高效液相色譜-質(zhì)譜法測定灌裝飲料罐內(nèi)涂層中三聚氰胺的遷移量

尹 中 韋何雯

(金華市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院，金華 321015)

三聚氰胺作為重要的氮雜環(huán)有機(jī)化工原料，主要用于裝飾面板、涂料、模塑粉、紙張等，當(dāng)這些材料與食物接觸時(shí),其中所含的三聚氰胺就可能遷移到食物中, 從而影響人體健康[1,2]。三聚氰胺經(jīng)食用進(jìn)入人體后，會(huì)發(fā)生取代反應(yīng)(水解)，生成三聚氰酸，三聚氰酸和三聚氰胺形成大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，造成結(jié)石[3,4]。研究發(fā)現(xiàn)，在食品中同時(shí)含有三聚氰胺和三聚氰酸這兩種化學(xué)成分時(shí)會(huì)對嬰兒健康構(gòu)成更大威脅[5]。

另有研究表明，食品包裝材料如塑料制品中存在三聚氰胺而導(dǎo)致遷移至包裝食品中[6,7]，經(jīng)食用后對人體造成危害。有些金屬罐內(nèi)壁的涂層可能使用三聚氰胺，為此金華市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院實(shí)驗(yàn)室采用高效液相色譜儀對金屬灌裝飲料中三聚氰胺遷移進(jìn)行過初步研究。由于四極桿質(zhì)譜法的靈敏度高，線性范圍寬，因此筆者利用LC-MS/MS對罐內(nèi)壁涂層浸泡液中遷移出的三聚氰胺進(jìn)行檢測，研究發(fā)現(xiàn)，不同溶劑對三聚氰胺遷移量的影響不同；三聚氰胺遷移量隨浸泡時(shí)間的增加或溫度的升高而逐漸增加。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：Agilent 1200型，美國Agilent公司；

三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀：Agilent 6410B型，美國Agilent公司；

高速冷凍離心機(jī)：美國Thermo公司；

固相萃取儀:20位， 美國Waters公司；

氮吹儀： DC12H型 ，上海安譜科學(xué)儀器設(shè)備有限公司；

超聲波水浴器：2150H型，上海安譜科學(xué)儀器設(shè)備有限公司；

甲醇、乙腈：色譜純；

氨化甲醇：5%；

三氯乙酸：10 g/L；

乙酸銨溶液：10 mmol/L, 化學(xué)純；

三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品：BW3831，純度大于99.6%，中國計(jì)量科學(xué)研究院；

三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1.0 mg/mL，準(zhǔn)確稱取100 mg(精確到0.1 mg)三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL容量瓶中，用50%甲醇水溶液溶解并定容至刻度。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

金屬灌裝包材：將灌裝包材的內(nèi)壁涂層刮落，分別用不同方法進(jìn)行浸泡處理。

(1)浸泡條件

采用國標(biāo)GB/T 5009.156-2003食品用包裝材料及其制品的浸泡試驗(yàn)方法通則，將其置于水平桌面上，用量筒注入模擬溶液至離上邊緣(溢出面)5 mm處，將端口密封好后記錄其體積，將其放于恒溫箱中，在模擬溫度下浸泡或放在恒溫振蕩儀中浸泡。

(2)遷移條件

水：60℃,2 h；乙酸(4%)：60℃,2 h；65%乙醇：室溫，2 h；正己烷：室溫，2 h。

1.3 樣品前處理

由于浸泡液基質(zhì)簡單, 因此浸泡完成后，內(nèi)涂層浸泡液用0.45 μm的有機(jī)相濾膜直接過濾至進(jìn)樣瓶，待測。

1.4 儀器工作條件

(1)液相色譜條件

色譜柱：Agilent SB-C18柱(50 mm ×4.6 mm, 1.8 μm)；流動(dòng)相：乙酸銨溶液(10 mmol/L)-乙腈，流速為0.2 mL/min；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：2 μL。

(2)質(zhì)譜條件

電離方式為電噴霧電離，正離子模式；離子噴霧電壓：4 kV；霧化氣和干燥氣均為氮?dú)?，霧化氣壓力為0.28 MPa；干燥氣流速:10 L/min，溫度350℃；碰撞氣為氮?dú)?，壓力?.2 MPa；掃描方式為多反應(yīng)檢測(MRM)[8]。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

用流動(dòng)相將三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋成濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)使用液，再逐級稀釋得到濃度為0.001、0.005、0.010、0.020、0.050、0.080 μg/mL與0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按照濃度由低到高的順序進(jìn)樣檢測，以定量離子峰面積對濃度作圖，分別得到標(biāo)準(zhǔn)回歸方程。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化

在未接入色譜柱時(shí)，先優(yōu)化質(zhì)譜條件，將0.20 mL/min的三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液在ESI正離子模式下進(jìn)行一級質(zhì)譜掃描，確定三聚氰胺的分子離子峰即母離子峰(m/z127)，進(jìn)行子離子掃描，主要產(chǎn)生m/z85、m/z68子離子。以豐度最強(qiáng)的碎片離子m/z85為定量離子，次強(qiáng)的碎片離子m/z68為定性離子。在多反應(yīng)檢測模式下優(yōu)化裂解電壓和碰撞能等參數(shù)，優(yōu)化后的質(zhì)譜條件見表1。

表1 三聚氰胺的質(zhì)譜條件

注：1)為定量離子； 2)為定性離子。

圖1 三聚氰胺標(biāo)樣的子離子質(zhì)譜圖

2.2 色譜條件優(yōu)化

由于三聚氰胺的3個(gè)有機(jī)氮基團(tuán)極性較強(qiáng),因此比較了流動(dòng)相中乙腈的體積分?jǐn)?shù)(30%、40%、50%、60%)對三聚氰胺出峰時(shí)間的影響，結(jié)果表明，乙腈的體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí)，峰型尖銳、出峰時(shí)間提前且能與雜質(zhì)分離，出峰時(shí)間在0.65 min左右。

2.3 線性方程與檢測限

對1.5中系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定，以三聚氰胺的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)，m/z85峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行線性回歸，結(jié)果表明，在0.001～0.080 μg/mL范圍內(nèi)，線性方程為Y=1 610 131.156 9X+1 246.980 7，r2=0.9995；結(jié)果表明，三聚氰胺濃度在0.10～0.30 μg/mL線性范圍內(nèi)，線性方程為Y=5 011 020.134 3X+88 833.121 0，r2=0.998 1。分別用配好的三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液(最低為0.1 ng/mL)進(jìn)樣，以10倍信噪比計(jì)算得到三聚氰胺的檢測限為0.1 ng/mL。

2.4 不同浸泡條件對三聚氰胺遷移量的影響

(1)浸泡溶液的影響

選用內(nèi)涂層為三聚氰胺材質(zhì)的金屬罐，刮落內(nèi)壁涂層，稱取內(nèi)壁涂層0.25 g，參照國標(biāo)[9]，浸泡液條件分別為水：60℃,2 h；乙酸(4%)：60℃,2 h；乙醇(65%)：室溫，2 h；正己烷：室溫，浸泡2 h，浸泡體積為25 mL。以上浸泡為靜態(tài)浸泡，浸泡體積為25 mL。同時(shí)將4種溶液在60℃下恒溫振蕩浸泡2 h(浸泡體積為25 mL),兩種浸泡條件下的浸泡結(jié)果如圖2。

圖2 4種浸泡溶液對三聚氰胺遷移量比較

由圖2可知，在靜置狀態(tài)下，4種溶液浸泡后三聚氰胺的遷移量均較低，其中水溶液浸泡(60℃,2 h)后三聚氰胺遷移量最高。4種溶液用60℃恒溫振蕩浸泡2 h后，乙醇(65%)浸泡后三聚氰胺遷移效果最明顯，與乙醇(65%)室溫2 h相比較，恒溫振蕩浸泡的影響較大；水在恒溫振蕩浸泡后與靜置恒溫浸泡的差別也較大；另外兩種溶液恒溫振蕩與靜置對三聚氰胺遷移效果均較小。

(2)浸泡時(shí)間的影響

稱取內(nèi)壁涂層0.25 g，在純水中以不同時(shí)間(0.5、1.5、2、4 h)浸泡，浸泡溫度均為60℃,浸泡體積為25 mL，浸泡時(shí)間對三聚氰胺遷移量的影響如圖3所示。由圖3可知，在60℃靜置浸泡條件下，浸泡時(shí)間越長，三聚氰胺的遷移量越大，三聚氰胺遷移是一個(gè)持續(xù)的過程。

(3)浸泡溫度的影響

稱取內(nèi)壁涂層0.25 g，在純水中以不同溫度(40、60、80、100、120℃)浸泡，浸泡時(shí)間均為2 h,浸泡體積為25 mL。浸泡溫度對三聚氰胺遷移量的影響如圖4所示。

由圖4可知，在不同溫度下三聚氰胺浸泡遷移量差異明顯，溫度越高，三聚氰胺遷移量越大，120℃條件下浸泡2 h后，浸泡液中三聚氰胺濃度達(dá)到268 ng/mL。

圖3 不同時(shí)間下三聚氰胺的遷移量

圖4 不同溫度下三聚氰胺的遷移量

(4)超高溫滅菌后內(nèi)涂層浸泡液中三聚氰胺遷移量

模擬灌裝飲料的超高溫滅菌過程，浸泡條件采用121℃，20 min，2 h，浸泡液均為純水；內(nèi)壁涂層測定時(shí)均取樣0.25 g，定容至25 mL。在此條件下，三聚氰胺遷移量見表2。

表2 超高溫滅菌不同浸泡時(shí)間三聚氰胺的遷移量

由表2得，以超高溫滅菌方式即在121℃浸泡20 min的三聚氰胺遷移效果明顯。

3 結(jié)語

三聚氰胺的遷移量在乙醇與水溶劑環(huán)境下較大，在灌裝飲料中遷移量隨溫度的升高而增大，尤以高溫滅菌方式的遷移量最大，而且三聚氰胺是一個(gè)持續(xù)遷移的過程。市場上的灌裝飲料內(nèi)涂層原料成分有三聚氰胺的，經(jīng)過灌裝飲料熱灌裝生產(chǎn)工藝流程后會(huì)遷移至灌裝食品中。因此建議熱灌裝方式的飲料企業(yè)在購置金屬罐時(shí)要注意金屬罐內(nèi)涂層的成分，消費(fèi)者在購買灌裝飲料時(shí)也應(yīng)注意品牌，并且應(yīng)在正規(guī)商場和超市購買。

[1] DIN CENΠTS13130227 2005 Materials and articles in contact with foodstuffs-plastics substances subject to limitation-Part 27: Determination of 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine in food simulants[S].

[2] 魯杰, 肖晶, 楊大進(jìn),等. 食品餐具及奶制品包裝中三聚氰胺遷移量的調(diào)查研究[J].衛(wèi)生研究, 2009, 38 (2):178

[3] 王加才，王花茹，王斌.三聚氰胺危害及檢測[J].畜牧與獸醫(yī)，2009(7):104.

[4] 王會(huì)串.三聚氰胺的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用前景[J].精細(xì)與專用化學(xué)品, 2007,15(11):33-36.

[5] Wu Yongning, Zhao Yunfeng, Li Jinguang.A survey on occurrence of melamine and its analogues in tainted infant formula in China[J].Biomedical and Environmental Sciences, 2009,22(4):95-99.

[6] Chien Chaoyi, Wu Chiafang, Liu Chiachu. High melamine migration in daily-use melamine-made tableware[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 188(4): 350-356.

[7] Lu Jie, Xiao Jing, Yang Dajin, et al. Study on Migration of melamine from food packaging materials on markets[J].Biomedical and Environmental Sciences[J]. 2009,22(4):104-108.

[8] GB/T 22388-2008 原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法[S].

[9] GB/T 5009.61-2003 食品包裝用三聚氰胺成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S].