高效液相色譜-質譜法測定灌裝飲料罐內涂層中三聚氰胺的遷移量

尹 中 韋何雯

(金華市質量技術監督檢測院，金華 321015)

三聚氰胺作為重要的氮雜環有機化工原料，主要用于裝飾面板、涂料、模塑粉、紙張等，當這些材料與食物接觸時,其中所含的三聚氰胺就可能遷移到食物中, 從而影響人體健康[1,2]。三聚氰胺經食用進入人體后，會發生取代反應(水解)，生成三聚氰酸，三聚氰酸和三聚氰胺形成大的網狀結構，造成結石[3,4]。研究發現，在食品中同時含有三聚氰胺和三聚氰酸這兩種化學成分時會對嬰兒健康構成更大威脅[5]。

另有研究表明，食品包裝材料如塑料制品中存在三聚氰胺而導致遷移至包裝食品中[6,7]，經食用后對人體造成危害。有些金屬罐內壁的涂層可能使用三聚氰胺，為此金華市質量技術監督檢測院實驗室采用高效液相色譜儀對金屬灌裝飲料中三聚氰胺遷移進行過初步研究。由于四極桿質譜法的靈敏度高，線性范圍寬，因此筆者利用LC-MS/MS對罐內壁涂層浸泡液中遷移出的三聚氰胺進行檢測，研究發現，不同溶劑對三聚氰胺遷移量的影響不同；三聚氰胺遷移量隨浸泡時間的增加或溫度的升高而逐漸增加。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：Agilent 1200型，美國Agilent公司；

三重四級桿串聯質譜儀：Agilent 6410B型，美國Agilent公司；

高速冷凍離心機：美國Thermo公司；

固相萃取儀:20位， 美國Waters公司；

氮吹儀： DC12H型 ，上海安譜科學儀器設備有限公司；

超聲波水浴器：2150H型，上海安譜科學儀器設備有限公司；

甲醇、乙腈：色譜純；

氨化甲醇：5%；

三氯乙酸：10 g/L；

乙酸銨溶液：10 mmol/L, 化學純；

三聚氰胺標準品：BW3831，純度大于99.6%，中國計量科學研究院；

三聚氰胺標準儲備液：1.0 mg/mL，準確稱取100 mg(精確到0.1 mg)三聚氰胺標準品于100 mL容量瓶中，用50%甲醇水溶液溶解并定容至刻度。

1.2 實驗方法

金屬灌裝包材：將灌裝包材的內壁涂層刮落，分別用不同方法進行浸泡處理。

(1)浸泡條件

采用國標GB/T 5009.156-2003食品用包裝材料及其制品的浸泡試驗方法通則，將其置于水平桌面上，用量筒注入模擬溶液至離上邊緣(溢出面)5 mm處，將端口密封好后記錄其體積，將其放于恒溫箱中，在模擬溫度下浸泡或放在恒溫振蕩儀中浸泡。

(2)遷移條件

水：60℃,2 h；乙酸(4%)：60℃,2 h；65%乙醇：室溫，2 h；正己烷：室溫，2 h。

1.3 樣品前處理

由于浸泡液基質簡單, 因此浸泡完成后，內涂層浸泡液用0.45 μm的有機相濾膜直接過濾至進樣瓶，待測。

1.4 儀器工作條件

(1)液相色譜條件

色譜柱：Agilent SB-C18柱(50 mm ×4.6 mm, 1.8 μm)；流動相：乙酸銨溶液(10 mmol/L)-乙腈，流速為0.2 mL/min；柱溫：30℃；進樣量：2 μL。

(2)質譜條件

電離方式為電噴霧電離，正離子模式；離子噴霧電壓：4 kV；霧化氣和干燥氣均為氮氣，霧化氣壓力為0.28 MPa；干燥氣流速:10 L/min，溫度350℃；碰撞氣為氮氣，壓力為0.2 MPa；掃描方式為多反應檢測(MRM)[8]。

1.5 標準曲線繪制

用流動相將三聚氰胺標準儲備液稀釋成濃度為10 μg/mL的標準使用液，再逐級稀釋得到濃度為0.001、0.005、0.010、0.020、0.050、0.080 μg/mL與0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 μg/mL的系列標準工作溶液。按照濃度由低到高的順序進樣檢測，以定量離子峰面積對濃度作圖，分別得到標準回歸方程。

2 結果與討論

2.1 質譜條件優化

在未接入色譜柱時，先優化質譜條件，將0.20 mL/min的三聚氰胺標準溶液在ESI正離子模式下進行一級質譜掃描，確定三聚氰胺的分子離子峰即母離子峰(m/z127)，進行子離子掃描，主要產生m/z85、m/z68子離子。以豐度最強的碎片離子m/z85為定量離子，次強的碎片離子m/z68為定性離子。在多反應檢測模式下優化裂解電壓和碰撞能等參數，優化后的質譜條件見表1。

表1 三聚氰胺的質譜條件

注：1)為定量離子； 2)為定性離子。

圖1 三聚氰胺標樣的子離子質譜圖

2.2 色譜條件優化

由于三聚氰胺的3個有機氮基團極性較強,因此比較了流動相中乙腈的體積分數(30%、40%、50%、60%)對三聚氰胺出峰時間的影響，結果表明，乙腈的體積分數為40%時，峰型尖銳、出峰時間提前且能與雜質分離，出峰時間在0.65 min左右。

2.3 線性方程與檢測限

對1.5中系列標準工作溶液進行測定，以三聚氰胺的質量濃度為橫坐標(X)，m/z85峰面積為縱坐標(Y)進行線性回歸，結果表明，在0.001～0.080 μg/mL范圍內，線性方程為Y=1 610 131.156 9X+1 246.980 7，r2=0.9995；結果表明，三聚氰胺濃度在0.10～0.30 μg/mL線性范圍內，線性方程為Y=5 011 020.134 3X+88 833.121 0，r2=0.998 1。分別用配好的三聚氰胺標準溶液(最低為0.1 ng/mL)進樣，以10倍信噪比計算得到三聚氰胺的檢測限為0.1 ng/mL。

2.4 不同浸泡條件對三聚氰胺遷移量的影響

(1)浸泡溶液的影響

選用內涂層為三聚氰胺材質的金屬罐，刮落內壁涂層，稱取內壁涂層0.25 g，參照國標[9]，浸泡液條件分別為水：60℃,2 h；乙酸(4%)：60℃,2 h；乙醇(65%)：室溫，2 h；正己烷：室溫，浸泡2 h，浸泡體積為25 mL。以上浸泡為靜態浸泡，浸泡體積為25 mL。同時將4種溶液在60℃下恒溫振蕩浸泡2 h(浸泡體積為25 mL),兩種浸泡條件下的浸泡結果如圖2。

圖2 4種浸泡溶液對三聚氰胺遷移量比較

由圖2可知，在靜置狀態下，4種溶液浸泡后三聚氰胺的遷移量均較低，其中水溶液浸泡(60℃,2 h)后三聚氰胺遷移量最高。4種溶液用60℃恒溫振蕩浸泡2 h后，乙醇(65%)浸泡后三聚氰胺遷移效果最明顯，與乙醇(65%)室溫2 h相比較，恒溫振蕩浸泡的影響較大；水在恒溫振蕩浸泡后與靜置恒溫浸泡的差別也較大；另外兩種溶液恒溫振蕩與靜置對三聚氰胺遷移效果均較小。

(2)浸泡時間的影響

稱取內壁涂層0.25 g，在純水中以不同時間(0.5、1.5、2、4 h)浸泡，浸泡溫度均為60℃,浸泡體積為25 mL，浸泡時間對三聚氰胺遷移量的影響如圖3所示。由圖3可知，在60℃靜置浸泡條件下，浸泡時間越長，三聚氰胺的遷移量越大，三聚氰胺遷移是一個持續的過程。

(3)浸泡溫度的影響

稱取內壁涂層0.25 g，在純水中以不同溫度(40、60、80、100、120℃)浸泡，浸泡時間均為2 h,浸泡體積為25 mL。浸泡溫度對三聚氰胺遷移量的影響如圖4所示。

由圖4可知，在不同溫度下三聚氰胺浸泡遷移量差異明顯，溫度越高，三聚氰胺遷移量越大，120℃條件下浸泡2 h后，浸泡液中三聚氰胺濃度達到268 ng/mL。

圖3 不同時間下三聚氰胺的遷移量

圖4 不同溫度下三聚氰胺的遷移量

(4)超高溫滅菌后內涂層浸泡液中三聚氰胺遷移量

模擬灌裝飲料的超高溫滅菌過程，浸泡條件采用121℃，20 min，2 h，浸泡液均為純水；內壁涂層測定時均取樣0.25 g，定容至25 mL。在此條件下，三聚氰胺遷移量見表2。

表2 超高溫滅菌不同浸泡時間三聚氰胺的遷移量

由表2得，以超高溫滅菌方式即在121℃浸泡20 min的三聚氰胺遷移效果明顯。

3 結語

三聚氰胺的遷移量在乙醇與水溶劑環境下較大，在灌裝飲料中遷移量隨溫度的升高而增大，尤以高溫滅菌方式的遷移量最大，而且三聚氰胺是一個持續遷移的過程。市場上的灌裝飲料內涂層原料成分有三聚氰胺的，經過灌裝飲料熱灌裝生產工藝流程后會遷移至灌裝食品中。因此建議熱灌裝方式的飲料企業在購置金屬罐時要注意金屬罐內涂層的成分，消費者在購買灌裝飲料時也應注意品牌，并且應在正規商場和超市購買。

[1] DIN CENΠTS13130227 2005 Materials and articles in contact with foodstuffs-plastics substances subject to limitation-Part 27: Determination of 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine in food simulants[S].

[2] 魯杰, 肖晶, 楊大進,等. 食品餐具及奶制品包裝中三聚氰胺遷移量的調查研究[J].衛生研究, 2009, 38 (2):178

[3] 王加才，王花茹，王斌.三聚氰胺危害及檢測[J].畜牧與獸醫，2009(7):104.

[4] 王會串.三聚氰胺的生產技術和應用前景[J].精細與專用化學品, 2007,15(11):33-36.

[5] Wu Yongning, Zhao Yunfeng, Li Jinguang.A survey on occurrence of melamine and its analogues in tainted infant formula in China[J].Biomedical and Environmental Sciences, 2009,22(4):95-99.

[6] Chien Chaoyi, Wu Chiafang, Liu Chiachu. High melamine migration in daily-use melamine-made tableware[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 188(4): 350-356.

[7] Lu Jie, Xiao Jing, Yang Dajin, et al. Study on Migration of melamine from food packaging materials on markets[J].Biomedical and Environmental Sciences[J]. 2009,22(4):104-108.

[8] GB/T 22388-2008 原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法[S].

[9] GB/T 5009.61-2003 食品包裝用三聚氰胺成型品衛生標準的分析方法[S].