嬰幼兒配方乳粉中16 種多環芳烴含量測定

陳同強，李 燦,*，荊輝華，梁 鋒，徐文泱，唐文杰，鄧 鳴，李凱龍

（1.食品安全監測與預警湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410111；2.湖南省食品質量監督檢驗研究院，湖南 長沙 410000；3.湖南省植物保護研究所，湖南 長沙 410125）

多環芳烴為煤、石油、煙草等燃料在缺氧環境下不完全燃燒時所產生的一類揮發性有機物，是環境和食品污染物的重要來源之一[1-3]。多環芳烴普遍存在于周圍環境，可通過空氣、水和土壤等多種介質進入食品中，對人體呼吸系統、循環系統、神經系統帶來損傷，對肝臟、腎臟等也會造成損害。一直以來，多環芳烴中的一些類別具有一定的致畸性與致癌性，如動物實驗表明，小鼠灌胃苯并(a)芘，總劑量為1 mg時胃癌誘發率為47.8%，總劑量為10 mg誘發率高達70%[4-6]。因此，多環芳烴已成為全球食品安全重點防控的對象。對于食品中多環芳烴的限量要求，目前國內只給出了部分食品中苯并(a)芘的限量[7]，其中不包括嬰幼兒配方乳粉。歐盟委員會頒布的（EC）No835/2011指令中則明確規定了嬰幼兒食品中苯并(a)蒽、?、苯并(b)熒蒽與苯并(a)芘4 種多環芳烴的總量低于1.0 μg/kg[8]。

目前食品中多環芳烴檢測主要依據國家標準GB 5009.265—2016《食品安全國家標準 食品中多環芳烴的測定》[9]及文獻方法[10-23]，主要為高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）熒光法與氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法兩類，其中，HPLC熒光法靈敏度雖高，但對熒光吸收很弱的苊烯卻不適用，且目標峰易受到雜質峰干擾，加上乳粉樣品基質較復雜，定性、定量的準確性難以保證；GC-MS法缺點主要為前處理方法普遍較復雜，且回收率低。

國內外關于食品中多環芳烴的研究主要集中在動植物油、油炸食品等[24-27]，涉及到嬰幼兒配方乳粉中多環芳烴總量檢測并對其污染情況進行調查的研究較少。本研究通過優化改進國標中凈化方式，采用Cleanert BAP固相萃取柱凈化樣品，該凈化柱基于層析柱原理，將油脂中的非極性干擾物質與多環芳烴分離，達到去除檢測中干擾基質的作用，不僅縮短了前處理時間，而且減少了試劑使用種類與用量等。同時對方法的線性關系、精密度、加標回收率及檢出限等技術參數進行考察，建立一種快速、靈敏、準確、能夠同時檢測嬰幼兒配方乳粉中16 種多環芳烴的方法，并對45 份網購嬰幼兒配方乳粉的多環芳烴污染情況進行測定，為生產企業提高產品品質和國內權威機構制定嬰幼兒配方乳粉中多環芳烴的限量提供一定的數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

嬰幼兒配方乳粉樣品45 份，均為網購，其中國產品牌20 份、國外品牌25 份，0～6 月齡、6～12 月齡、12～36 月齡各15 份。

16 種多環芳烴標準溶液（100 μg/mL）、石油醚（沸程30～60 ℃） 阿拉丁試劑（上海）有限公司；正己烷、乙腈（均為色譜純） 上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

Cleanert BAP固相萃取柱（22 g/60 mL） 阿拉丁試劑（上海）有限公司；7890B-5977B氣相色譜-質譜儀、DB-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

稱取2.0 g乳粉樣品于50 mL塑料離心管中，加入2.0 mL水浸濕，用20 mL石油醚超聲提取10 min，5 000 r/min離心5 min，取上清液，殘渣用10 mL石油醚重復提取1 次，離心（4 000 r/min、5 min），合并2 次提取上清液，35 ℃下減壓旋轉蒸發至近干，加入30 mL正己烷溶解，Cleanert BAP固相萃取柱凈化（使用前采用30 mL正己烷活化），收集洗脫液，濃縮至近干，加入0.5 mL乙腈溶解，濾膜過濾后轉移至附有內插管的樣品瓶中，供GC-MS分析。

1.3.2 儀器條件

GC條件：進樣口溫度250 ℃，流速1.0 mL/min，進樣量1 mL；進樣方式：不分流；升溫程序：初始溫度80 ℃，保持1 min，以25 ℃/min升溫至150 ℃，再以3 ℃/min升溫至200 ℃，保持3 min，最后以8 ℃/min升溫至280 ℃，保持10 min。

MS條件：電子轟擊離子源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，傳輸線溫度280 ℃；采集方式：選擇離子掃描方式，溶劑延遲時間5 min。

1.3.3 基質效應測定

取空白基質乳粉樣品，按1.3.1節進行樣品前處理后，加入一定量混合標準溶液，配制成0.1、1.0、10.0 ng/mL 3 個質量濃度水平的空白基質標準溶液，另外，用乙腈直接稀釋標準儲備液，配制成0.1、1.0、10.0 ng/mL 3 個質量濃度水平的標準溶液直接進樣分析。基質效應按式（1）計算。

式中：A和B分別表示分析物在純溶劑和空白基質溶液中的峰面積。若基質效應＞1，則表示基質使分析物的響應增強；若基質效應＜1，則表示基質對分析物的響應有抑制作用；若基質效應=1，則表示不存在基質效應。

1.3.4 標準工作溶液制備

準確移取質量濃度100 μg/mL多環芳烴標準溶液0.1 mL于10 mL容量瓶中，采用空白基質溶液稀釋并定容，得到1.0 μg/mL標準中間液，分別準確移取多環芳烴標準中間液0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mL至100 mL容量瓶中，空白基質溶液稀釋后定容，得到的標準系列工作液質量濃度分別為1、5、10、20、50、100 ng/mL。

1.3.5 結果計算

乳粉中多環芳烴含量按式（2）計算。

式中：ρ為從標準工作曲線得到的樣液多環芳烴質量濃度/（ng/mL）；m為乳粉質量/g；V為最終定容體積/mL。

1.4 數據處理

采用Excel 2010軟件進行數據處理及繪圖。

2 結果與分析

2.1 提取方法的選擇

乳粉樣品常用的3 種提取方法為超聲提取法、索氏提取法和液-液萃取法。索氏提取法提取時間較長，操作較繁瑣，且溶劑消耗量大；液-液萃取法，處理不當易造成乳化現象，嚴重影響提取效率；超聲提取法具有操作簡單、適合大批量樣品同時處理及提取效率高（一般提取2 次，可保證16 種多環芳烴加標回收率均達85%以上）等特點，所以選擇超聲提取法作為提取方法較合適。

2.2 提取溶劑的選擇

因多環芳烴一般源于乳粉中的精煉植物油添加帶入，屬于脂溶性化合物，常見的提取溶劑有乙腈、乙酸乙酯、甲苯、石油醚等，國標中主要采用乙腈作為提取溶劑。

比較乙腈、乙酸乙酯、甲苯、石油醚4 類提取溶劑的提取效果。由圖1可知，相同水平加標量（1.0 μg/kg）下，石油醚作為提取溶劑時，16 種多環芳烴加標回收率普遍高于其他3 種溶劑，且石油醚成本相對較低，因此選用石油醚作為提取溶劑。

圖1 不同提取溶劑對16 種多環芳烴加標回收率的影響（n=3）Fig. 1 Effect of different extraction solvents on spiked recoveries of 16 PAHs (n = 3)

2.3 凈化方法的選擇

因乳粉基質較復雜，其中成分易對目標物產生干擾，常常需要凈化處理。常見的凈化方法有弗羅里硅土固相萃取柱凈化及常見QuEChERS凈化管（內含硫酸鎂、乙二胺-N-丙基硅烷等填料）凈化2 種方式，本研究采用一種Cleanert BAP固相萃取柱凈化樣品。

通過同水平（1.0 μg/kg）加標回收實驗比較3 種方法的凈化效果。由圖2可知，超聲提取的樣液經Cleanert BAP固相萃取柱凈化后，雜質峰數量較少，各組分回收率普遍高于其他2 種方式。

圖2 不同固相萃取柱對16 種多環芳烴加標回收率的影響（n= 3）Fig. 2 Effect of different SPE columns on spiked recoveries of 16 PAHs (n = 3)

2.4 基質效應評價

結果表明，16 種多環芳烴的基質效應為1.123～1.650，乳粉基質中16 種多環芳烴的響應均存在不同程度的基質增強效應。因此，為消除基質效應的影響，提高定量的準確度，標準工作溶液稀釋與配制采用空白基質溶液作為溶劑。

2.5 線性范圍與檢出限

由圖3可知，16 種多環芳烴組分峰形良好，相鄰峰間分離度較高。

圖3 16 種多環芳烴標準品的總離子流圖Fig. 3 Total ion current chromatograms of 16 PAH standards

分別以16 種多環芳烴工作溶液質量濃度為橫坐標，響應峰面積為縱坐標繪制標準曲線。由表1可知，在1～100 ng/mL質量濃度范圍內，線性關系良好，r均大于0.999。選擇合適質量濃度的多環芳烴標準溶液進樣，觀察其噪音強度，將3 倍信噪比作為檢出限，稀釋多環芳烴標準溶液，使得在儀器上響應強度為3 倍信噪比，計算得16 種多環芳烴檢出限為0.01～0.10 μg/kg。

表1 16 種多環芳烴線性關系、相關系數與檢出限Table 1 Linear relationship, correlation coefficient and detection limit for 16 PAHs

2.6 加標回收與精密度實驗

取經上述方法檢測的空白乳粉樣品18 份，分別加入一定體積16 種多環芳烴混合標準溶液，使各組分分別為5、10、50 μg/kg 3 個添加水平，每個添加水平制備6 份平行樣品，并計算加標回收率。

續表2

由表2可知，16 種多環芳烴不同加標水平下平均回收率為76.2%～103.1%，相對標準偏差均小于10%。

表2 加標回收率和精密度測定結果（n=6）Table 2 Spiked recoveries and precision of the method (n = 6)

2.7 45 份乳粉中多環芳烴污染情況測定結果

為模仿母乳，國內外的嬰幼兒配方乳粉往往會向脫脂乳粉中添加玉米油、棕櫚油等各種精煉植物油，乳粉中多環芳烴的污染主要源于這些植物油。45 份嬰幼兒配方乳粉中脂肪含量測定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[28]，稱取試樣，直接用無水乙醚或石油醚等溶劑抽提后，蒸發除去溶劑，干燥，得到游離態脂肪含量。結果表明，0～6、6～12、12～36 月齡嬰幼兒配方乳粉平均脂肪含量分別為28.3%、22.2%、20.9%。

45 份嬰幼兒配方乳粉中檢出的多環芳烴類別為?、苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘4 類，其他12 種多環芳烴均未檢出。45 份嬰幼兒配方乳粉樣品中，0～6、6～12、12～36 月齡嬰幼兒配方乳粉多環芳烴總含量分別為0～1.12、0～0.75、0～0.60 μg/kg，檢出率分別為86.7%、80.0%、60.0%，其中2 份0～6 月齡國產乳粉中多環芳烴總含量分別為1.08、1.12 μg/kg，均已超過歐盟指令規定的限量（≤1.0 μg/kg），這可能會對以配方乳粉為主食的嬰幼兒健康帶來一定風險。0～6 月齡嬰幼兒配方乳粉的脂肪含量高于6～12、12～36 月齡，這可能是導致0～6 月齡乳粉較其他月齡乳粉多環芳烴含量較高的原因。

3 結 論

采用GC-MS法對嬰幼兒配方乳粉中16 種多環芳烴含量進行同時測定，通過優化前處理方法，對方法的線性關系、精密度、準確度和檢出限等技術參數進行評價，并對網購45 份嬰幼兒配方乳粉中16 種多環芳烴的含量進行測定。結果表明，該檢測方法快速、靈敏、準確且重現性好。對于將配方乳粉作為主要營養攝入且體質敏感的嬰幼兒來說，尤其是0～6 月齡的嬰兒，多環芳烴攝入帶來的健康風險需引起足夠重視。解決多環芳烴問題的關鍵在于控制乳粉中添加配料精煉植物油的質量安全，為了保護嬰幼兒的飲食安全，乳粉生產廠家不但需要把控好乳粉的質量，而且對所添加的各種配料需經過嚴格檢測合格后方可投入生產，盡可能降低嬰幼兒配方乳粉中多環芳烴污染，同時相關部門應盡快制定嬰幼兒配方乳粉中多環芳烴的限量要求。