HPLC法检测食品接触材料中的双酚A含量

张莹，余恩其，俞朱敏，钱霁翀(宁波中盛产品检测有限公司，浙江 宁波 315000)

1 探讨检测食品接触材料中双酚A含量的必要性

所谓双酚A，也被称为BPA，主要用于生产防碎塑料，目前正广泛应用于各个领域，包括但不限于矿泉水瓶、食品包装以及医疗器械等，每年，全世界生产2 700万吨含有BPA的塑料，可以说，BPA是当今世界上应用最为广泛的工业化合物之一，是人们能够经常接触到的物质。但是，BPA具有毒性，其毒性大小与其含量具有直接关系，过量的BPA会对人体造成伤害，例如内分泌失调，尤其是对孕妇及胎儿的健康具有重要威胁。除此之外，根据当前研究现状来看，癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与其有关[1]。在人们生活质量不断提高的背景下，对食品安全的重视程度也日益提高，作为与食品直接接触的材料，对其进行双酚A含量的检测是十分必要的，这样才能够合理、准确控制双酚A含量。

2 基于HPLC的食品接触材料双酚A含量检测实验

2.1 检测实验

2.1.1 仪器与试剂

仪器与色谱条件：准备超声波清洗机(SB25-12D型)、WPS 3000 TBSL自动进样器、高效液相色谱(Thermo Fisher Ultimate 3000型)、电子天平(AL 104型)、ISO 3100等度泵、Coulochem Ⅲ电化学检测器(含有6011串联双电极检测池)、pH计(PE-50型)、超纯水仪(Elix型)、真空泵(AP-PP25型)，工作站为Chromeleon 6.8。其中，色谱条件为：Agilent Eclipse plus C18色谱柱(2.1 mm×100 mm，3.5 μm)，柱温为35℃；自动进样器温度设置在4 ℃；流动相为50 mmol·L-1柠檬酸缓冲溶液-甲醇(45+55)混合液，其中，柠檬酸缓冲溶液酸碱值为6.0，进样量5 μL，流量

0.25 mL·min-1；Coulochem Ⅲ电化学检测器，ECD1和ECD2检测池电压分别为400 mV和575 mV。

试剂：准备纯度在99.8%以上的BPA标准品，选择超纯水作为试验用水，最后准备柠檬酸钠、甲醇和柠檬酸，3个试剂均为分析纯。在溶液制备方面，主要是对BPA标准品进行称取，再使用甲醇对其进行溶解、定容，均匀后配制成2.000 g·L-1标准储备溶液，对其进行妥善保存，一般情况下放置在-20℃的冰箱内即可。使用时用流动相将标准储备溶液稀释即可，按照实验需求将其配制成不同质量浓度的实验溶液。

2.1.2 实验方法

研究对象主要选择饼干袋、牛奶盒、糖果包装纸、牛肉袋和可乐瓶这5种食品的包装材料，剪碎处理研究材料，称取2.000 0 g样品放置于250 mL玻璃瓶中，之后加入50 mL甲醇，以超声的方式提取1 h。最后，使用实验用水对其进行稀释，直至100 mL，开展过滤作业，使用0.22 μm滤膜即可，最后按照上述工作条件对其测定。

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 超声条件、流动相条件和检测电压的选择

由于不同超声条件会对BPA的提取率造成影响，为此，在40 kHz、温度为室温的常用超声萃取条件下，分别在超声时间10 min、20 min、40 min、60 min、90 min参数下对同一份食品包装材料进行有关BPA提取率的影响实验。从实验结果来看，40 min和60 min是BPA提取率的分界线，当超声时间在40 min以内时，BPA提取存在不完全的情况；当提取时间在60 min以上时，提取率稳定。因此，在开展该实验时，将超声时间定为60 min。

在确定流动相条件时，主要分为两方面，分别是流动相酸度和流动相比例。对于流动相酸度，由于电化学检测器不同于其他检测仪器，使用时流动相需要具有缓冲盐。通过调节流动相酸度，能够调节结构中具有酸碱基团化合物的保留时间。在本次实验中，主要使用的流动相为50 mmol·L-1柠檬酸缓冲液-甲醇(1+1)混合液，当其酸碱值在6.0以下时，通过增加算价值能够将BPS的保留时间略微缩短；当酸碱值在6.0以上或正好为6.0时，BPA的保留时间受酸碱值变化的影响不大，为此本次实验选择酸碱值为6.0的流动相。在流动相比例方面，所选择的试剂为上文确定的50 mmol·L-1柠檬酸盐缓冲液(pH6.0)和甲醇。由于甲醇会影响BPA的保存时间，当甲醇占流动相的体积分数从50%上升至55%时，BPA保存时间缩短，但杂质不会对BPA的分离造成干扰。因此，在该实验中，选择55%的甲醇，甲醇与柠檬酸盐缓冲液之间的比例为55∶45，即流动相的选择为甲醇-50 mmol·L-1柠檬酸盐缓冲液(55+45)混合液。

在选择实验电压时，为保证BPA的测定效果，基于优化流动相条件将检测池电压从0 mV升高到750 mV逐步增大，使用同一份样品并重复进样，得到峰面积的变化，掌握其与电压之间的关系。结果表明，检测池电压在400 mV以下时，BPA几乎没有氧化现象；当检验池电压逐渐升高且升至550 mV时，BPA氧化完全。为此，在该实验中，将ECD1和ECD2的检测电压分别设置为400 mV和575 mV，前者主要作用于氧化样品中的部分干扰组分，对噪声进行有效降低；后者则应用于BPA的测定方面。

2.2.2 样品稳定性

由于BPA能够在直流氧化模式下测定，这意味着BPA具有较强还原性，那么在自然条件下，BPA也可能发生氧化现象[2]。因此，为判断样品稳定性对实验结果的影响，使用同一份样品(样品提取液加标)在进样器温度为4 ℃的条件下重复进样，发现在一天内，BPA峰面积并未发生剧烈变化，基本保持稳定，相对标准偏差在2%以下，这意味着4 ℃的进样器温度下，BPA具有良好稳定性。

2.2.3 标准曲线和检出限

以逐级稀释的方法使用流动相对BPA标准储备溶液进行稀释，得到的质量浓度分别为0.2 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1，形成标准溶液系列。之后，对各个质量浓度水平的标准溶液平行进样3次，以测定的峰面积作为纵坐标，以BPA质量浓度作为横坐标，得到标准曲线。之后，根据标准曲线得到线性关系范围，在该实验中发现，质量浓度在0～20.0 μg·L-1范围内的BPA与峰面积呈线性关系，在该情况下，BPA的线性回归方程为：y=0.2751x-0.0038，相关系数为0.996。最后，使用3倍信噪比计算方法对检出限求值，本次实验下检出限(3S/N)为3.3 μg·kg-1。

2.2.4 精密度和回收实验

开展BPA回收实验，3个添加水平分别为22.8 μg·kg-1、57.1 μg·kg-1、114.2 μg·kg-1，对每个添加水平开展平行测定，次数为5次，根据实验结果对回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)进行计算。实验结果和计算结果为：加标量为22.8 μg·kg-1条件下，回收量为21.8 μg·kg-1，回收率为95.6%，相对标准偏差(RSD)为5.3%；加标量为57.1 μg·kg-1条件下，回收量为55.7 μg·kg-1，回收率为97.5%，相对标准偏差(RSD)为4.6%；加标量为114.2 μg·kg-1条件下，回收量为112.1 μg·kg-1，回收率为98.2%，相对标准偏差(RSD)为2.1%。由此可确定BPA加标回收率在95.6%～98.2%之间，测定值的相对标准偏差(RSD)在2.1%～5.3%范围内，说明检测方法可靠、准确。

2.2.5 样品分析

按照实验方法分别对饼干袋、牛奶盒、糖果包装纸、牛肉袋和可乐瓶这五种食品的包装材料进行分析，再与检出限相比。最后发现，牛奶盒、糖果包装纸和可乐瓶的BPA含量小于检出限，饼干袋和牛肉带含有BPA，且其质量分数分别为45.6 μg·kg-1和897.2 μg·kg-1。

2.2.6 与其他方法比较

为判断HPLC的精准可靠性，文章分别将其与在线柱切换高效液相色谱-同位素稀释串联质谱法、超高效液相色谱串联三重四极杆质谱法、分散微固相萃取法、气相色谱-质谱法、高效液相色谱-荧光检测法相比较。对比结果为：在线柱切换高效液相色谱-同位素稀释串联质谱法在对尿液进行测定时，检出限为0.10 μg·L-1；超高效液相色谱串联三重四极杆质谱法在对血清进行测定时，检出限为0.05 μg·L-1；分散微固相萃取法在对牛奶进行检测时，其检出限为3.05 μg·L-1；在对食品包装材料进行检测时，检出限为0.30 μg·L-1；高效液相色谱-荧光检测法在对罐头进行检测时，其检出限为34 μg·L-1；文章方法在对食品包装材料进行检测时，检出限为0.07 μg·L-1。由此可见，文章方法能够有效检测食品基础材料中的双酚A含量，灵敏度与串联质谱法相近，且高于荧光和紫外检测器，能够很好的满足食品接触材料中BPA的测定要求。

3 总结分析

使用50 mL甲醇超声提取样品(2.000 0 g)1 h后，提取液用水稀释至100 mL，经0.22 μm滤膜过滤后进行色谱分离。以Agilent Eclipse plus C18柱为固定相，流动相为50 mmol·L-1柠檬酸缓冲液(pH6.0)-甲醇(45+55)混合液，检测池电压为ECD1和ECD2分别为400 mV和575 mV，在该条件下，样品双酚A的质量浓度在0.2～20.0 μg·L-1之间时，与其峰面积呈线性关系，检出限(3S/N)为3.3 μg·kg-1。之后开展回收试验，即按标准加入法在3个浓度水平上进行，回收率在95.6%～98.2%之间，测定值的相对标准偏差(n=5)在2.1%～5.3%之间。由此可见，HPLC方法对食品接触材料中的双酚A含量测定不仅具有样品处理简单、回收率高以及精密度好的优势，而且整体试剂用量较少，与其他检测方法不同，减少化学试剂的使用量，从根本上减少环境污染，是当前检测食品接触材料中双酚A含量的高效方案[3]。

4 结语

综上所述，HPLC对食品接触材料中双酚A的检测效果十分理想。因此，为保证人们食品健康安全，应不断研究HPLC检测方法，以此为基础不断对其优化，提高其检测质量，避免造成严重的环境污染，从而满足人们食品食用需求的同时，通过避免使用大量化学试剂保护环境。