范怡君

（常熟市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，江蘇 常熟 215500）

1 NOGE(酚醛清漆甘油醚)的原理結(jié)構(gòu)與特征

苯酚和甲醛在酸性條件下反應(yīng)得到酚醛,其中相對分子質(zhì)量最小(2環(huán))的酚醛叫做雙酚F(BPF)。酚醛再與表氯醇反應(yīng)可得到一系列相對分子質(zhì)量不同的、環(huán)數(shù)不等的縮水甘油醚。NOGE就為這些相對分子質(zhì)量不固定的酚醛清漆多元甘油醚的混合物的總稱。雙酚F的3種同分異構(gòu)體與表氯醇反應(yīng)得到的2R-NOGE稱為雙酚F二縮水甘油醚(BFDGE),在食品罐內(nèi)涂層中BFDGE約含30%～40%,其余為三環(huán)(3R～八環(huán)(8R)的NOGE。2R-NOGE(即 BFDGE)有3種同分異構(gòu)體,3R-NOGE有7種同分異構(gòu)體,4R-NOGE有27種同分異構(gòu)體。

NOGE其溶脂性較強(qiáng),在含油較高的魚類、肉類罐頭中以多種衍生物的形式存在。BFDGE及其衍生物有:

BFDGE、BFDGE·H2O、BFDGE·HCl、BFD GE·2HCl、BFDGE·H2O·HCl,依照歐盟指令,以上物質(zhì)的遷移總量應(yīng)小于1mg/kg;3R-8R NOGE及其衍生物可表示為:nR·xH2O·yHCl(3≤n≤8,0≤x,y≤n),如3R-NOGE及其衍生物有:水合物:3R·H2O、3R·2 H2O、3R·3 H2O;氯化物:3R·HCl、3R·2HCl、3R·3HCl及 3R·H2O·HCl等。NOGE及其衍生物化學(xué)穩(wěn)定性不高,易與食品成分或其他環(huán)氧化合物發(fā)生反應(yīng)。

2 NOGE(酚醛清漆甘油醚)與衍生物的提取技術(shù)

2.1 罐頭涂料中NOGE及其衍生物的萃取

目前,NOGE及其衍生物的萃取主要是用液-液萃取法,萃取液主要有以下3類:

2.1.1 用疏水性溶劑將NOGE及其衍生物從均質(zhì)化處理后的溶液中萃取出來,這些溶劑有:戊烷、正己烷、庚烷、二氯甲烷、甲基叔丁基醚或者氯仿;

2.1.2 用四氫呋喃萃取,然后凍干;

2.1.3 用乙腈直接從食品均質(zhì)溶液中提取,第一步主要提取水,第二步是環(huán)氧化合物。其中,2.1.3是現(xiàn)在最為常用的方法,因?yàn)樵诜聪喔咝б合嗌V法(RPLC)檢測前,應(yīng)先去除油相,通常是在乙腈和油/正己烷二者之間分離。由于這種方法能避免分離油的過程,因此簡化了提取過程。

歐盟最新出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)《接觸食品的材料和物品有限制條件的某種環(huán)氧衍生物NOGE及其氫氧和含氯衍生物的測定》就采用了用乙腈萃取的方法。其主要步驟是:以每平方分米罐頭涂層配33mL乙腈的量,在室溫下萃取24h。

為確保萃取完全,應(yīng)該使用新鮮的溶劑進(jìn)行多次萃取。在能保證萃取完全的前提下,可適當(dāng)?shù)奶岣邷囟?縮短萃取時(shí)間。在有機(jī)溶膠涂料中,由于NOGE作為一種穩(wěn)定劑被使用,其單體和其它的衍生物含量都很高,對于該類產(chǎn)品,應(yīng)增加萃取液的用量。

2.2 罐頭涂料中NOGE及其衍生物的水解

NOGE環(huán)數(shù)不盡相同,同分異構(gòu)體數(shù)量非常多,其衍生物結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,要把NOGE單體及其各自的衍生物分離開來幾乎是不可能的,也是沒有必要的。為了簡化檢測過程,通常將NOGE及其衍生物全部水解為NOGE·H2O結(jié)構(gòu),再進(jìn)行測定。

萃取液中NOGE及其衍生物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,水解條件也大不相同。其中NOGE和NOGE水合物在中性、酸性溶液中會(huì)發(fā)生水解;NOGE的氯化物在中性溶液中緩慢水解,而在酸性條件下相當(dāng)穩(wěn)定;而在弱堿性溶液中,各種化合物(除了醚的衍生物)均會(huì)水解為NOGE·H2O。

為使環(huán)氧化合物和HCl化合物完全水解,可將萃取樣品放在一個(gè)充有惰性氣體的能維持恒壓的密閉容器中使其恒沸蒸干,重新加入400μl乙腈和1600μlpH值為8.5的硼酸鹽溶液(由硼酸與NaOH配置而成),使殘留物溶解,混合均勻,并在 100°C(±5°C)下至少保存 20～22h,經(jīng)過這個(gè)過程后,NOGE及其衍生物均可水解為NOGE·H2O結(jié)構(gòu),冷卻后就可以將所得溶液注入HPLC進(jìn)行測定。

3 提取過程中NOGE“消失”的原因

在分析檢測的過程中,最大的困難之一就是NOGE及其衍生物從遷移測試溶液中的回收率不夠,有時(shí)甚至為零。主要的原因有:

3.1 環(huán)氧化合物與食品成分反應(yīng)

環(huán)氧化合物很容易與食品和食品提取物反應(yīng),所以其分析比較難實(shí)現(xiàn)。環(huán)氧化合物與食品成分的反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致不可接受的損失,當(dāng)環(huán)氧化物不再受油層或脂肪的保護(hù),這種反應(yīng)就會(huì)發(fā)生。在實(shí)驗(yàn)初始階段,環(huán)氧化合物就應(yīng)該用疏水性溶液萃取,使其與極性材料分離開來。

3.2 攪拌過程中的流失

實(shí)驗(yàn)樣品在萃取前應(yīng)進(jìn)行均勻化處理,可確保提取的樣品具有典型性,從而防止成分偏析。但是若攪拌的速度過高,會(huì)明顯降低NOGE的回收率。早在1997年,Biedermann已提出油類罐頭食品的均勻化作用過高通常會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧化合物的大量損失。因?yàn)槿芤簞×覕嚢钑?huì)加速NOGE水合物或NOGE氯化物與食品組分的反應(yīng)。

均化作用很容易破壞這層起保護(hù)作用的油相,乙腈把這些環(huán)氧化合物從油中提取出來,使它們與極性更強(qiáng)的物質(zhì)接觸而發(fā)生反應(yīng)。為了使溶液最低程度的均質(zhì)化,建議用叉子進(jìn)行手動(dòng)攪拌。

3.3 溶劑蒸發(fā)造成的損失

溶劑蒸發(fā)也是導(dǎo)致NOGE損失的一個(gè)重要因素,因?yàn)闇囟鹊脑黾訒?huì)導(dǎo)致濃度過高,而發(fā)生一些意想不到的反應(yīng)。用乙腈萃取也意味著從油相保護(hù)中提取環(huán)氧化合物,這就出現(xiàn)了一個(gè)問題:當(dāng)乙腈中包含某些起反作用的物質(zhì)時(shí),在萃取的同時(shí),可能把一些潛在的反應(yīng)化合物一起帶了進(jìn)來。NOGE保存在該狀態(tài)下,特別是在溶液蒸發(fā)的時(shí)候,就會(huì)引起某些意想不到的的損失。

3.4 水解過程造成的損失

含有NOGE及其衍生物的萃取液在溫度為100℃,pH為8.5的溶液下水解20h,在該條件下其它物質(zhì)與NOGE及其衍生物反應(yīng)的可能性也會(huì)大大增加。把NOGE和NOGE·HCl,將水解前后的RPLC-FD色譜圖作比較,可見水解產(chǎn)物的量占72%。

NOGE環(huán)數(shù)越高水解時(shí)損失就越大,即轉(zhuǎn)化為別的化合物的可能性就越大。為了防止水分最后被蒸發(fā)而導(dǎo)致溶液濃度升高,可采用恒沸法去掉水份。先添加適量乙腈可以去掉1部分水份,再加入1丙醇,與水構(gòu)成共沸物,除去多余的水份。

4 檢測技術(shù)

對于雙酚類型的苯環(huán)化合物和氯乙醇的分析檢測都會(huì)用到高效液相色譜法(HPLC),通常用帶熒光檢測器 (FD)的反相液相色譜(RPLC)檢測(簡稱:RPLC-FD)。液相色譜法是最常用的分析環(huán)境雌激素的方法,常采用的檢測器有紫外檢測器(UVD)、熒光檢測器(FLD)或電化學(xué)檢測(ED)的方法。其中以熒光檢測和電化學(xué)檢測的靈敏度較高,國外的研究人員已經(jīng)利用液相色譜法,對多種罐頭食品進(jìn)行了分析檢測,最低檢出限可達(dá)0.1mg/kg。

5 結(jié)語

目前國外對罐頭內(nèi)涂料中環(huán)氧化合物及其衍生物的研究非常活躍,NOGE及其衍生物的檢測方法也很多,他們使用不同靈敏度以及不同檢測使用范圍進(jìn)行研究,各方法均有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。由于NOGE及其衍生物非常復(fù)雜,使用一種方法不能解決問題,因此需要幾種方法同時(shí)使用,這樣就給使用者帶來了一定的困難。

到目前為止,未見有對各方法進(jìn)行比較的文獻(xiàn)發(fā)表,今后的研究課題之一是找出現(xiàn)存分析方法的靈敏度、精密度、準(zhǔn)確度和檢測極限等,提高這些測定方法所得結(jié)果的可比性,從找出更合適的測定方法,同時(shí)探究各方法存在的問題,并加以改進(jìn);其次是研究如何簡化繁瑣的樣品前處理過程,以縮短分析時(shí)間,為我國盡快制定相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

[1]胡向蔚,張文德,劉炎橋.食品罐內(nèi)涂料中雙酚A環(huán)氧衍生物的遷移及其檢測[J].食品科學(xué),2006,27(4):264-266.