◎ 柏雨帆
(品升商品檢測(上海)有限公司,上海 201108)
雙酚A是一類常見的食品污染物,其為典型的激素類化合物。在食品包裝塑料中,雙酚A不僅具有破壞性,還會生成其他有害物質,直接從食品包裝塑料中融入食品內,造成人體的傷害。雙酚A危害極大,因此,做好雙酚A的檢測工作,提高食品包裝材料的安全水平至關重要。食品包裝材料檢測中,要結合雙酚A的檢測要求,建立快速、準確、檢測限低的檢測方法。本文對目前雙酚A檢測方法進行總結,對研究現狀進行闡述。
在食品包裝材料的雙酚A檢測中,極譜法主要考慮雙酚A和硝酸的反應,兩者反應之后會在示波極譜上出現明顯的二階導數吸附波,限定的范圍中雙酚A和峰電流會表現出線性關系[1]。例如,極譜法檢測雙酚A時的單掃示波極譜法,其可在0.7 mol/L的NaNO2溶液中進行檢測,檢測時的溫度設計成95 ℃,檢測反應時間設定60 min,得出檢測反應的限值是2 ng/mL,極譜法檢測期間要考慮亞硝化產物以及共存物的影響,保障回收率的準確性。
在食品包裝材料雙酚A檢測過程中,傳感器法采用固化材料以及識別元件去分析雙酚A的分子狀態。例如,傳感器法中的石英晶體微天平,其在雙酚A分子中的檢測限是100 ng/mL,石英晶體微天平檢查時,還要采用光敏管、氧電極等設備,以此來提高雙酚A的檢測準確率。在食品包裝材料的雙酚A檢測時,還可以結合離子體共振的方法,提高雙酚A檢測的主動性,現階段雙酚A檢測時引入了殼聚糖與石墨烯片的交聯法,專門設計成雙酚A的傳感器,其檢出范圍在10~1 300 nmol/L,確保雙酚A檢測的準確度。
分子印跡法在檢測雙酚A時需要分離目標分子,把目標分子作為模板,結合功能單體與模板分子之后,在引發劑、交聯劑的作用下構成聚合物,通過物化的方法把模板分子脫離出來,制備具有記憶能力的聚合物材料[2]。分子印跡法具備特異識別性,在分子印跡法中把雙酚A作為模板分子,單體為鄰氨基苯硫酚,分子印跡中的循環伏安法中利用傳感器去響應雙酚A的特征,發現雙酚A與分子印跡聚合物的線性關系,雙酚A的檢出限設計為2.0×10-7mol/L,確保分子印跡法具有穩定性、選擇性。在分子印跡法中結合沉淀聚合法,直接制備出雙酚A的聚合物,選擇4-VP作為功能單體,致孔劑選擇乙腈材料,模板雙酚A的分子含量為6 mmol,設計好此類方法的分離條件,pH是11.5,電壓選擇18 kV,檢出限的范圍是3~6.9 ng/mL,準確檢測出食品包裝材料中的雙酚A。
電化學分析法是分析食品包裝材料中雙酚A含量的重要方法。電化學分析法比較注重儀器的應用,分析雙酚A在食品包裝材料中的電化學特征,掌握雙酚A的變化規律,通過計量電導、電量、電流、電位等之間的關系,結合定性、定量的儀器測試,完成雙酚A的檢測。例如,電化學分析法中,單臂碳納米管修飾了大面積的電極結構,提高了檢測方法的催化活性,修飾電極具有電催化的作用,其在pH6.5磷酸鹽緩沖溶液中利用0.2 V的電壓富集100 s后,在電化學分析中提供0.10 V/s的循環伏安測定,雙酚A的檢出限為8.0 nmol/L,回收率達到97.5%~105%,單臂碳納米管在電化學分析法中與β-環糊精交聯之后,并且把β-環糊精分散到水中,其可均勻地吸附到修飾玻璃電極上,再利用催化和氧化的能力,降低雙酚A的氧化電動勢,檢出限為1.0 nmol/L。
熒光光譜法檢測食品包裝材料的雙酚A時,主要是按照雙酚A的光譜特性進行,添加適量地β-CD,以便在不改變熒光光譜特征的條件下增強熒光強度[3]。例如,熒光光譜法中采用了β-環糊精包被雙酚A,定量去檢測食品包裝材料中的雙酚A,該項檢測方法檢出結果的速度快,準確性高,當檢測條件的pH條件為4時,熒光光譜法的波長λex/λem取值為282/318 nm,檢出限是0.12 ng/mL,熒光光譜檢測的線性范圍為1~10 ng/mL,此類方法可以為食品包裝材料提供非常低的檢出限度,有利于提升雙酚A的檢測效果。
食品包裝材料雙酚A檢測方法中的拉曼光譜法運用了散射光譜的方法,在光與分子的非彈性碰撞條件下,拉曼光譜產生的散射光譜信號會逐漸減弱,雙酚A表面的拉曼光譜會表現出較高的靈敏性,由此拉曼光譜法經常會用在雙酚A的檢測中。在食品包裝材料的雙酚A檢測方法中,拉曼光譜聯合了GO3W量子化學軟件包,基底選用金膠,食品包裝材料溶解到甲醇溶液中,拉曼光譜檢測時會表現出表面光譜增強的狀態,雙酚A處于酸性條件時,雙酚A分子的=CO-會趨向吸附到金膠上,此時-OH鍵會消失,雙酚A的回收率范圍為88%~101.4%。
酶聯免疫法在檢測雙酚A時表現出了靈敏性高、特異性強的特征。雙酚A是一類小分子,無法直接作用到免疫動物上,其在反應中可以和抗體出現特異性結合,在酶聯免疫吸附法中有一種競爭性檢測技術就是利用了這種特異性,雙酚A分子上可以使用重氮化法引入羧基結構,完成耦聯之后就能建立起競爭關系,此類方法在食品包裝材料中設定雙酚A的檢測限是1 ng/mL。酶聯免疫吸附分析法能夠作為基礎的方法,在此基礎上綜合檢測雙酚A的生物素與親和素,生物素在酶聯免疫吸附分析的過程中可以結合二抗、一抗,接下來添加親和素,目的是提高酶聯免疫吸附分析法的靈活性和準確性。生物素與親和素的稀釋倍數是500~2 000,其可最低檢出食品包裝材料中0.05 ng/mL的雙酚A,改進的酶聯免疫法在檢測雙酚A時可以排除抗體的干擾,促使雙酚A的檢測分為有效、簡單。
以色譜法為基礎的色譜-質譜聯用技術提高了雙酚A檢測方法的應用效率,色譜法檢測雙酚A的檢測限低、靈敏度高、在結構相似化合物有良好的選擇性。色譜法中目前主要采用的有氣質聯用法、液相色譜法及液質聯用法。
采用氣質聯用法測定食品包裝材料中的雙酚A,樣品用丙酮提取后,經五氟丙酸酐(PFPA)衍生后用氣質聯用儀檢測。該方法采用SIM定量,其中定量離子505,定性離子265,505,520。該方法最低檢測限為0.01 mg/kg,在0.01~0.5 mg/kg的范圍內,相關系數r2=0.999 4。設計3種不同添加水平,3次平行實驗平均回收率為92.3%~98.5%。方法的精密度(RSD)為 3.35%~5.96%[4]。
采用液相色譜法測定雙酚A,可以避免使用衍生化試劑。樣品經提取后采用液相色譜-熒光檢測器進行定量,熒光檢測器激發波長230 nm,發射波長315 nm。該方法最低檢測限為0.1 mg/kg,在0.05~0.5 mg/kg的范圍內,相關系數r2=0.999 1。設計3種不同添加水平,3次平行實驗平均回收率為95.5%~104.2%。方法的精密度(RSD)為4.38%~8.69%。
采用液質聯用法測定聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(PA)等塑料制品中雙酚A含量的測定。在樣品中加入二氯甲烷∶甲醇=90∶10(v/v)進行提取,提取后在旋轉狀態下逐滴加入20 mL甲醇,使塑料再沉淀。過濾樣液后,用甲醇富溶,采用液質聯用儀測定。其中參數條件如下,色譜柱:多孔層,EC,C-18;離子源:電噴霧離子源;模式:MRM;離子對:227>212,227>133。采用該方法時,最低檢測限為0.01 mg/kg,在0.01~0.5 mg/kg的范圍內,相關系數r2=0.998 9,平均回收率為90.1%~102.5%。
極譜法具有檢出限低、檢測效率高、檢出準確的優點,但同時需要考慮共存物的影響以及亞硝化產物具有不穩定性的特點。分子印記法具有良好的特異性識別性,且重現性穩定。電化學分析方法具有靈敏度高、快速的優點,但缺點是針對復雜基質的樣品無法準確定性。熒光光譜法采用較便宜的分光光度計,成本低,但缺點是易受干擾且靈敏度較低。拉曼光譜法的特點在于可以不破壞樣品,而對樣品進行快速檢測,但目前該方法還處于研究階段。酶聯免疫吸附法具有特異性高、靈敏度強、成本低的優點。目前,食品包裝材料測定雙酚A的主要測試方法為色譜法及色譜質譜聯用法。該類方法具有檢測限低,靈敏度高及選擇性好的特點。在采用色譜質譜聯用技術時,能很好的區分測定結構相似的化合物及異構體。
食品包裝材料中的雙酚A危害性較強,全面分析雙酚A與食品包裝材料的關系之后,研究各種不同雙酚A的檢測方法,為食品包裝材料提供安全的標準,排除食品包裝材料中的不安全因素,提高食品包裝材料的安全水平,以期滿足現代食品安全的基本需求。