙酚A含量

張瑩，余恩其，俞朱敏，錢霽翀(寧波中盛產(chǎn)品檢測有限公司，浙江 寧波 315000)

1 探討檢測食品接觸材料中雙酚A含量的必要性

所謂雙酚A，也被稱為BPA，主要用于生產(chǎn)防碎塑料，目前正廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，包括但不限于礦泉水瓶、食品包裝以及醫(yī)療器械等，每年，全世界生產(chǎn)2 700萬噸含有BPA的塑料，可以說，BPA是當(dāng)今世界上應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)化合物之一，是人們能夠經(jīng)常接觸到的物質(zhì)。但是，BPA具有毒性，其毒性大小與其含量具有直接關(guān)系，過量的BPA會對人體造成傷害，例如內(nèi)分泌失調(diào)，尤其是對孕婦及胎兒的健康具有重要威脅。除此之外，根據(jù)當(dāng)前研究現(xiàn)狀來看，癌癥和新陳代謝紊亂導(dǎo)致的肥胖也被認(rèn)為與其有關(guān)[1]。在人們生活質(zhì)量不斷提高的背景下，對食品安全的重視程度也日益提高，作為與食品直接接觸的材料，對其進(jìn)行雙酚A含量的檢測是十分必要的，這樣才能夠合理、準(zhǔn)確控制雙酚A含量。

2 基于HPLC的食品接觸材料雙酚A含量檢測實(shí)驗(yàn)

2.1 檢測實(shí)驗(yàn)

2.1.1 儀器與試劑

儀器與色譜條件：準(zhǔn)備超聲波清洗機(jī)(SB25-12D型)、WPS 3000 TBSL自動進(jìn)樣器、高效液相色譜(Thermo Fisher Ultimate 3000型)、電子天平(AL 104型)、ISO 3100等度泵、Coulochem Ⅲ電化學(xué)檢測器(含有6011串聯(lián)雙電極檢測池)、pH計(PE-50型)、超純水儀(Elix型)、真空泵(AP-PP25型)，工作站為Chromeleon 6.8。其中，色譜條件為：Agilent Eclipse plus C18色譜柱(2.1 mm×100 mm，3.5 μm)，柱溫為35℃；自動進(jìn)樣器溫度設(shè)置在4 ℃；流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖溶液-甲醇(45+55)混合液，其中，檸檬酸緩沖溶液酸堿值為6.0，進(jìn)樣量5 μL，流量

0.25 mL·min-1；Coulochem Ⅲ電化學(xué)檢測器，ECD1和ECD2檢測池電壓分別為400 mV和575 mV。

試劑：準(zhǔn)備純度在99.8%以上的BPA標(biāo)準(zhǔn)品，選擇超純水作為試驗(yàn)用水，最后準(zhǔn)備檸檬酸鈉、甲醇和檸檬酸，3個試劑均為分析純。在溶液制備方面，主要是對BPA標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行稱取，再使用甲醇對其進(jìn)行溶解、定容，均勻后配制成2.000 g·L-1標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，對其進(jìn)行妥善保存，一般情況下放置在-20℃的冰箱內(nèi)即可。使用時用流動相將標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液稀釋即可，按照實(shí)驗(yàn)需求將其配制成不同質(zhì)量濃度的實(shí)驗(yàn)溶液。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法

研究對象主要選擇餅干袋、牛奶盒、糖果包裝紙、牛肉袋和可樂瓶這5種食品的包裝材料，剪碎處理研究材料，稱取2.000 0 g樣品放置于250 mL玻璃瓶中，之后加入50 mL甲醇，以超聲的方式提取1 h。最后，使用實(shí)驗(yàn)用水對其進(jìn)行稀釋，直至100 mL，開展過濾作業(yè)，使用0.22 μm濾膜即可，最后按照上述工作條件對其測定。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.2.1 超聲條件、流動相條件和檢測電壓的選擇

由于不同超聲條件會對BPA的提取率造成影響，為此，在40 kHz、溫度為室溫的常用超聲萃取條件下，分別在超聲時間10 min、20 min、40 min、60 min、90 min參數(shù)下對同一份食品包裝材料進(jìn)行有關(guān)BPA提取率的影響實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，40 min和60 min是BPA提取率的分界線，當(dāng)超聲時間在40 min以內(nèi)時，BPA提取存在不完全的情況；當(dāng)提取時間在60 min以上時，提取率穩(wěn)定。因此，在開展該實(shí)驗(yàn)時，將超聲時間定為60 min。

在確定流動相條件時，主要分為兩方面，分別是流動相酸度和流動相比例。對于流動相酸度，由于電化學(xué)檢測器不同于其他檢測儀器，使用時流動相需要具有緩沖鹽。通過調(diào)節(jié)流動相酸度，能夠調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)中具有酸堿基團(tuán)化合物的保留時間。在本次實(shí)驗(yàn)中，主要使用的流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖液-甲醇(1+1)混合液，當(dāng)其酸堿值在6.0以下時，通過增加算價值能夠?qū)PS的保留時間略微縮短；當(dāng)酸堿值在6.0以上或正好為6.0時，BPA的保留時間受酸堿值變化的影響不大，為此本次實(shí)驗(yàn)選擇酸堿值為6.0的流動相。在流動相比例方面，所選擇的試劑為上文確定的50 mmol·L-1檸檬酸鹽緩沖液(pH6.0)和甲醇。由于甲醇會影響B(tài)PA的保存時間，當(dāng)甲醇占流動相的體積分?jǐn)?shù)從50%上升至55%時，BPA保存時間縮短，但雜質(zhì)不會對BPA的分離造成干擾。因此，在該實(shí)驗(yàn)中，選擇55%的甲醇，甲醇與檸檬酸鹽緩沖液之間的比例為55∶45，即流動相的選擇為甲醇-50 mmol·L-1檸檬酸鹽緩沖液(55+45)混合液。

在選擇實(shí)驗(yàn)電壓時，為保證BPA的測定效果，基于優(yōu)化流動相條件將檢測池電壓從0 mV升高到750 mV逐步增大，使用同一份樣品并重復(fù)進(jìn)樣，得到峰面積的變化，掌握其與電壓之間的關(guān)系。結(jié)果表明，檢測池電壓在400 mV以下時，BPA幾乎沒有氧化現(xiàn)象；當(dāng)檢驗(yàn)池電壓逐漸升高且升至550 mV時，BPA氧化完全。為此，在該實(shí)驗(yàn)中，將ECD1和ECD2的檢測電壓分別設(shè)置為400 mV和575 mV，前者主要作用于氧化樣品中的部分干擾組分，對噪聲進(jìn)行有效降低；后者則應(yīng)用于BPA的測定方面。

2.2.2 樣品穩(wěn)定性

由于BPA能夠在直流氧化模式下測定，這意味著BPA具有較強(qiáng)還原性，那么在自然條件下，BPA也可能發(fā)生氧化現(xiàn)象[2]。因此，為判斷樣品穩(wěn)定性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，使用同一份樣品(樣品提取液加標(biāo))在進(jìn)樣器溫度為4 ℃的條件下重復(fù)進(jìn)樣，發(fā)現(xiàn)在一天內(nèi)，BPA峰面積并未發(fā)生劇烈變化，基本保持穩(wěn)定，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2%以下，這意味著4 ℃的進(jìn)樣器溫度下，BPA具有良好穩(wěn)定性。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

以逐級稀釋的方法使用流動相對BPA標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液進(jìn)行稀釋，得到的質(zhì)量濃度分別為0.2 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1，形成標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。之后，對各個質(zhì)量濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液平行進(jìn)樣3次，以測定的峰面積作為縱坐標(biāo)，以BPA質(zhì)量濃度作為橫坐標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。之后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到線性關(guān)系范圍，在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度在0～20.0 μg·L-1范圍內(nèi)的BPA與峰面積呈線性關(guān)系，在該情況下，BPA的線性回歸方程為：y=0.2751x-0.0038，相關(guān)系數(shù)為0.996。最后，使用3倍信噪比計算方法對檢出限求值，本次實(shí)驗(yàn)下檢出限(3S/N)為3.3 μg·kg-1。

2.2.4 精密度和回收實(shí)驗(yàn)

開展BPA回收實(shí)驗(yàn)，3個添加水平分別為22.8 μg·kg-1、57.1 μg·kg-1、114.2 μg·kg-1，對每個添加水平開展平行測定，次數(shù)為5次，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對回收率和測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)進(jìn)行計算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計算結(jié)果為：加標(biāo)量為22.8 μg·kg-1條件下，回收量為21.8 μg·kg-1，回收率為95.6%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為5.3%；加標(biāo)量為57.1 μg·kg-1條件下，回收量為55.7 μg·kg-1，回收率為97.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為4.6%；加標(biāo)量為114.2 μg·kg-1條件下，回收量為112.1 μg·kg-1，回收率為98.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.1%。由此可確定BPA加標(biāo)回收率在95.6%～98.2%之間，測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在2.1%～5.3%范圍內(nèi)，說明檢測方法可靠、準(zhǔn)確。

2.2.5 樣品分析

按照實(shí)驗(yàn)方法分別對餅干袋、牛奶盒、糖果包裝紙、牛肉袋和可樂瓶這五種食品的包裝材料進(jìn)行分析，再與檢出限相比。最后發(fā)現(xiàn)，牛奶盒、糖果包裝紙和可樂瓶的BPA含量小于檢出限，餅干袋和牛肉帶含有BPA，且其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為45.6 μg·kg-1和897.2 μg·kg-1。

2.2.6 與其他方法比較

為判斷HPLC的精準(zhǔn)可靠性，文章分別將其與在線柱切換高效液相色譜-同位素稀釋串聯(lián)質(zhì)譜法、超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜法、分散微固相萃取法、氣相色譜-質(zhì)譜法、高效液相色譜-熒光檢測法相比較。對比結(jié)果為：在線柱切換高效液相色譜-同位素稀釋串聯(lián)質(zhì)譜法在對尿液進(jìn)行測定時，檢出限為0.10 μg·L-1；超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜法在對血清進(jìn)行測定時，檢出限為0.05 μg·L-1；分散微固相萃取法在對牛奶進(jìn)行檢測時，其檢出限為3.05 μg·L-1；在對食品包裝材料進(jìn)行檢測時，檢出限為0.30 μg·L-1；高效液相色譜-熒光檢測法在對罐頭進(jìn)行檢測時，其檢出限為34 μg·L-1；文章方法在對食品包裝材料進(jìn)行檢測時，檢出限為0.07 μg·L-1。由此可見，文章方法能夠有效檢測食品基礎(chǔ)材料中的雙酚A含量，靈敏度與串聯(lián)質(zhì)譜法相近，且高于熒光和紫外檢測器，能夠很好的滿足食品接觸材料中BPA的測定要求。

3 總結(jié)分析

使用50 mL甲醇超聲提取樣品(2.000 0 g)1 h后，提取液用水稀釋至100 mL，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進(jìn)行色譜分離。以Agilent Eclipse plus C18柱為固定相，流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖液(pH6.0)-甲醇(45+55)混合液，檢測池電壓為ECD1和ECD2分別為400 mV和575 mV，在該條件下，樣品雙酚A的質(zhì)量濃度在0.2～20.0 μg·L-1之間時，與其峰面積呈線性關(guān)系，檢出限(3S/N)為3.3 μg·kg-1。之后開展回收試驗(yàn)，即按標(biāo)準(zhǔn)加入法在3個濃度水平上進(jìn)行，回收率在95.6%～98.2%之間，測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)在2.1%～5.3%之間。由此可見，HPLC方法對食品接觸材料中的雙酚A含量測定不僅具有樣品處理簡單、回收率高以及精密度好的優(yōu)勢，而且整體試劑用量較少，與其他檢測方法不同，減少化學(xué)試劑的使用量，從根本上減少環(huán)境污染，是當(dāng)前檢測食品接觸材料中雙酚A含量的高效方案[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，HPLC對食品接觸材料中雙酚A的檢測效果十分理想。因此，為保證人們食品健康安全，應(yīng)不斷研究HPLC檢測方法，以此為基礎(chǔ)不斷對其優(yōu)化，提高其檢測質(zhì)量，避免造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，從而滿足人們食品食用需求的同時，通過避免使用大量化學(xué)試劑保護(hù)環(huán)境。