高效液相色谱法同时测定纸质食品接触材料中11种荧光增白剂

韩晓鸥，李延升，陈曦，高岩，姜汉硕

(辽宁省疾病预防控制中心，沈阳 110005)

高效液相色谱法同时测定纸质食品接触材料中11种荧光增白剂

韩晓鸥，李延升，陈曦，高岩，姜汉硕

(辽宁省疾病预防控制中心，沈阳 110005)

建立了同时测定纸和纸板食品接触材料中11种荧光增白剂的高效液相色谱-荧光检测法。将粉碎好的纸质样品用40%乙腈水溶液超声提取，脱脂、浓缩后用高效液相色进行定性定量分析。在测定条件下，样品干扰低，11种荧光增白剂分离度大于1.0，在各自线性范围内，相关系数均大于0.999 9，11种荧光增白剂的检出限为0.12～0.24 mg/kg，定量限为0.40～0.80 mg/kg，加标回收率为90.1%～99.3%，测定结果的相对标准偏差为0.3%～2.8% (n=6)。该法样品处理简便、快速，方法灵敏度高，重现性好，可用于纸质食品接触材料中荧光增白剂的检测。

高效液相色谱法；荧光检测；荧光增白剂；食品接触材料；纸和纸板

AbstractThe method was established for determination of 11 kinds of fluorescent whitening agents in food contact materials by high performance liquid chromatography(HPLC) with fluorescence detector. The samples were extracted with acetonitrile by sonication and determined by high performance liquid chromatography. The results were less in fluenced,resolution of peaks of the 11 kinds of flourescent whitening agents achieved to values larger than 1.0. Under the experiment conditions, the correlation coef ficients were all more than 0.999 9, the detection limits (LODs) were 0.12-0.24 mg/kg, and quantitative limits were 0.40-0.80 mg/kg. The standard recovery rates were 90.1%-99.3%, and the relative standard deviations were 0.3%-2.8%(n=6). The method is simple, rapid, accurate and sensitive for the determination of fluorescent whitening agents in food contact materials.

Keywordshigh performance liquid chromatography; fluorescence detection; fluorescent whitening agent; food contact material; paper

食品安全一直是人们关心的重大国计民生问题。世界各国特别是美国、欧盟、日本等工业发达国家的分析与研究结果表明，与食品接触的器皿、餐厨具和包装容器以及包装材料中有害物质已经成为食品污染的重要来源之一［1］。荧光增白剂是一种荧光染料，或称为白色染料，是一种能吸收紫外光再激发出可见的蓝或蓝紫色荧光的复杂有机化合物［2-3］。荧光增白剂可以补充所添加产品中蓝-紫光的不足，更好地增加所照射产品上光的总反射量，从而使人们所看到的物质更白，达到增白增艳的效果［4］。荧光增白剂除了有增白作用外，还有保鲜、防腐的功能。据报道，一些不法商贩将荧光增白剂添加到蘑菇［5］、面粉［6］等食品中，对人体产生潜在的威胁。越来越多的学者和专家开始对荧光增白剂的危害进行研究。我国国家食品安全整顿办在2010年3月发布的整顿办函(2010)50号文件中，已将荧光增白剂物质列入第四批“食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂”黑名单中［7-8］。国家其它相关标准［9-11］也明确规定：在食品包装用原纸、餐具洗涤剂、食品工具设备用洗涤剂与洗涤消毒剂中均不得使用荧光增白剂。

纸质食品接触材料中荧光增白剂的检测一般检测4～5种，有些液相色谱法色谱峰分离效果不好，用液相色谱-质谱联用技术最多可同时检测7种荧光增白剂，但液相色谱-质谱仪器设备成本高［12-15］。

笔者在超市等商场进行食品接触材料(纸杯、纸碗)的样品采集，采用高效液相色谱-荧光检测法进行11种荧光增白剂的分析，以期为食品安全监管提供技术支持。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

液相色谱仪：1260型，安捷伦科技(中国)有限公司；

超声波清洗器：KQ5200DB型，昆山市超声仪器有限公司；

Milli-Q超纯水系统：美国Millipore公司；

台式冷冻离心机：Sorvall ST 16R型，美国热电公司；

漩涡混匀器：LAB DANCER S25型，德国艾卡仪器设备有限公司；

办公室碎纸机：宁波得力集团有限公司；

高速粉碎机：A11BS25型，德国艾卡仪器设备有限公司；

电子天平：BS110S型，感量为0.1 mg，德国赛多利斯集团；

pH计：SevenExcellence型，瑞士梅特勒-托利多国际贸易有限公司；

移液枪：1 000 mL，200 mL，德国 Eppendorf仪器公司；

乙腈、甲醇、正己烷：均为色谱纯，美国费希尔公司；

四丁基溴化铵(TBA)、三乙胺、盐酸：均为分析纯，中国国药集团上海化学试剂公司；

荧光增白剂标准样品：11种荧光增白剂标准样品质量浓度均为200 μg/mL，代号、化学式、生产批号见表1，福州勤鹏生物技术有限公司；

表1 荧光增白剂标准品

实验用水为高纯水。

1.2 标准溶液的配制

于暗室中，分别用移液枪准确吸取0.20 mL荧光增白剂标准样品于10 mL容量瓶中，用40%乙腈水溶液定容至标线，配制成质量浓度为4 μg/mL的标准储备液。吸取0.5 mL标准储备液于10 mL容量瓶中，用40%乙腈水溶液定容至标线，配制成200 ng/mL标准使用液。

1.3 样品前处理

1.3.1 试样制备

取纸质食品包装材料样品，先用剪刀将其剪成小块，再通过碎纸机，将纸屑全部转移至高速粉碎机中，以10 000 r/min的转速粉碎6次，每次约5 s，将纸屑粉碎成纤维状，常温下置于黑暗处保存，备用。

1.3.2 试样提取

称取0.5 g(精确至0.001 g)粉碎均匀的样品至50 mL聚丙烯塑料离心管中，避光状态下加入20 mL pH为11.5(用三乙胺调节)的40%乙腈水溶液，于50℃水浴下超声提取35 min。提取结束后，以10 000 r/min冷冻离心5 min。转移上清液至50 mL具塞刻度玻璃试管中，再分两次向纸屑中加入15 mL 40%乙腈水溶液，同上述提取步骤提取10 min，重复两次。合并前后3次的上清液，加入40%乙腈水溶液，定容至50 mL，充分涡旋混匀，于暗室中保存，供后续脱脂使用。

1.3.3 提取液脱脂

分取2 mL提取液至5 mL玻璃刻度试管中，加入0.5 mL正己烷，充分涡旋30 s以使提取液充分脱脂。静置2 min，使用1 mL吸管小心移取上层正己烷，将下层清液转移至2 mL离心管中，以10 000 r/min离心5 min，小心将上清液转移至进样瓶中，待HPLC分析。

1.4 色谱条件

色谱柱：Zorbax Elipse plusC18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm，美国安捷伦科技有限公司)；柱温：35℃；进样体积：10 μL；样品室温度：室温；FLD检测器；激发波长：350 nm；发射波长：430 nm；流动相：A为乙腈-甲醇(体积比为2∶3)，B为含25 mmol/L TBA 的甲醇 -水 (体积比为 5∶95)，梯度洗脱程序见表2。

1.5 结果计算

用高效液相色谱法分析，以系列标准工作溶液的色谱峰面积为纵坐标Y，溶液质量浓度(ng/mL)为横坐标X，拟合标准工作曲线，样品的测定结果按

表2 流动相的梯度洗脱程序

式(1)计算：

式中：w——样品中某荧光增白剂的含量，mg/kg；

Y——目标物色谱峰面积；

B——标准工作曲线的截距；

V——样品提取液的体积，mL；

A——标准工作曲线的斜率

m——称样量，g；

w0——空白对照试验值，mg/kg。

2 结果与讨论

2.1 提取条件的选择

2.1.1 提取溶剂

超声提取所需溶剂少，且操作简便，时间短，是最常用的提取方式。本实验使用40%乙腈水溶液作为提取溶剂，可减少有机溶剂的使用量，但荧光增白剂C.I 264，C.I 353和C.I 357回收率极低。改用pH为11.5(用1%三乙胺水溶液调节)的40%乙腈水溶液提取，提取液用盐酸－水(体积比为1∶5)调节pH至9.0，11种荧光增白剂回收率满足要求。

2.1.2 提取溶剂体积

在保持样品量不变的条件下考察不同提取溶剂体积 (10，20，30，40，50 mL)对同一加标样品中荧光增白剂提取效果的影响，试验结果表明，提取溶剂体积为20，30，40，50 mL 时荧光增白剂的回收率较高，且无显著性差异。考虑到增加提取试剂用量会降低方法的灵敏度，且大量有机溶剂的使用不利于环境保护，还会增加检测成本，故选择提取溶液体积为20 mL。

2.1.3 提取时间和温度

在空白样品中添加相同浓度的标准样品储备液，考察了超声提取时间 (25，30，35，40，45 min)对荧光增白剂回收率的影响，结果表明，回收率开始增加趋势明显，35 min后基本保持不变，为节约时间，选择提取时间为35 min。

在空白样品中添加同样浓度的标准溶液储备液，制成阳性样品，分别于30，40，50，60℃下超声萃取，结果表明增白剂的提取效率几乎不随提取温度的变化而变化，提取温度为50℃时提取效率相对较高，故选择提取温度为50℃。

2.1.4 过滤膜

向空白样品中添加标准储备液，按照1.3步骤进行样品前处理，提取液脱脂后一部分过4.5 μm微孔滤膜，一部分以10 000 r/min离心5 min后直接上机测定。结果表明，微孔滤膜对11种荧光增白剂有吸附作用，会造成目标物的损失。故采用直接进样测定。

2.2 流动相的选择

分别选择高效液相色谱经常使用的有机流动相甲醇、乙腈作为流动相A，试验结果表明，使用甲醇、乙腈等有机溶剂作流动相时，11种荧光增白剂不能实现基线分离，而且用乙腈作流动相，色谱峰严重拖尾。以25 mmol/L TBA盐溶液作为流动相B，pH值在6～8之间时色谱峰前延严重且11种荧光增白剂也不能实现基线分离，pH值为9.5～10时色谱峰拖尾，无法满足分析要求。选择含25 mmol/L TBA的甲醇-水(5∶95)且用三乙胺调节pH值为9，流动相比例(甲醇∶乙腈∶TBA-甲醇-水)从30∶25∶45到 57∶38∶5，根据色谱峰分离情况调节流动相梯度，最终得到表2中最佳流动相梯度淋洗条件。

11种荧光增白剂混合标准溶液的分离色谱图见图1。

图1 11种荧光增白剂混合标准溶液色谱图

2.3 线性范围和检出限

分别吸取11种荧光增白剂标准使用液，根据需要用40%乙腈水溶液分别稀释成5.0，30.0，100.0，150.0，200.0 ng/mL的系列标准工作溶液，分别取10 μL进样测定。以色谱峰峰面积(Y)为纵坐标，目标物的质量浓度(X)为横坐标，绘制标准工作曲线，线性方程及相关系数见表3。由表3可知，11种荧光增白剂相关系数均为0.999 9，表明各组分色谱峰面积与质量浓度呈良好的线性关系，可以通过外标法定量。

当称样质量为0.5 g时，使用FLD检测器检测，样品空白进行11次连续测定，由3倍标准偏差计算得检出限，11种荧光增白剂的方法检出限为0.12～0.24 mg/kg，定量限为 0.40～0.80 mg/kg，具体数据见表3。

表3 11种荧光增白剂的线性回归方程、相关系数、检出限、定量限

2.4 加标回收及精密度试验

采用在空白样品中添加标准溶液的方法进行加标回收重复性试验。空白样品选择实验用纸，配制高、中、低3种浓度，分别取质量浓度为4 μg/mL 的标准储备液250，500，1 000μL加入空白样品中，于冰箱中冷藏保存过夜，按照1.3步骤进行样品前处理后重复测定6次，加标样品色谱图见图2，11种荧光增白剂测定结果见表4。由表4可知，荧光增白剂各个目标组分加标回收率为90.1%～99.3%，测定结果的相对标准偏差为0.3%～2.8%(n=6)，说明该提取方法回收率高，重现性好，可用于纸杯、纸碗中荧光增白剂的检测。

图2 11种荧光增白剂加标样品色谱图

2.5 实际样品分析

应用本方法对30份纸杯、纸碗中的11种荧光增白剂进行检测，用来确定方法的适应性，结果表明样品中干扰低。30份样品中12份测出荧光增白剂，其中C.I 257，C.I 113等均在检出限和定量限之间，说明这种荧光增白剂常用于纸杯、纸碗等食品接触材料中，应引起有关部门的重视。

表4 加标回收与精密度试验结果(n=6)

3 结语

建立了纸杯、纸碗中11种荧光增白剂同时测定的高效液相色谱法，该方法具有样品前处理简便、使用有机溶剂少、重现性好、灵敏度高等优点，方法的线性关系能满足定量分析要求。

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“环境监测关键计量标准及技术研究”项目顺利通过验收

国家科技支撑计划“环境监测关键计量标准及技术研究”项目顺利通过验收，其中，环境空间辐射非固定波束传输机制和传输模式下基站功率通量密度评估方法的研究成果，填补了相关领域的空白。

该项目针对大气环境成分量、水体中微生物、土壤中重金属、空间电磁辐射等环境指标监测中对于计量的需求，构建了烟气流量、大气中温室气体成分、比吸收率、在线监测水质等量值溯源体系，攻克了激光多普勒测量大口径气体流量的难题，解决了利用气相滴定法测量臭氧含量溯源难题；解决了微痕量多组分挥发性有机物的制备及长期稳定保存的技术难题；攻克了球状微生物活菌定量标准物质的真空冷冻干燥技术难点；进行了利用同位素稀释质谱法测量底泥中痕量多溴二苯醚、模拟组织液系统的验证等一系列研究。

项目搭建了标准级烟气流量计量装置，形成了从实验室到现场的烟气流量量值传递能力，为现场烟气流量计溯源校准提供了有效手段；实现了气体滴定方法，并通过“空气中臭氧”第二轮国际关键比对BIPM QM K1(Cycle II)取得国际等效度；开发了微量原料转移技术，使一次性完成千万倍气体稀释成为可能，利用此项技术研制出42组分挥发性有机物气体标准物质；环境空间辐射非固定波束传输机制和传输模式下基站功率通量密度评估方法的研究成果形成了标准文稿，提交至国际电工委员会，填补了相关领域空白。

在上述研究基础上，项目建立了11套计量标准装置，制订技术规范16项，研制标准物质89种，取得发明专利17项，形成示范基地及生产线9项。项目的完成对改善我国环境监测领域测量水平提供了有力的计量技术支持，初步建立了我国环境监测计量体系。

(科技部)

2021年全球小型/微型光谱仪市场将达3亿美元

不久前，Research and Markets发布最新研究报告，报告内容显示，与整个分子光谱系统的市场增长状况相比，小型化光谱仪器的增长速度更高。预计，2015～2021年之间，整个分子光谱市场年增长率为7%，而小型/微型光谱仪的复合年增长率将达11%，2021年市场将达3亿美元。

小型/微型光谱仪，主要用于实验室之外的环境，比如工业在线、农业或环境现场应用，医疗应用时的即时检测，甚至是消费类产品等设任何领域。随着尺寸的减小，紧凑型光谱仪的使用更加方便，成本更低，响应时间也更短。

然而，为了达到工业和消费市场的需求，开发面向应用的产品是至关重要的。其中，硬件并不是系统中唯一重要的部分，数据处理、数据解析、人机交互界面、产品设计等方面的要求也很高，尤其是这些产品的用户并非光谱专家。

报告中，预计将呈现高增长的市场包括：医药QA/QC、食品和饮料、农业、环境检测、医疗POC和消费者应用(智能手机光谱、食品测试等)。

要很好的满足这些领域的应用，一些技术上的突破是必要的，最近的研究就利用了MEMS(微机电系统)、MOEMS(微光机电系统)、微镜阵列、线性渐变滤光片、集成光子等新的技术，从而降低光谱分析仪的成本和尺寸，同时提高了性能，增强抗造性和产量。

(仪器信息网)

Determination of 11 Kinds of Fluorescent Whitening Agents in Paper Food Contact Materials by High Performance Liquid Chromatography

Han Xiaoou, Li Yansheng, Chen Xi, Gao Yan， Jiang Hanshuo
(Liaoning Provincial Center for Disease Control and Prevention, Shenyang 110005, China)

O657.7

A

1008-6145(2017)03-0036-05

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.03.009

联系人：姜汉硕；E-mail: ganghs2001@163.com

2017-04-18