食品接觸材料中雙酚A分析方法的建立及驗證

孫 穎，白 林，任潤涵，尚 偉，翁云宣*

（1.北京工商大學輕工科學與工程學院，北京 100048；2.輕工業塑料加工應用研究所，北京 100048）

0 前言

2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）是一種用于生產環氧樹脂、聚碳酸酯等塑料制品的有機化工原料。雙酚A 具有輕巧、耐沖擊、耐高溫等優點，可以廣泛應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、醫療器械、牙科材料、供水管道以及其他數百種日用品的制造過程中應用較為廣泛［1-2］。

雙酚A 雖然在塑料制品中表現出優異的力學性能，但其作為典型內分泌干擾物的一種，可以通過環境暴露、飲食攝入、人類呼吸活動或皮膚吸收等渠道進入人體，尤其是在高溫、酸堿、紫外等條件下，極易被人體吸收，從而對人體造成影響［3］。雙酚A 的結構與己烯雌酚相似，可模擬人體雌激素的作用，通過與人體內雌激素受體相結合影響靶基因的表達，干擾人體內源性激素的合成、分泌、運輸、新陳代謝過程，改變人體內環境的平衡狀態，對人體的身體發育過程造成不利影響［4-5］。其次，雙酚A 對人體具有一定的致癌性和致畸性，會給人體帶來代謝紊亂、發育異常、生殖障礙的風險，同時會增加人體罹患前列腺癌、卵巢癌等病癥的風險［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，對人體存在潛在威脅，容易引發食品安全問題，所以各個國家也對雙酚A 的使用進行了規范與限制。加拿大在2008年首次在世界范圍內提出禁止雙酚A用于生產嬰兒食品容器，之后中國、美國、歐盟等也相繼出臺法律禁止雙酚A 用于嬰兒奶瓶及其他兒童食品容器［8］。據統計，每年全球大約有100 t 的雙酚A 會被釋放到環境中，然后以多種途徑進入人體，危害人體健康。歐洲食品安全局規定，每人每日攝入的雙酚A 量需低于0.005 mg/kg 體重［9］。我國衛生部同樣嚴禁使用含雙酚A 的嬰幼兒奶瓶；并發布了相應國家標準，GB 4806.6—2016《食品安全國家標準食品接觸用塑料樹脂》、GB 31604.10—2016《食品安全國家標準食品接觸材料及制品2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）遷移量的測定》，在這兩項標準中對雙酚A 的遷移量進行了明確限制，限制其遷移量為0.6 mg/kg，并且明確規定雙酚A 嚴禁用于生產嬰幼兒專用的食品接觸材料及相關制品［10］。美國食品和藥物管理局也做出了相應規定，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］。

為了預防雙酚A 含量過高對人體造成影響，雙酚A 含量的檢測方法尤為重要。目前高效液相色譜法（HPLC）［12-14］、液相色譜-質譜聯用法（LC-MS）［15］、酶聯免疫吸附法（ELISA）［9，16］和氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）［17-18］等已經被應用到雙酚A含量的測定。

本研究選擇以咖啡杯為實驗對象，采用高效液相色譜質譜聯用法來測定食品接觸材料中雙酚A 的遷移量，并驗證此方法的可行性，以期為食品接觸材料中雙酚A的風險監控提供技術支持和數據參考。

1 實驗部分

1.1 主要原料

雙酚A 標準品，色譜純，純度99 %，美國Sigma公司；

甲醇，色譜純，美國賽默飛Fisher公司；

氨水，色譜純，美國賽默飛Fisher公司；

乙醇，色譜純，美國賽默飛Fisher公司；

雙酚A咖啡杯，特制；

氮氣，純度99.9 %，北京氦普北分氣體工業有限公司。

1.2 主要設備及儀器

高效液相色譜質譜聯用儀，1290-6470，美國安捷倫科技有限公司；

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

數字電子天平，ME 204，美國梅特勒公司；

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進行遷移實驗。

1.4 性能測試

HPLC 條件和MS 條件下的各項參數設置如表1和表2所示。

表1 HPLC條件下的各項參數Tab.1 Various parameters under HPLC conditions

表2 MS條件下的各項參數Tab.2 Various parameters under MS conditions

2 結果與討論

2.1 標準曲線繪制

雙酚A標準儲備液（1 000 mg/L）：準確。

稱取雙酚A 標準品10 mg，用甲醇定容至10 mL，得到溶度為1 000 mg/L雙酚A標準溶液。吸取1.0 mL溶度為1 000 mg/L 雙酚A 標準溶液，用甲醇定容至100 mL，得到溶度為10 mg/L 雙酚A 標準溶液。用超純水稀釋溶度為1 000 mg/L 雙酚A 標準溶液，得到雙酚A 濃度分別為0.00、0.01、0.05、0.1、05、1.0 mg/L的標準溶液。平行重復進樣3 次，繪制雙酚A 標準曲線，橫坐標為雙酚A 濃度，縱坐標為對應的峰面積，模擬回歸方程：y=2E+06x-14 859，R2=0.999 3。如圖1所示，結果表明，進樣量在0～1.0 mg/L 的范圍內，成正相關，線性關系良好。

圖1 雙酚A標準曲線Fig.1 Standard curve of bisphenol A

2.2 雙酚A分離效果

圖2～3 為標準品和樣品的質譜圖，圖4 為母離子和子離子的質譜圖，表明此方法對塑料制品中雙酚A的分離較好。

圖2 標準品的質譜圖Fig.2 Mass spectra of the standards

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

2.3 檢出限和定量限

把雙酚A 溶液梯度稀釋后進行測定，該方法的定量限為峰高信噪比為10/1 時標準品溶液的濃度；檢出限為峰高信噪比為3/1 時標準品溶液的濃度［19］。經測定，檢出限為0.01 mg/kg，定量限為0.10 mg/kg。

2.4 重復性實驗

在相同的條件下制備雙酚A標準品溶液，1.0 mg/L，根據1.3的測定方法，測定其雙酚A含量。標準品中雙酚A的重復性試驗結果如表3所示。由表中可以看出，標準品中雙酚A 的峰面積相對標準偏差（RSD）為0.01 %（<5 %），滿足重復性結果一致程度［20］。由試驗結果可以看出，雙酚A 標準品溶液樣品溶液重復性較好。在數據分析中，重復性體現測試數據的一致程度。重復性實驗是指測量程序、測量系統、實驗人員、實驗條件均一致的條件下，在相同時間內對相同測試對象重復測量的精密度［21］。如果重復性不能滿足要求（RSD<5 %），說明測得數據不能滿足一致程度。

表3 標準品中雙酚A的重復性試驗結果（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 的重復性試驗結果如表4所示。由表中可以看出，樣品體系中雙酚A 的峰面積相對標準偏差（RSD）為0.01 %，由試驗結果可以看出，咖啡杯樣品體系中的雙酚A溶液重復性較好。

表4 樣品中雙酚A的重復性試驗結果（n＝6）Tab.4 Repeatability test results of bisphenol A in the samples（n＝6）

2.5 穩定性實驗

取0.5 mg/mL 的雙酚A 標準品溶液和樣品溶液，室溫下放置，間隔1.5 h進樣，連續測定6次（共7.5 h）。雙酚A 標準品溶液的試驗結果如表5所示，由表5 可知，HPLC-QQQ 所測峰面積的相對標準偏差為0.01 %，由試驗結果可以看出，標準品溶液在室溫下7.5 h 內穩定。HPLC-QQQ 測定雙酚A 的實驗穩定性，遠好于相同儀器的特定遷移量測試［22］。

表5 雙酚A標準品溶液穩定性試驗結果（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的試驗結果如表6所示，由表6 可知，高效液相色譜-四極桿質譜所測峰面積的相對標準偏差為0.09 %，由試驗結果可以看出，咖啡杯樣品溶液中的雙酚A在室溫下7.5 h內穩定。

表6 雙酚樣品溶液穩定性試驗結果（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 標準品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，按1.3 色譜條件連續進樣6 次，計算日內精密度。考察雙酚A測定方法的日內精密度結果如表7所示，結果表明，雙酚A 標準品溶液的相對標準偏差為合理范圍內，儀器對雙酚A 標準品溶液測定的精密度較高，儀器分析誤差在可信范圍內，日內精密度良好。

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

制備3 種不同濃度的雙酚A 標準品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，進行HPLC-QQQ 分析，每日分析測定1次，連續測定6日，利用這6日的測量值計算雙酚A標準溶液的日間精密度。精密度是指實驗室、實驗人員、儀器、方法、試劑、樣品均相同的條件下，累計測定的實驗結果。測量結果越接近，相對標準偏差越低，說明方法和操作的可信度越高［23］。結果如表8所示，標準品中的雙酚A 的相對標準偏差小于0.51 %，儀器對標準品中雙酚A 測定的精密度較高，儀器分析誤差在可信范圍內，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

取已知雙酚A 含量的樣品1.0 mL，共9份，分別加入雙酚A 的標準品溶液0.8、1.0、1.2 mL。加標回收率的結果不止反應了實驗人員的實驗、儀器操作水平，更體現了此實驗方法、分析手段是否適合被測定的目標物［24］。咖啡杯樣品中雙酚A 加樣回收率試驗結果如表9所示，由表9 可知，經測定、計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）。加標回收率的計算方法為：

式中R——加標回收率

W1——加標試樣測定值

W2——試樣測定值

W——加標量

3 結論

（1）建立HPLC-QQQ 法，測定食品接觸材料中雙酚A 的遷移量，質譜圖中雙酚A 的母離子、子離子分離效果良好；并對其進行方法學驗證，雙酚A 檢測方法的重復性、穩定性、日間精密度、日內精密度良好；

（2）HPLC-QQQ 法對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含量的測定。