食品接觸材料中雙酚A分析方法的建立及驗(yàn)證

孫 穎，白 林，任潤(rùn)涵，尚 偉，翁云宣*

（1.北京工商大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100048；2.輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所，北京 100048）

0 前言

2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）是一種用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯等塑料制品的有機(jī)化工原料。雙酚A 具有輕巧、耐沖擊、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于塑料品的制造過程中。目前，在罐頭食品和飲料的包裝、奶瓶、水瓶、醫(yī)療器械、牙科材料、供水管道以及其他數(shù)百種日用品的制造過程中應(yīng)用較為廣泛［1-2］。

雙酚A 雖然在塑料制品中表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，但其作為典型內(nèi)分泌干擾物的一種，可以通過環(huán)境暴露、飲食攝入、人類呼吸活動(dòng)或皮膚吸收等渠道進(jìn)入人體，尤其是在高溫、酸堿、紫外等條件下，極易被人體吸收，從而對(duì)人體造成影響［3］。雙酚A 的結(jié)構(gòu)與己烯雌酚相似，可模擬人體雌激素的作用，通過與人體內(nèi)雌激素受體相結(jié)合影響靶基因的表達(dá)，干擾人體內(nèi)源性激素的合成、分泌、運(yùn)輸、新陳代謝過程，改變?nèi)梭w內(nèi)環(huán)境的平衡狀態(tài)，對(duì)人體的身體發(fā)育過程造成不利影響［4-5］。其次，雙酚A 對(duì)人體具有一定的致癌性和致畸性，會(huì)給人體帶來代謝紊亂、發(fā)育異常、生殖障礙的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)增加人體罹患前列腺癌、卵巢癌等病癥的風(fēng)險(xiǎn)［6-7］。

由于雙酚A 被廣泛用于食品包裝材料，雙酚A 極易從包裝材料遷移至食品中，尤其是當(dāng)與食品直接接觸的包裝材料被加熱以及接觸到酸性或堿性食物時(shí)，對(duì)人體存在潛在威脅，容易引發(fā)食品安全問題，所以各個(gè)國(guó)家也對(duì)雙酚A 的使用進(jìn)行了規(guī)范與限制。加拿大在2008年首次在世界范圍內(nèi)提出禁止雙酚A用于生產(chǎn)嬰兒食品容器，之后中國(guó)、美國(guó)、歐盟等也相繼出臺(tái)法律禁止雙酚A 用于嬰兒奶瓶及其他兒童食品容器［8］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全球大約有100 t 的雙酚A 會(huì)被釋放到環(huán)境中，然后以多種途徑進(jìn)入人體，危害人體健康。歐洲食品安全局規(guī)定，每人每日攝入的雙酚A 量需低于0.005 mg/kg 體重［9］。我國(guó)衛(wèi)生部同樣嚴(yán)禁使用含雙酚A 的嬰幼兒奶瓶；并發(fā)布了相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，GB 4806.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸用塑料樹脂》、GB 31604.10—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）遷移量的測(cè)定》，在這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)雙酚A 的遷移量進(jìn)行了明確限制，限制其遷移量為0.6 mg/kg，并且明確規(guī)定雙酚A 嚴(yán)禁用于生產(chǎn)嬰幼兒專用的食品接觸材料及相關(guān)制品［10］。美國(guó)食品和藥物管理局也做出了相應(yīng)規(guī)定，禁止雙酚A 在嬰兒奶瓶中使用，特別是奶瓶和鴨嘴杯中禁用雙酚A［11］。

為了預(yù)防雙酚A 含量過高對(duì)人體造成影響，雙酚A 含量的檢測(cè)方法尤為重要。目前高效液相色譜法（HPLC）［12-14］、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）［15］、酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）［9，16］和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）［17-18］等已經(jīng)被應(yīng)用到雙酚A含量的測(cè)定。

本研究選擇以咖啡杯為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法來測(cè)定食品接觸材料中雙酚A 的遷移量，并驗(yàn)證此方法的可行性，以期為食品接觸材料中雙酚A的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品，色譜純，純度99 %，美國(guó)Sigma公司；

甲醇，色譜純，美國(guó)賽默飛Fisher公司；

氨水，色譜純，美國(guó)賽默飛Fisher公司；

乙醇，色譜純，美國(guó)賽默飛Fisher公司；

雙酚A咖啡杯，特制；

氮?dú)?，純?9.9 %，北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，1290-6470，美國(guó)安捷倫科技有限公司；

色譜柱（4.6 mm×150 mm，5 μm），C18，美國(guó)安捷倫科技有限公司；

數(shù)字電子天平，ME 204，美國(guó)梅特勒公司；

加熱套磁力攪拌器，SH05-3T，上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司。

1.3 樣品制備

以雙酚A 咖啡杯為樣品，采用灌裝法加入200 mL預(yù)先升溫至70 ℃的浸泡液（10 %乙醇水溶液）浸泡樣品，加蓋，于70 ℃恒溫靜置，2 h進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)。

1.4 性能測(cè)試

HPLC 條件和MS 條件下的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置如表1和表2所示。

表1 HPLC條件下的各項(xiàng)參數(shù)Tab.1 Various parameters under HPLC conditions

表2 MS條件下的各項(xiàng)參數(shù)Tab.2 Various parameters under MS conditions

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1 000 mg/L）：準(zhǔn)確。

稱取雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品10 mg，用甲醇定容至10 mL，得到溶度為1 000 mg/L雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液。吸取1.0 mL溶度為1 000 mg/L 雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液，用甲醇定容至100 mL，得到溶度為10 mg/L 雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液。用超純水稀釋溶度為1 000 mg/L 雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到雙酚A 濃度分別為0.00、0.01、0.05、0.1、05、1.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。平行重復(fù)進(jìn)樣3 次，繪制雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)曲線，橫坐標(biāo)為雙酚A 濃度，縱坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)的峰面積，模擬回歸方程：y=2E+06x-14 859，R2=0.999 3。如圖1所示，結(jié)果表明，進(jìn)樣量在0～1.0 mg/L 的范圍內(nèi)，成正相關(guān)，線性關(guān)系良好。

圖1 雙酚A標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of bisphenol A

2.2 雙酚A分離效果

圖2～3 為標(biāo)準(zhǔn)品和樣品的質(zhì)譜圖，圖4 為母離子和子離子的質(zhì)譜圖，表明此方法對(duì)塑料制品中雙酚A的分離較好。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectra of the standards

圖4 母離子和子離子的質(zhì)譜圖Fig.4 Mass spectra of the parent and daughter ions

2.3 檢出限和定量限

把雙酚A 溶液梯度稀釋后進(jìn)行測(cè)定，該方法的定量限為峰高信噪比為10/1 時(shí)標(biāo)準(zhǔn)品溶液的濃度；檢出限為峰高信噪比為3/1 時(shí)標(biāo)準(zhǔn)品溶液的濃度［19］。經(jīng)測(cè)定，檢出限為0.01 mg/kg，定量限為0.10 mg/kg。

2.4 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

在相同的條件下制備雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品溶液，1.0 mg/L，根據(jù)1.3的測(cè)定方法，測(cè)定其雙酚A含量。標(biāo)準(zhǔn)品中雙酚A的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。由表中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)品中雙酚A 的峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.01 %（<5 %），滿足重復(fù)性結(jié)果一致程度［20］。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液樣品溶液重復(fù)性較好。在數(shù)據(jù)分析中，重復(fù)性體現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的一致程度。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)是指測(cè)量程序、測(cè)量系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)條件均一致的條件下，在相同時(shí)間內(nèi)對(duì)相同測(cè)試對(duì)象重復(fù)測(cè)量的精密度［21］。如果重復(fù)性不能滿足要求（RSD<5 %），說明測(cè)得數(shù)據(jù)不能滿足一致程度。

表3 標(biāo)準(zhǔn)品中雙酚A的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果（n＝6）Tab.3 Repeatability test results of bisphenol A in the standard samples（n＝6）

咖啡杯樣品中雙酚A 的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。由表中可以看出，樣品體系中雙酚A 的峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.01 %，由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，咖啡杯樣品體系中的雙酚A溶液重復(fù)性較好。

表4 樣品中雙酚A的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果（n＝6）Tab.4 Repeatability test results of bisphenol A in the samples（n＝6）

2.5 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

取0.5 mg/mL 的雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液和樣品溶液，室溫下放置，間隔1.5 h進(jìn)樣，連續(xù)測(cè)定6次（共7.5 h）。雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，由表5 可知，HPLC-QQQ 所測(cè)峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.01 %，由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，標(biāo)準(zhǔn)品溶液在室溫下7.5 h 內(nèi)穩(wěn)定。HPLC-QQQ 測(cè)定雙酚A 的實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性，遠(yuǎn)好于相同儀器的特定遷移量測(cè)試［22］。

表5 雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果（n＝6）Tab.5 Stability test results of bisphenol A standard solution（n＝6）

咖啡杯樣品溶液中雙酚A的試驗(yàn)結(jié)果如表6所示，由表6 可知，高效液相色譜-四極桿質(zhì)譜所測(cè)峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.09 %，由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，咖啡杯樣品溶液中的雙酚A在室溫下7.5 h內(nèi)穩(wěn)定。

表6 雙酚樣品溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果（n＝6）Tab.6 Stability test results of the bisphenol sample solution（n＝6）

2.6 精密度

在室溫條件下，制備3 種濃度的雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，按1.3 色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6 次，計(jì)算日內(nèi)精密度?？疾祀p酚A測(cè)定方法的日內(nèi)精密度結(jié)果如表7所示，結(jié)果表明，雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為合理范圍內(nèi)，儀器對(duì)雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液測(cè)定的精密度較高，儀器分析誤差在可信范圍內(nèi)，日內(nèi)精密度良好。

表7 日內(nèi)精密度（n＝6）Tab.7 Precision within the day（n=6）

制備3 種不同濃度的雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，進(jìn)行HPLC-QQQ 分析，每日分析測(cè)定1次，連續(xù)測(cè)定6日，利用這6日的測(cè)量值計(jì)算雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液的日間精密度。精密度是指實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)人員、儀器、方法、試劑、樣品均相同的條件下，累計(jì)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。測(cè)量結(jié)果越接近，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差越低，說明方法和操作的可信度越高［23］。結(jié)果如表8所示，標(biāo)準(zhǔn)品中的雙酚A 的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.51 %，儀器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品中雙酚A 測(cè)定的精密度較高，儀器分析誤差在可信范圍內(nèi)，日間精密度良好。

表8 日間精密度（n＝6）Tab.8 Interday precision（n=6）

2.7 加樣回收試驗(yàn)

取已知雙酚A 含量的樣品1.0 mL，共9份，分別加入雙酚A 的標(biāo)準(zhǔn)品溶液0.8、1.0、1.2 mL。加標(biāo)回收率的結(jié)果不止反應(yīng)了實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)、儀器操作水平，更體現(xiàn)了此實(shí)驗(yàn)方法、分析手段是否適合被測(cè)定的目標(biāo)物［24］?？Х缺瓨悠分须p酚A 加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果如表9所示，由表9 可知，經(jīng)測(cè)定、計(jì)算得出的咖啡杯樣品中雙酚A 的平均回收率為99.35 %（P<0.05）。加標(biāo)回收率的計(jì)算方法為：

式中R——加標(biāo)回收率

W1——加標(biāo)試樣測(cè)定值

W2——試樣測(cè)定值

W——加標(biāo)量

3 結(jié)論

（1）建立HPLC-QQQ 法，測(cè)定食品接觸材料中雙酚A 的遷移量，質(zhì)譜圖中雙酚A 的母離子、子離子分離效果良好；并對(duì)其進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證，雙酚A 檢測(cè)方法的重復(fù)性、穩(wěn)定性、日間精密度、日內(nèi)精密度良好；

（2）HPLC-QQQ 法對(duì)食品接觸材料中雙酚A 的含量檢出限為0.01 mg/kg，定量限為0.10 mg/kg；雙酚A的平均回收率為99.35 %；

（3）HPLC-QQQ 法適用于食品接觸材料中雙酚A含量的測(cè)定。