HPLC法檢測食品接觸材料中的雙酚A含量

張瑩，余恩其，俞朱敏，錢霽翀(寧波中盛產品檢測有限公司，浙江 寧波 315000)

1 探討檢測食品接觸材料中雙酚A含量的必要性

所謂雙酚A，也被稱為BPA，主要用于生產防碎塑料，目前正廣泛應用于各個領域，包括但不限于礦泉水瓶、食品包裝以及醫療器械等，每年，全世界生產2 700萬噸含有BPA的塑料，可以說，BPA是當今世界上應用最為廣泛的工業化合物之一，是人們能夠經常接觸到的物質。但是，BPA具有毒性，其毒性大小與其含量具有直接關系，過量的BPA會對人體造成傷害，例如內分泌失調，尤其是對孕婦及胎兒的健康具有重要威脅。除此之外，根據當前研究現狀來看，癌癥和新陳代謝紊亂導致的肥胖也被認為與其有關[1]。在人們生活質量不斷提高的背景下，對食品安全的重視程度也日益提高，作為與食品直接接觸的材料，對其進行雙酚A含量的檢測是十分必要的，這樣才能夠合理、準確控制雙酚A含量。

2 基于HPLC的食品接觸材料雙酚A含量檢測實驗

2.1 檢測實驗

2.1.1 儀器與試劑

儀器與色譜條件：準備超聲波清洗機(SB25-12D型)、WPS 3000 TBSL自動進樣器、高效液相色譜(Thermo Fisher Ultimate 3000型)、電子天平(AL 104型)、ISO 3100等度泵、Coulochem Ⅲ電化學檢測器(含有6011串聯雙電極檢測池)、pH計(PE-50型)、超純水儀(Elix型)、真空泵(AP-PP25型)，工作站為Chromeleon 6.8。其中，色譜條件為：Agilent Eclipse plus C18色譜柱(2.1 mm×100 mm，3.5 μm)，柱溫為35℃；自動進樣器溫度設置在4 ℃；流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖溶液-甲醇(45+55)混合液，其中，檸檬酸緩沖溶液酸堿值為6.0，進樣量5 μL，流量

0.25 mL·min-1；Coulochem Ⅲ電化學檢測器，ECD1和ECD2檢測池電壓分別為400 mV和575 mV。

試劑：準備純度在99.8%以上的BPA標準品，選擇超純水作為試驗用水，最后準備檸檬酸鈉、甲醇和檸檬酸，3個試劑均為分析純。在溶液制備方面，主要是對BPA標準品進行稱取，再使用甲醇對其進行溶解、定容，均勻后配制成2.000 g·L-1標準儲備溶液，對其進行妥善保存，一般情況下放置在-20℃的冰箱內即可。使用時用流動相將標準儲備溶液稀釋即可，按照實驗需求將其配制成不同質量濃度的實驗溶液。

2.1.2 實驗方法

研究對象主要選擇餅干袋、牛奶盒、糖果包裝紙、牛肉袋和可樂瓶這5種食品的包裝材料，剪碎處理研究材料，稱取2.000 0 g樣品放置于250 mL玻璃瓶中，之后加入50 mL甲醇，以超聲的方式提取1 h。最后，使用實驗用水對其進行稀釋，直至100 mL，開展過濾作業，使用0.22 μm濾膜即可，最后按照上述工作條件對其測定。

2.2 實驗結果與討論

2.2.1 超聲條件、流動相條件和檢測電壓的選擇

由于不同超聲條件會對BPA的提取率造成影響，為此，在40 kHz、溫度為室溫的常用超聲萃取條件下，分別在超聲時間10 min、20 min、40 min、60 min、90 min參數下對同一份食品包裝材料進行有關BPA提取率的影響實驗。從實驗結果來看，40 min和60 min是BPA提取率的分界線，當超聲時間在40 min以內時，BPA提取存在不完全的情況；當提取時間在60 min以上時，提取率穩定。因此，在開展該實驗時，將超聲時間定為60 min。

在確定流動相條件時，主要分為兩方面，分別是流動相酸度和流動相比例。對于流動相酸度，由于電化學檢測器不同于其他檢測儀器，使用時流動相需要具有緩沖鹽。通過調節流動相酸度，能夠調節結構中具有酸堿基團化合物的保留時間。在本次實驗中，主要使用的流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖液-甲醇(1+1)混合液，當其酸堿值在6.0以下時，通過增加算價值能夠將BPS的保留時間略微縮短；當酸堿值在6.0以上或正好為6.0時，BPA的保留時間受酸堿值變化的影響不大，為此本次實驗選擇酸堿值為6.0的流動相。在流動相比例方面，所選擇的試劑為上文確定的50 mmol·L-1檸檬酸鹽緩沖液(pH6.0)和甲醇。由于甲醇會影響BPA的保存時間，當甲醇占流動相的體積分數從50%上升至55%時，BPA保存時間縮短，但雜質不會對BPA的分離造成干擾。因此，在該實驗中，選擇55%的甲醇，甲醇與檸檬酸鹽緩沖液之間的比例為55∶45，即流動相的選擇為甲醇-50 mmol·L-1檸檬酸鹽緩沖液(55+45)混合液。

在選擇實驗電壓時，為保證BPA的測定效果，基于優化流動相條件將檢測池電壓從0 mV升高到750 mV逐步增大，使用同一份樣品并重復進樣，得到峰面積的變化，掌握其與電壓之間的關系。結果表明，檢測池電壓在400 mV以下時，BPA幾乎沒有氧化現象；當檢驗池電壓逐漸升高且升至550 mV時，BPA氧化完全。為此，在該實驗中，將ECD1和ECD2的檢測電壓分別設置為400 mV和575 mV，前者主要作用于氧化樣品中的部分干擾組分，對噪聲進行有效降低；后者則應用于BPA的測定方面。

2.2.2 樣品穩定性

由于BPA能夠在直流氧化模式下測定，這意味著BPA具有較強還原性，那么在自然條件下，BPA也可能發生氧化現象[2]。因此，為判斷樣品穩定性對實驗結果的影響，使用同一份樣品(樣品提取液加標)在進樣器溫度為4 ℃的條件下重復進樣，發現在一天內，BPA峰面積并未發生劇烈變化，基本保持穩定，相對標準偏差在2%以下，這意味著4 ℃的進樣器溫度下，BPA具有良好穩定性。

2.2.3 標準曲線和檢出限

以逐級稀釋的方法使用流動相對BPA標準儲備溶液進行稀釋，得到的質量濃度分別為0.2 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1，形成標準溶液系列。之后，對各個質量濃度水平的標準溶液平行進樣3次，以測定的峰面積作為縱坐標，以BPA質量濃度作為橫坐標，得到標準曲線。之后，根據標準曲線得到線性關系范圍，在該實驗中發現，質量濃度在0～20.0 μg·L-1范圍內的BPA與峰面積呈線性關系，在該情況下，BPA的線性回歸方程為：y=0.2751x-0.0038，相關系數為0.996。最后，使用3倍信噪比計算方法對檢出限求值，本次實驗下檢出限(3S/N)為3.3 μg·kg-1。

2.2.4 精密度和回收實驗

開展BPA回收實驗，3個添加水平分別為22.8 μg·kg-1、57.1 μg·kg-1、114.2 μg·kg-1，對每個添加水平開展平行測定，次數為5次，根據實驗結果對回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)進行計算。實驗結果和計算結果為：加標量為22.8 μg·kg-1條件下，回收量為21.8 μg·kg-1，回收率為95.6%，相對標準偏差(RSD)為5.3%；加標量為57.1 μg·kg-1條件下，回收量為55.7 μg·kg-1，回收率為97.5%，相對標準偏差(RSD)為4.6%；加標量為114.2 μg·kg-1條件下，回收量為112.1 μg·kg-1，回收率為98.2%，相對標準偏差(RSD)為2.1%。由此可確定BPA加標回收率在95.6%～98.2%之間，測定值的相對標準偏差(RSD)在2.1%～5.3%范圍內，說明檢測方法可靠、準確。

2.2.5 樣品分析

按照實驗方法分別對餅干袋、牛奶盒、糖果包裝紙、牛肉袋和可樂瓶這五種食品的包裝材料進行分析，再與檢出限相比。最后發現，牛奶盒、糖果包裝紙和可樂瓶的BPA含量小于檢出限，餅干袋和牛肉帶含有BPA，且其質量分數分別為45.6 μg·kg-1和897.2 μg·kg-1。

2.2.6 與其他方法比較

為判斷HPLC的精準可靠性，文章分別將其與在線柱切換高效液相色譜-同位素稀釋串聯質譜法、超高效液相色譜串聯三重四極桿質譜法、分散微固相萃取法、氣相色譜-質譜法、高效液相色譜-熒光檢測法相比較。對比結果為：在線柱切換高效液相色譜-同位素稀釋串聯質譜法在對尿液進行測定時，檢出限為0.10 μg·L-1；超高效液相色譜串聯三重四極桿質譜法在對血清進行測定時，檢出限為0.05 μg·L-1；分散微固相萃取法在對牛奶進行檢測時，其檢出限為3.05 μg·L-1；在對食品包裝材料進行檢測時，檢出限為0.30 μg·L-1；高效液相色譜-熒光檢測法在對罐頭進行檢測時，其檢出限為34 μg·L-1；文章方法在對食品包裝材料進行檢測時，檢出限為0.07 μg·L-1。由此可見，文章方法能夠有效檢測食品基礎材料中的雙酚A含量，靈敏度與串聯質譜法相近，且高于熒光和紫外檢測器，能夠很好的滿足食品接觸材料中BPA的測定要求。

3 總結分析

使用50 mL甲醇超聲提取樣品(2.000 0 g)1 h后，提取液用水稀釋至100 mL，經0.22 μm濾膜過濾后進行色譜分離。以Agilent Eclipse plus C18柱為固定相，流動相為50 mmol·L-1檸檬酸緩沖液(pH6.0)-甲醇(45+55)混合液，檢測池電壓為ECD1和ECD2分別為400 mV和575 mV，在該條件下，樣品雙酚A的質量濃度在0.2～20.0 μg·L-1之間時，與其峰面積呈線性關系，檢出限(3S/N)為3.3 μg·kg-1。之后開展回收試驗，即按標準加入法在3個濃度水平上進行，回收率在95.6%～98.2%之間，測定值的相對標準偏差(n=5)在2.1%～5.3%之間。由此可見，HPLC方法對食品接觸材料中的雙酚A含量測定不僅具有樣品處理簡單、回收率高以及精密度好的優勢，而且整體試劑用量較少，與其他檢測方法不同，減少化學試劑的使用量，從根本上減少環境污染，是當前檢測食品接觸材料中雙酚A含量的高效方案[3]。

4 結語

綜上所述，HPLC對食品接觸材料中雙酚A的檢測效果十分理想。因此，為保證人們食品健康安全，應不斷研究HPLC檢測方法，以此為基礎不斷對其優化，提高其檢測質量，避免造成嚴重的環境污染，從而滿足人們食品食用需求的同時，通過避免使用大量化學試劑保護環境。