食品包裝材料中雙酚A快速檢測方法

蔣小良，賈長生，賀拂，卿寧，曾銘，郝雨，陳凱

（1.江門出入境檢驗檢疫局，廣東江門 529000；2.五邑大學，廣東江門 529000；3.花都出入境檢驗檢疫局，廣東廣州 510800）

雙酚 A（bisphenol A，BPA）學名 2，2-二（4-羥基苯基）丙烷，是世界上使用最廣泛的工業化合物之一，是制造環氧樹脂、聚碳酸酯、聚砜、聚芳酯及酚醛樹脂等產品的重要原料。雙酚A被廣泛應用在食品包裝材料、容器內壁涂料等方面，其可通過食品包裝容器和塑料薄膜遷移到食品中并進入體內。食品包裝具有保護食品，方便貯運，促進銷售，提高食品價值的重要作用。食品包裝已經成為食品不可分割的重要組成部分。塑料用于食品包裝的量占塑料總產量的1/4；塑料包裝形式多種多樣，如托盤類、容器類、軟管類、編織袋類、單層塑膜、多層復合薄膜類等。

雙酚A具有某些雌激素特性，對淋巴細胞具有增殖的作用，雙酚A被認為與心血管疾病、腸道疾病、免疫系統等疾病有密切關系。不同劑量的雙酚A能夠誘導淋巴細胞的增殖，從而有潛在的免疫毒性[1]。歐盟食物鏈和動物健康委員會（SCFCAH）日前決定，歐盟規定成員國從2011年6月1日起禁止進口含有化學物質雙酚A的塑料嬰兒奶瓶。目前美國、加拿大、日本和挪威等國家也嚴令限制雙酚A這類化合物在食品包裝材料中使用。

目前，塑料包裝材料中雙酚A的潛在遷移性對人體健康的危害已引起了社會的關注。研究方法基本上是研究塑料包裝材料中雙酚A的總含量，通過索氏提取[2]、液-液萃取[3]、加速溶劑萃取[4]、微波輔助萃取[5]、固相萃取[6]及固相微萃取[7]等處理方法，將塑料包裝材料中的雙酚A轉移成合適溶劑中，然后通過紫外分光光度法[8]、高效液相色譜法[9]、氣質聯用法[10－12]、氣相色譜法[13]、熒光檢測法[14－15]及傳感器檢測法[16]等進行定性定量分析。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

氣相色譜－質譜儀GC－MS（GC 7890A/MS 5975C）：美國Agilent公司；超聲波發生器：上海之信儀器有限公司；R－210旋轉蒸發儀：瑞士BUCHI公司；SHA－CA（WHY－2）型水浴恒溫振蕩器：金壇市晶玻實驗儀器廠；ZM200超離心研磨儀：德國RETSCH公司。雙酚A標準品：純度≥99.9%，德國Supelco公司，甲醇：色譜純，上海德正化工有限公司。

雙酚A標準溶液配制：精確稱取雙酚A標準品0.025 0 g，用甲醇溶解并定容至250 mL，即1 mL溶液含雙酚A 0.1 mg，臨用前根據需要用甲醇稀釋至合適濃度的標準工作溶液。

1.2 氣相色譜－質譜條件

1.2.1 色譜條件

色譜柱：DB－5MS柱（30 m ×0.25 mm ×0.25μm）；升溫程序：初始溫度100℃，以10℃/min升至200℃保持2 min，再以20℃/min升至280℃，保持1 min后再以10℃/min升至300℃；載氣：高純氦氣（純度＞99.999%）；載氣流速：1.0 mL/min；進樣口溫度280℃；進樣量：1.0 μL；進樣方式：不分流進樣。

1.2.2 質譜條件

離子源溫度230℃；四極桿溫度：150℃；EI源：電子能量70 eV；色譜－質譜接口溫度：280℃；溶劑延遲：3 min；MS檢測方式：全掃描；檢測雙酚A的特征質譜峰：m/z=213，228，119。

1.3 樣品處理

選取有代表性的食品包裝材料樣品，先剪成2 mm×2 mm以下，再采用超離心研磨儀將樣品研磨成粉末狀，準確稱取粉末樣品1.0 g（精確到0.001 g），分別采用恒溫水浴振蕩提取、超聲波提取和索氏提取，將提取液在37℃條件下減壓旋轉蒸發儀濃縮至近干，再用甲醇定容到1 mL，上GC－MS分析。

1.4 檢測和計算

吸取1.0μL雙酚A標準溶液注入GC－MS儀，對特征色譜峰的峰面積進行自動積分，得出相應的峰面積－濃度線性回歸方程。吸取樣品溶液進行分析，得到色譜峰和質譜圖，與標準溶液的色譜峰的保留時間和質譜圖進行比較。然后再根據下式求出樣品中雙酚A含量

式中：Xi為試樣中雙酚 A 含量，（mg/kg）；Ai為樣品溶液中雙酚A的峰面積；A0為空白樣中雙酚A的峰面積；Ais為標準工作液中雙酚A的峰面積；ci為標準工作液中雙酚A的質量濃度，（mg/mL）；V為樣品溶液最終定容體積，mL；m為試樣質量，g。

2 結果與討論

2.1 雙酚A提取溶劑的選擇

按照方法1.3分別試驗了甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷4種提取溶劑，分別稱取4份樣品加入到100 mL錐形瓶中，依次加入20 mL甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷，于室溫下超聲波萃取1.5 h，然后減壓旋轉蒸發濃縮至近干，用甲醇定容到1 mL，用GCMS定量分析。試驗結果表明，在同樣的提取條件下，甲醇對雙酚A提取的效率最高，雙酚A是具有較強的極性分子，根據相似相溶原理，4種溶劑中甲醇的分子極性最強，所以試驗選擇甲醇做提取溶劑。

2.2 提取方法的選擇

按照方法1.3分別試驗了恒溫水浴振蕩提取、超聲波提取和索氏提取，恒溫水浴振蕩提取的條件是溫度37℃，甲醇溶液40 mL，提取時間為3 h；超聲波提取的條件是室溫下超聲提取3h，提取溶劑為甲醇，溶劑體積為40 mL；索氏提取的條件是室溫下提取3 h，提取溶劑為甲醇，溶劑體積為100mL。試驗結果見表1。

表1 3種提取方法提取3種樣品中雙酚A的結果Table 1 Determination results of Bisphenol A in three samples extracted by three methods

從表1可以看出，對于3種不同的食品包裝材料，3種提取方法的提取效果趨勢一致，索氏提取明顯好于超聲波提取，而水浴振蕩提取效果最差，所以試驗選擇索氏提取為最佳提取方法。

2.3 提取時間的選擇

以選定的索氏提取法作為研究對象，考察了提取時間。一般索氏提取時間較長，所以在快速檢測中較少采用，為了更有效縮短提取時間，提高提取效率，試驗了提取時間為 1、2、3、4、5、6 h 提取 PC 奶瓶中的雙酚A，實驗結果見表2。

表2 提取時間的選擇Table 2 The chioce of extracted time

由表2數據看出，隨著索氏提取時間的增加，雙酚A提取量逐步增大，當提取時間達到3 h后，雙酚A的提取量趨于穩定，所以試驗選擇索氏提取時間為3 h。

2.4 雙酚A的GC－MS確證

試驗了雙酚A標準物的GC－MS色譜條件，測得雙酚A的特征色譜峰如圖1所示。

圖1 雙酚A的色譜峰Fig.1 Chromatograms spectra of bisphenol A

由圖1可知，其保留時間為14.845 min。對該色譜峰進行譜庫檢索分析，得到質譜圖如圖2所示。

圖2 雙酚A的質譜圖Fig.2 Mass spectra of bisphenol A

由圖 2 可知，特征譜峰為：m/z=119，213，228。經比對，與數據庫中雙酚A的質譜圖一致。

2.5 線性范圍和檢出限

用甲醇逐級稀釋雙酚A貯備液，配成質量濃度分別為 0.10、0.50、2.0、10、50、100、200 mg/L 的標準工作溶液。按GC－MS工作條件進行測定，以質量濃度x（mg/L）對色譜峰面積y進行線性回歸，得到線性方程y=7 843.7x－261.7及相關系數0.999 8。實驗結果表明，雙酚A在0.10 mg/L～10 mg/L的濃度范圍內呈現良好線性關系。連續做樣品空白20次，用GC－MS檢測分析，得出方法檢出限LOD（信噪比＞3）為0.02 mg/kg。

2.6 樣品分析和加標回收率

將本方法用于食品包裝材料樣品分析，按照1.3處理樣品及1.4分析檢測及計算結果，結果表明：樣品溶液中雙酚A保留時間和質譜圖與雙酚A標準溶液一致，5種食品包裝材料中雙酚A的含量分別為5.56、14.08、65.48、105.37 和 142.85 mg/kg。對某食品包裝材料中雙酚A含量進行測定，檢測結果為45.16 mg/kg（n=7），對其分別加入 0.25、0.50、1.0 mL 雙酚 A 標準溶液（100 mg/L）進行回收率試驗（n=5），樣品平均回收率為90.1%～102.2%，精密度為2.2%～3.7%。

3 結語

本方法采用索氏提取－氣相色譜－質譜法測定食品包裝材料中的雙酚A，考察了提取溶劑及提取時間，確定了最佳試驗條件，在選擇是實驗條件下，樣品的平均回收率為90.1%～102.2%，相對標準偏差小于3.7%，目前該方法已用于實際樣品檢測。

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