食品包装材料中双酚A快速检测方法

蒋小良，贾长生，贺拂，卿宁，曾铭，郝雨，陈凯

（1.江门出入境检验检疫局，广东江门 529000；2.五邑大学，广东江门 529000；3.花都出入境检验检疫局，广东广州 510800）

双酚 A（bisphenol A，BPA）学名 2，2-二（4-羟基苯基）丙烷，是世界上使用最广泛的工业化合物之一，是制造环氧树脂、聚碳酸酯、聚砜、聚芳酯及酚醛树脂等产品的重要原料。双酚A被广泛应用在食品包装材料、容器内壁涂料等方面，其可通过食品包装容器和塑料薄膜迁移到食品中并进入体内。食品包装具有保护食品，方便贮运，促进销售，提高食品价值的重要作用。食品包装已经成为食品不可分割的重要组成部分。塑料用于食品包装的量占塑料总产量的1/4；塑料包装形式多种多样，如托盘类、容器类、软管类、编织袋类、单层塑膜、多层复合薄膜类等。

双酚A具有某些雌激素特性，对淋巴细胞具有增殖的作用，双酚A被认为与心血管疾病、肠道疾病、免疫系统等疾病有密切关系。不同剂量的双酚A能够诱导淋巴细胞的增殖，从而有潜在的免疫毒性[1]。欧盟食物链和动物健康委员会（SCFCAH）日前决定，欧盟规定成员国从2011年6月1日起禁止进口含有化学物质双酚A的塑料婴儿奶瓶。目前美国、加拿大、日本和挪威等国家也严令限制双酚A这类化合物在食品包装材料中使用。

目前，塑料包装材料中双酚A的潜在迁移性对人体健康的危害已引起了社会的关注。研究方法基本上是研究塑料包装材料中双酚A的总含量，通过索氏提取[2]、液-液萃取[3]、加速溶剂萃取[4]、微波辅助萃取[5]、固相萃取[6]及固相微萃取[7]等处理方法，将塑料包装材料中的双酚A转移成合适溶剂中，然后通过紫外分光光度法[8]、高效液相色谱法[9]、气质联用法[10－12]、气相色谱法[13]、荧光检测法[14－15]及传感器检测法[16]等进行定性定量分析。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

气相色谱－质谱仪GC－MS（GC 7890A/MS 5975C）：美国Agilent公司；超声波发生器：上海之信仪器有限公司；R－210旋转蒸发仪：瑞士BUCHI公司；SHA－CA（WHY－2）型水浴恒温振荡器：金坛市晶玻实验仪器厂；ZM200超离心研磨仪：德国RETSCH公司。双酚A标准品：纯度≥99.9%，德国Supelco公司，甲醇：色谱纯，上海德正化工有限公司。

双酚A标准溶液配制：精确称取双酚A标准品0.025 0 g，用甲醇溶解并定容至250 mL，即1 mL溶液含双酚A 0.1 mg，临用前根据需要用甲醇稀释至合适浓度的标准工作溶液。

1.2 气相色谱－质谱条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱：DB－5MS柱（30 m ×0.25 mm ×0.25μm）；升温程序：初始温度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℃；载气：高纯氦气（纯度＞99.999%）；载气流速：1.0 mL/min；进样口温度280℃；进样量：1.0 μL；进样方式：不分流进样。

1.2.2 质谱条件

离子源温度230℃；四极杆温度：150℃；EI源：电子能量70 eV；色谱－质谱接口温度：280℃；溶剂延迟：3 min；MS检测方式：全扫描；检测双酚A的特征质谱峰：m/z=213，228，119。

1.3 样品处理

选取有代表性的食品包装材料样品，先剪成2 mm×2 mm以下，再采用超离心研磨仪将样品研磨成粉末状，准确称取粉末样品1.0 g（精确到0.001 g），分别采用恒温水浴振荡提取、超声波提取和索氏提取，将提取液在37℃条件下减压旋转蒸发仪浓缩至近干，再用甲醇定容到1 mL，上GC－MS分析。

1.4 检测和计算

吸取1.0μL双酚A标准溶液注入GC－MS仪，对特征色谱峰的峰面积进行自动积分，得出相应的峰面积－浓度线性回归方程。吸取样品溶液进行分析，得到色谱峰和质谱图，与标准溶液的色谱峰的保留时间和质谱图进行比较。然后再根据下式求出样品中双酚A含量

式中：Xi为试样中双酚 A 含量，（mg/kg）；Ai为样品溶液中双酚A的峰面积；A0为空白样中双酚A的峰面积；Ais为标准工作液中双酚A的峰面积；ci为标准工作液中双酚A的质量浓度，（mg/mL）；V为样品溶液最终定容体积，mL；m为试样质量，g。

2 结果与讨论

2.1 双酚A提取溶剂的选择

按照方法1.3分别试验了甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷4种提取溶剂，分别称取4份样品加入到100 mL锥形瓶中，依次加入20 mL甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷，于室温下超声波萃取1.5 h，然后减压旋转蒸发浓缩至近干，用甲醇定容到1 mL，用GCMS定量分析。试验结果表明，在同样的提取条件下，甲醇对双酚A提取的效率最高，双酚A是具有较强的极性分子，根据相似相溶原理，4种溶剂中甲醇的分子极性最强，所以试验选择甲醇做提取溶剂。

2.2 提取方法的选择

按照方法1.3分别试验了恒温水浴振荡提取、超声波提取和索氏提取，恒温水浴振荡提取的条件是温度37℃，甲醇溶液40 mL，提取时间为3 h；超声波提取的条件是室温下超声提取3h，提取溶剂为甲醇，溶剂体积为40 mL；索氏提取的条件是室温下提取3 h，提取溶剂为甲醇，溶剂体积为100mL。试验结果见表1。

表1 3种提取方法提取3种样品中双酚A的结果Table 1 Determination results of Bisphenol A in three samples extracted by three methods

从表1可以看出，对于3种不同的食品包装材料，3种提取方法的提取效果趋势一致，索氏提取明显好于超声波提取，而水浴振荡提取效果最差，所以试验选择索氏提取为最佳提取方法。

2.3 提取时间的选择

以选定的索氏提取法作为研究对象，考察了提取时间。一般索氏提取时间较长，所以在快速检测中较少采用，为了更有效缩短提取时间，提高提取效率，试验了提取时间为 1、2、3、4、5、6 h 提取 PC 奶瓶中的双酚A，实验结果见表2。

表2 提取时间的选择Table 2 The chioce of extracted time

由表2数据看出，随着索氏提取时间的增加，双酚A提取量逐步增大，当提取时间达到3 h后，双酚A的提取量趋于稳定，所以试验选择索氏提取时间为3 h。

2.4 双酚A的GC－MS确证

试验了双酚A标准物的GC－MS色谱条件，测得双酚A的特征色谱峰如图1所示。

图1 双酚A的色谱峰Fig.1 Chromatograms spectra of bisphenol A

由图1可知，其保留时间为14.845 min。对该色谱峰进行谱库检索分析，得到质谱图如图2所示。

图2 双酚A的质谱图Fig.2 Mass spectra of bisphenol A

由图 2 可知，特征谱峰为：m/z=119，213，228。经比对，与数据库中双酚A的质谱图一致。

2.5 线性范围和检出限

用甲醇逐级稀释双酚A贮备液，配成质量浓度分别为 0.10、0.50、2.0、10、50、100、200 mg/L 的标准工作溶液。按GC－MS工作条件进行测定，以质量浓度x（mg/L）对色谱峰面积y进行线性回归，得到线性方程y=7 843.7x－261.7及相关系数0.999 8。实验结果表明，双酚A在0.10 mg/L～10 mg/L的浓度范围内呈现良好线性关系。连续做样品空白20次，用GC－MS检测分析，得出方法检出限LOD（信噪比＞3）为0.02 mg/kg。

2.6 样品分析和加标回收率

将本方法用于食品包装材料样品分析，按照1.3处理样品及1.4分析检测及计算结果，结果表明：样品溶液中双酚A保留时间和质谱图与双酚A标准溶液一致，5种食品包装材料中双酚A的含量分别为5.56、14.08、65.48、105.37 和 142.85 mg/kg。对某食品包装材料中双酚A含量进行测定，检测结果为45.16 mg/kg（n=7），对其分别加入 0.25、0.50、1.0 mL 双酚 A 标准溶液（100 mg/L）进行回收率试验（n=5），样品平均回收率为90.1%～102.2%，精密度为2.2%～3.7%。

3 结语

本方法采用索氏提取－气相色谱－质谱法测定食品包装材料中的双酚A，考察了提取溶剂及提取时间，确定了最佳试验条件，在选择是实验条件下，样品的平均回收率为90.1%～102.2%，相对标准偏差小于3.7%，目前该方法已用于实际样品检测。

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[1]王佳,詹平.双酚A对机体影响及其机制的研究进展[J].预防医学情报杂志,2005,21(5):541－544

[2]卫碧文,缪俊文,于文佳.气相色谱－质谱法分析食品包装材料中双酚A[J].分析试验室,2009,28(1):107－019

[3]李鱼,刘建林,王晓丽,等.分散液－液微萃取/高效液相色谱法测定水样中的痕量双酚A[J].高等学校化学学报,2008,29(11):2142－2148

[4]陈啟荣,魏岩,夏敏.加速溶剂萃取/气相色谱－质谱法测定糖果包装材料中的双酚A[J].食品科学,2010,31(6):165－167

[5]李彬,刘丽,任聪,等.塑料电子电器产品中四溴双酚A的微波辅助萃取－衍生气相色谱－质谱法测定[J].塑料科技,2009,37(10):75－79

[6]龚清杰.固相萃取－高效液相色谱法测定水源中痕量双酚A[J].环保科技,2010,16(2):27－29

[7]李英,王楼名,张琛,等.固相微萃取－气相色谱－质谱法测定水中双酚A[J].质谱学报,2005,26(1):18－21

[8]任霁晴,贾大兵,壮亚峰.紫外分光光度法测定塑料制品中双酚A[J].吉林化工学院学报,2007,24(4):40－42

[9]陈志锋,刘晓华,孙利.高效液相色谱法测定食品中的双酚类物质[J].检验检疫学刊,2009,19(6):9－12

[10]王玉飞,陈衡平,陈晖,等.桶装饮用水中双酚A的溶出及GC/MS分析[J].中国卫生检验杂志,2003,13(5):581－584

[11]梁志强.碳纳米管固相萃取－GC/MS法测定饮水中双酚A[J].中国卫生检验杂志,2010,20(8):1904－1905

[12]杜会芳,闫慧芳,李晔,等.蔬菜中内分泌干扰物4－壬基酚和双酚A的GC－MS检测方法研究[J].卫生研究,2007,36(3):369－371

[13]唐熙,陈高群,梁鸣,等.气相色谱法测定塑料奶瓶中迁移出的双酚A[J].福建分析测试,2010,19(4):13－17

[14]余宇燕,庄惠生,沙玖,等.荧光法测定食品包装材料中的双酚A[J].分析测试学报,2006,25(5):99－101

[15]王广军,樊静,刘国光.用溴酸钾－丁基罗丹明B体系动力学荧光法测定双酚A[J].分析科学学报,2007,23(4):478－480

[16]Tschmelak Jens,Proll Guenther,Gauglitz Guenter.Verification of performance with the automated direct optical TIRF immunosensor(River Analyser)in single and multi－analyte assays with real water samples[J].Biosensors and Bioelectronics,2004,20(4):743－752