蔣小良,賈長生,賀拂,卿寧,曾銘,郝雨,陳凱
(1.江門出入境檢驗檢疫局,廣東江門 529000;2.五邑大學,廣東江門 529000;3.花都出入境檢驗檢疫局,廣東廣州 510800)
雙酚 A(bisphenol A,BPA)學名 2,2-二(4-羥基苯基)丙烷,是世界上使用最廣泛的工業(yè)化合物之一,是制造環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚砜、聚芳酯及酚醛樹脂等產(chǎn)品的重要原料。雙酚A被廣泛應用在食品包裝材料、容器內(nèi)壁涂料等方面,其可通過食品包裝容器和塑料薄膜遷移到食品中并進入體內(nèi)。食品包裝具有保護食品,方便貯運,促進銷售,提高食品價值的重要作用。食品包裝已經(jīng)成為食品不可分割的重要組成部分。塑料用于食品包裝的量占塑料總產(chǎn)量的1/4;塑料包裝形式多種多樣,如托盤類、容器類、軟管類、編織袋類、單層塑膜、多層復合薄膜類等。
雙酚A具有某些雌激素特性,對淋巴細胞具有增殖的作用,雙酚A被認為與心血管疾病、腸道疾病、免疫系統(tǒng)等疾病有密切關系。不同劑量的雙酚A能夠誘導淋巴細胞的增殖,從而有潛在的免疫毒性[1]。歐盟食物鏈和動物健康委員會(SCFCAH)日前決定,歐盟規(guī)定成員國從2011年6月1日起禁止進口含有化學物質(zhì)雙酚A的塑料嬰兒奶瓶。目前美國、加拿大、日本和挪威等國家也嚴令限制雙酚A這類化合物在食品包裝材料中使用。
目前,塑料包裝材料中雙酚A的潛在遷移性對人體健康的危害已引起了社會的關注。研究方法基本上是研究塑料包裝材料中雙酚A的總含量,通過索氏提取[2]、液-液萃取[3]、加速溶劑萃取[4]、微波輔助萃取[5]、固相萃取[6]及固相微萃取[7]等處理方法,將塑料包裝材料中的雙酚A轉(zhuǎn)移成合適溶劑中,然后通過紫外分光光度法[8]、高效液相色譜法[9]、氣質(zhì)聯(lián)用法[10-12]、氣相色譜法[13]、熒光檢測法[14-15]及傳感器檢測法[16]等進行定性定量分析。
氣相色譜-質(zhì)譜儀GC-MS(GC 7890A/MS 5975C):美國Agilent公司;超聲波發(fā)生器:上海之信儀器有限公司;R-210旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:瑞士BUCHI公司;SHA-CA(WHY-2)型水浴恒溫振蕩器:金壇市晶玻實驗儀器廠;ZM200超離心研磨儀:德國RETSCH公司。雙酚A標準品:純度≥99.9%,德國Supelco公司,甲醇:色譜純,上海德正化工有限公司。
雙酚A標準溶液配制:精確稱取雙酚A標準品0.025 0 g,用甲醇溶解并定容至250 mL,即1 mL溶液含雙酚A 0.1 mg,臨用前根據(jù)需要用甲醇稀釋至合適濃度的標準工作溶液。
1.2.1 色譜條件
色譜柱:DB-5MS柱(30 m ×0.25 mm ×0.25μm);升溫程序:初始溫度100℃,以10℃/min升至200℃保持2 min,再以20℃/min升至280℃,保持1 min后再以10℃/min升至300℃;載氣:高純氦氣(純度>99.999%);載氣流速:1.0 mL/min;進樣口溫度280℃;進樣量:1.0 μL;進樣方式:不分流進樣。
1.2.2 質(zhì)譜條件
離子源溫度230℃;四極桿溫度:150℃;EI源:電子能量70 eV;色譜-質(zhì)譜接口溫度:280℃;溶劑延遲:3 min;MS檢測方式:全掃描;檢測雙酚A的特征質(zhì)譜峰:m/z=213,228,119。
選取有代表性的食品包裝材料樣品,先剪成2 mm×2 mm以下,再采用超離心研磨儀將樣品研磨成粉末狀,準確稱取粉末樣品1.0 g(精確到0.001 g),分別采用恒溫水浴振蕩提取、超聲波提取和索氏提取,將提取液在37℃條件下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干,再用甲醇定容到1 mL,上GC-MS分析。
吸取1.0μL雙酚A標準溶液注入GC-MS儀,對特征色譜峰的峰面積進行自動積分,得出相應的峰面積-濃度線性回歸方程。吸取樣品溶液進行分析,得到色譜峰和質(zhì)譜圖,與標準溶液的色譜峰的保留時間和質(zhì)譜圖進行比較。然后再根據(jù)下式求出樣品中雙酚A含量
式中:Xi為試樣中雙酚 A 含量,(mg/kg);Ai為樣品溶液中雙酚A的峰面積;A0為空白樣中雙酚A的峰面積;Ais為標準工作液中雙酚A的峰面積;ci為標準工作液中雙酚A的質(zhì)量濃度,(mg/mL);V為樣品溶液最終定容體積,mL;m為試樣質(zhì)量,g。
按照方法1.3分別試驗了甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷4種提取溶劑,分別稱取4份樣品加入到100 mL錐形瓶中,依次加入20 mL甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷,于室溫下超聲波萃取1.5 h,然后減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干,用甲醇定容到1 mL,用GCMS定量分析。試驗結(jié)果表明,在同樣的提取條件下,甲醇對雙酚A提取的效率最高,雙酚A是具有較強的極性分子,根據(jù)相似相溶原理,4種溶劑中甲醇的分子極性最強,所以試驗選擇甲醇做提取溶劑。
按照方法1.3分別試驗了恒溫水浴振蕩提取、超聲波提取和索氏提取,恒溫水浴振蕩提取的條件是溫度37℃,甲醇溶液40 mL,提取時間為3 h;超聲波提取的條件是室溫下超聲提取3h,提取溶劑為甲醇,溶劑體積為40 mL;索氏提取的條件是室溫下提取3 h,提取溶劑為甲醇,溶劑體積為100mL。試驗結(jié)果見表1。
表1 3種提取方法提取3種樣品中雙酚A的結(jié)果Table 1 Determination results of Bisphenol A in three samples extracted by three methods
從表1可以看出,對于3種不同的食品包裝材料,3種提取方法的提取效果趨勢一致,索氏提取明顯好于超聲波提取,而水浴振蕩提取效果最差,所以試驗選擇索氏提取為最佳提取方法。
以選定的索氏提取法作為研究對象,考察了提取時間。一般索氏提取時間較長,所以在快速檢測中較少采用,為了更有效縮短提取時間,提高提取效率,試驗了提取時間為 1、2、3、4、5、6 h 提取 PC 奶瓶中的雙酚A,實驗結(jié)果見表2。
表2 提取時間的選擇Table 2 The chioce of extracted time
由表2數(shù)據(jù)看出,隨著索氏提取時間的增加,雙酚A提取量逐步增大,當提取時間達到3 h后,雙酚A的提取量趨于穩(wěn)定,所以試驗選擇索氏提取時間為3 h。
試驗了雙酚A標準物的GC-MS色譜條件,測得雙酚A的特征色譜峰如圖1所示。
圖1 雙酚A的色譜峰Fig.1 Chromatograms spectra of bisphenol A
由圖1可知,其保留時間為14.845 min。對該色譜峰進行譜庫檢索分析,得到質(zhì)譜圖如圖2所示。
圖2 雙酚A的質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectra of bisphenol A
由圖 2 可知,特征譜峰為:m/z=119,213,228。經(jīng)比對,與數(shù)據(jù)庫中雙酚A的質(zhì)譜圖一致。
用甲醇逐級稀釋雙酚A貯備液,配成質(zhì)量濃度分別為 0.10、0.50、2.0、10、50、100、200 mg/L 的標準工作溶液。按GC-MS工作條件進行測定,以質(zhì)量濃度x(mg/L)對色譜峰面積y進行線性回歸,得到線性方程y=7 843.7x-261.7及相關系數(shù)0.999 8。實驗結(jié)果表明,雙酚A在0.10 mg/L~10 mg/L的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關系。連續(xù)做樣品空白20次,用GC-MS檢測分析,得出方法檢出限LOD(信噪比>3)為0.02 mg/kg。
將本方法用于食品包裝材料樣品分析,按照1.3處理樣品及1.4分析檢測及計算結(jié)果,結(jié)果表明:樣品溶液中雙酚A保留時間和質(zhì)譜圖與雙酚A標準溶液一致,5種食品包裝材料中雙酚A的含量分別為5.56、14.08、65.48、105.37 和 142.85 mg/kg。對某食品包裝材料中雙酚A含量進行測定,檢測結(jié)果為45.16 mg/kg(n=7),對其分別加入 0.25、0.50、1.0 mL 雙酚 A 標準溶液(100 mg/L)進行回收率試驗(n=5),樣品平均回收率為90.1%~102.2%,精密度為2.2%~3.7%。
本方法采用索氏提?。瓪庀嗌V-質(zhì)譜法測定食品包裝材料中的雙酚A,考察了提取溶劑及提取時間,確定了最佳試驗條件,在選擇是實驗條件下,樣品的平均回收率為90.1%~102.2%,相對標準偏差小于3.7%,目前該方法已用于實際樣品檢測。
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