嬰幼兒配方乳粉中16 種多環(huán)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(jiān)測與預警湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410111；2.湖南省食品質(zhì)量監(jiān)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(huán)芳烴為煤、石油、煙草等燃料在缺氧環(huán)境下不完全燃燒時所產(chǎn)生的一類揮發(fā)性有機物，是環(huán)境和食品污染物的重要來源之一[1-3]。多環(huán)芳烴普遍存在于周圍環(huán)境，可通過空氣、水和土壤等多種介質(zhì)進入食品中，對人體呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)帶來損傷，對肝臟、腎臟等也會造成損害。一直以來，多環(huán)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(fā)率為47.8%，總劑量為10 mg誘發(fā)率高達70%[4-6]。因此，多環(huán)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(huán)芳烴的限量要求，目前國內(nèi)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(guī)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(huán)芳烴的總量低于1.0 μg/kg[8]。

目前食品中多環(huán)芳烴檢測主要依據(jù)國家標準GB 5009.265—2016《食品安全國家標準 食品中多環(huán)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(zhì)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(zhì)峰干擾，加上乳粉樣品基質(zhì)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(nèi)外關(guān)于食品中多環(huán)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(huán)芳烴總量檢測并對其污染情況進行調(diào)查的研究較少。本研究通過優(yōu)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(zhì)與多環(huán)芳烴分離，達到去除檢測中干擾基質(zhì)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(guān)系、精密度、加標回收率及檢出限等技術(shù)參數(shù)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(huán)芳烴的方法，并對45 份網(wǎng)購嬰幼兒配方乳粉的多環(huán)芳烴污染情況進行測定，為生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品品質(zhì)和國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)制定嬰幼兒配方乳粉中多環(huán)芳烴的限量提供一定的數(shù)據(jù)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(wǎng)購，其中國產(chǎn)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(huán)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(shè)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(zhì)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(zhuǎn)蒸發(fā)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(zhuǎn)移至附有內(nèi)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(zhì)效應測定

取空白基質(zhì)乳粉樣品，按1.3.1節(jié)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(zhì)量濃度水平的空白基質(zhì)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(zhì)量濃度水平的標準溶液直接進樣分析。基質(zhì)效應按式（1）計算。

式中：A和B分別表示分析物在純?nèi)軇┖涂瞻谆|(zhì)溶液中的峰面積。若基質(zhì)效應＞1，則表示基質(zhì)使分析物的響應增強；若基質(zhì)效應＜1，則表示基質(zhì)對分析物的響應有抑制作用；若基質(zhì)效應=1，則表示不存在基質(zhì)效應。

1.3.4 標準工作溶液制備

準確移取質(zhì)量濃度100 μg/mL多環(huán)芳烴標準溶液0.1 mL于10 mL容量瓶中，采用空白基質(zhì)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(huán)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(zhì)溶液稀釋后定容，得到的標準系列工作液質(zhì)量濃度分別為1、5、10、20、50、100 ng/mL。

1.3.5 結(jié)果計算

乳粉中多環(huán)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(huán)芳烴質(zhì)量濃度/（ng/mL）；m為乳粉質(zhì)量/g；V為最終定容體積/mL。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理及繪圖。

2 結(jié)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(xiàn)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)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(zhì)較復雜，其中成分易對目標物產(chǎn)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(nèi)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(jīng)Cleanert BAP固相萃取柱凈化后，雜質(zhì)峰數(shù)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(huán)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(zhì)效應評價

結(jié)果表明，16 種多環(huán)芳烴的基質(zhì)效應為1.123～1.650，乳粉基質(zhì)中16 種多環(huán)芳烴的響應均存在不同程度的基質(zhì)增強效應。因此，為消除基質(zhì)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(zhì)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(huán)芳烴組分峰形良好，相鄰峰間分離度較高。

圖3 16 種多環(huán)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(huán)芳烴工作溶液質(zhì)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(zhì)量濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，r均大于0.999。選擇合適質(zhì)量濃度的多環(huán)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(huán)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(huán)芳烴檢出限為0.01～0.10 μg/kg。

表1 16 種多環(huán)芳烴線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)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(jīng)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(huán)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(xù)表2

由表2可知，16 種多環(huán)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(jié)果（n=6）Table 2 Spiked recoveries and precision of the method (n = 6)

2.7 45 份乳粉中多環(huán)芳烴污染情況測定結(jié)果

為模仿母乳，國內(nèi)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(huán)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(fā)除去溶劑，干燥，得到游離態(tài)脂肪含量。結(jié)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(huán)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(huán)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(huán)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(chǎn)乳粉中多環(huán)芳烴總含量分別為1.08、1.12 μg/kg，均已超過歐盟指令規(guī)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(huán)芳烴含量較高的原因。

3 結(jié) 論

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