高效液相色谱-质谱法测定灌装饮料罐内涂层中三聚氰胺的迁移量

尹 中 韦何雯

(金华市质量技术监督检测院，金华 321015)

三聚氰胺作为重要的氮杂环有机化工原料，主要用于装饰面板、涂料、模塑粉、纸张等，当这些材料与食物接触时,其中所含的三聚氰胺就可能迁移到食物中, 从而影响人体健康[1,2]。三聚氰胺经食用进入人体后，会发生取代反应(水解)，生成三聚氰酸，三聚氰酸和三聚氰胺形成大的网状结构，造成结石[3,4]。研究发现，在食品中同时含有三聚氰胺和三聚氰酸这两种化学成分时会对婴儿健康构成更大威胁[5]。

另有研究表明，食品包装材料如塑料制品中存在三聚氰胺而导致迁移至包装食品中[6,7]，经食用后对人体造成危害。有些金属罐内壁的涂层可能使用三聚氰胺，为此金华市质量技术监督检测院实验室采用高效液相色谱仪对金属灌装饮料中三聚氰胺迁移进行过初步研究。由于四极杆质谱法的灵敏度高，线性范围宽，因此笔者利用LC-MS/MS对罐内壁涂层浸泡液中迁移出的三聚氰胺进行检测，研究发现，不同溶剂对三聚氰胺迁移量的影响不同；三聚氰胺迁移量随浸泡时间的增加或温度的升高而逐渐增加。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：Agilent 1200型，美国Agilent公司；

三重四级杆串联质谱仪：Agilent 6410B型，美国Agilent公司；

高速冷冻离心机：美国Thermo公司；

固相萃取仪:20位， 美国Waters公司；

氮吹仪： DC12H型 ，上海安谱科学仪器设备有限公司；

超声波水浴器：2150H型，上海安谱科学仪器设备有限公司；

甲醇、乙腈：色谱纯；

氨化甲醇：5%；

三氯乙酸：10 g/L；

乙酸铵溶液：10 mmol/L, 化学纯；

三聚氰胺标准品：BW3831，纯度大于99.6%，中国计量科学研究院；

三聚氰胺标准储备液：1.0 mg/mL，准确称取100 mg(精确到0.1 mg)三聚氰胺标准品于100 mL容量瓶中，用50%甲醇水溶液溶解并定容至刻度。

1.2 实验方法

金属灌装包材：将灌装包材的内壁涂层刮落，分别用不同方法进行浸泡处理。

(1)浸泡条件

采用国标GB/T 5009.156-2003食品用包装材料及其制品的浸泡试验方法通则，将其置于水平桌面上，用量筒注入模拟溶液至离上边缘(溢出面)5 mm处，将端口密封好后记录其体积，将其放于恒温箱中，在模拟温度下浸泡或放在恒温振荡仪中浸泡。

(2)迁移条件

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

1.3 样品前处理

由于浸泡液基质简单, 因此浸泡完成后，内涂层浸泡液用0.45 μm的有机相滤膜直接过滤至进样瓶，待测。

1.4 仪器工作条件

(1)液相色谱条件

色谱柱：Agilent SB-C18柱(50 mm ×4.6 mm, 1.8 μm)；流动相：乙酸铵溶液(10 mmol/L)-乙腈，流速为0.2 mL/min；柱温：30℃；进样量：2 μL。

(2)质谱条件

电离方式为电喷雾电离，正离子模式；离子喷雾电压：4 kV；雾化气和干燥气均为氮气，雾化气压力为0.28 MPa；干燥气流速:10 L/min，温度350℃；碰撞气为氮气，压力为0.2 MPa；扫描方式为多反应检测(MRM)[8]。

1.5 标准曲线绘制

用流动相将三聚氰胺标准储备液稀释成浓度为10 μg/mL的标准使用液，再逐级稀释得到浓度为0.001、0.005、0.010、0.020、0.050、0.080 μg/mL与0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 μg/mL的系列标准工作溶液。按照浓度由低到高的顺序进样检测，以定量离子峰面积对浓度作图，分别得到标准回归方程。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件优化

在未接入色谱柱时，先优化质谱条件，将0.20 mL/min的三聚氰胺标准溶液在ESI正离子模式下进行一级质谱扫描，确定三聚氰胺的分子离子峰即母离子峰(m/z127)，进行子离子扫描，主要产生m/z85、m/z68子离子。以丰度最强的碎片离子m/z85为定量离子，次强的碎片离子m/z68为定性离子。在多反应检测模式下优化裂解电压和碰撞能等参数，优化后的质谱条件见表1。

表1 三聚氰胺的质谱条件

注：1)为定量离子； 2)为定性离子。

图1 三聚氰胺标样的子离子质谱图

2.2 色谱条件优化

由于三聚氰胺的3个有机氮基团极性较强,因此比较了流动相中乙腈的体积分数(30%、40%、50%、60%)对三聚氰胺出峰时间的影响，结果表明，乙腈的体积分数为40%时，峰型尖锐、出峰时间提前且能与杂质分离，出峰时间在0.65 min左右。

2.3 线性方程与检测限

对1.5中系列标准工作溶液进行测定，以三聚氰胺的质量浓度为横坐标(X)，m/z85峰面积为纵坐标(Y)进行线性回归，结果表明，在0.001～0.080 μg/mL范围内，线性方程为Y=1 610 131.156 9X+1 246.980 7，r2=0.9995；结果表明，三聚氰胺浓度在0.10～0.30 μg/mL线性范围内，线性方程为Y=5 011 020.134 3X+88 833.121 0，r2=0.998 1。分别用配好的三聚氰胺标准溶液(最低为0.1 ng/mL)进样，以10倍信噪比计算得到三聚氰胺的检测限为0.1 ng/mL。

2.4 不同浸泡条件对三聚氰胺迁移量的影响

(1)浸泡溶液的影响

选用内涂层为三聚氰胺材质的金属罐，刮落内壁涂层，称取内壁涂层0.25 g，参照国标[9]，浸泡液条件分别为水：60℃,2 h；乙酸(4%)：60℃,2 h；乙醇(65%)：室温，2 h；正己烷：室温，浸泡2 h，浸泡体积为25 mL。以上浸泡为静态浸泡，浸泡体积为25 mL。同时将4种溶液在60℃下恒温振荡浸泡2 h(浸泡体积为25 mL),两种浸泡条件下的浸泡结果如图2。

图2 4种浸泡溶液对三聚氰胺迁移量比较

由图2可知，在静置状态下，4种溶液浸泡后三聚氰胺的迁移量均较低，其中水溶液浸泡(60℃,2 h)后三聚氰胺迁移量最高。4种溶液用60℃恒温振荡浸泡2 h后，乙醇(65%)浸泡后三聚氰胺迁移效果最明显，与乙醇(65%)室温2 h相比较，恒温振荡浸泡的影响较大；水在恒温振荡浸泡后与静置恒温浸泡的差别也较大；另外两种溶液恒温振荡与静置对三聚氰胺迁移效果均较小。

(2)浸泡时间的影响

称取内壁涂层0.25 g，在纯水中以不同时间(0.5、1.5、2、4 h)浸泡，浸泡温度均为60℃,浸泡体积为25 mL，浸泡时间对三聚氰胺迁移量的影响如图3所示。由图3可知，在60℃静置浸泡条件下，浸泡时间越长，三聚氰胺的迁移量越大，三聚氰胺迁移是一个持续的过程。

(3)浸泡温度的影响

称取内壁涂层0.25 g，在纯水中以不同温度(40、60、80、100、120℃)浸泡，浸泡时间均为2 h,浸泡体积为25 mL。浸泡温度对三聚氰胺迁移量的影响如图4所示。

由图4可知，在不同温度下三聚氰胺浸泡迁移量差异明显，温度越高，三聚氰胺迁移量越大，120℃条件下浸泡2 h后，浸泡液中三聚氰胺浓度达到268 ng/mL。

图3 不同时间下三聚氰胺的迁移量

图4 不同温度下三聚氰胺的迁移量

(4)超高温灭菌后内涂层浸泡液中三聚氰胺迁移量

模拟灌装饮料的超高温灭菌过程，浸泡条件采用121℃，20 min，2 h，浸泡液均为纯水；内壁涂层测定时均取样0.25 g，定容至25 mL。在此条件下，三聚氰胺迁移量见表2。

表2 超高温灭菌不同浸泡时间三聚氰胺的迁移量

由表2得，以超高温灭菌方式即在121℃浸泡20 min的三聚氰胺迁移效果明显。

3 结语

三聚氰胺的迁移量在乙醇与水溶剂环境下较大，在灌装饮料中迁移量随温度的升高而增大，尤以高温灭菌方式的迁移量最大，而且三聚氰胺是一个持续迁移的过程。市场上的灌装饮料内涂层原料成分有三聚氰胺的，经过灌装饮料热灌装生产工艺流程后会迁移至灌装食品中。因此建议热灌装方式的饮料企业在购置金属罐时要注意金属罐内涂层的成分，消费者在购买灌装饮料时也应注意品牌，并且应在正规商场和超市购买。

[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] 鲁杰, 肖晶, 杨大进,等. 食品餐具及奶制品包装中三聚氰胺迁移量的调查研究[J].卫生研究, 2009, 38 (2):178

[3] 王加才，王花茹，王斌.三聚氰胺危害及检测[J].畜牧与兽医，2009(7):104.

[4] 王会串.三聚氰胺的生产技术和应用前景[J].精细与专用化学品, 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 原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法[S].

[9] GB/T 5009.61-2003 食品包装用三聚氰胺成型品卫生标准的分析方法[S].