食品及其包装材料中双酚A的检测研究进展

谢桂勉，杨培新，李海彬，沙楚文，李江霞，刘碧芸

（揭阳职业技术学院，广东揭阳 522000)

食品及其包装材料中双酚A的检测研究进展

谢桂勉，杨培新，李海彬，沙楚文，李江霞，刘碧芸

（揭阳职业技术学院，广东揭阳 522000)

双酚A（BPA)是世界上使用最广泛的一类有机化工原料之一，人们几乎每天都在接触和使用该化合物及其制品。由于其具有类雌激素特性，引起人们对其影响身体健康可能性的关注，特别是食品及食品包装材料中双酚A的危害成为争论的焦点。本文综述了双酚A的残留现状，以及食品及其包装材料中双酚A检测方法的研究进展，着重介绍了液相色谱法、气相色谱法、免疫分析法、光谱分析法、电化学分析法、传感器法等检测方法的应用情况，并对检测方法的发展进行了展望。

双酚A，检测，综述

双酚A（bisphenol A，BPA)是重要的有机化工原料，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂等多种高分子材料。聚碳酸酯是一种透明的硬塑料，常用于制造婴儿奶瓶的瓶体，而环氧树脂则常被用作婴儿奶粉罐、饮料纸盒、食品罐头的衬里。近年研究发现，BPA可能导致人类心脏、肝脏等多种疾病，尤其是婴儿奶瓶等器皿释放的BPA，可能导致婴儿荷尔蒙分泌异常和脑部发育障碍。动物实验也显示，BPA与猴子大脑功能失常和情绪紊乱有关，还可能与乳腺、前列腺及生殖系统疾病有关，甚至会诱发某些癌症。这些研究结果引起人们充分的重视，根据欧盟新规定，成员国将从2011年3月1日起禁止使用含双酚A塑料生产婴儿奶瓶，并从2011年6月1日起禁止进口此类塑料婴儿奶瓶。BPA的危害报道自然应引起社会各界的关注，特别是婴幼儿食品、食品容器以及包装材料等的潜在危害更应引起重视。建立科学的检测方法是危害物监管的基础和必要手段，对指导BPA的合理使用和提倡人们健康的生活方式具有重要的意义。

1 双酚A的残留现状

由于双酚A的优良性能，工业上广泛应用，产品遍布世界各个角落，包括婴儿奶瓶、太空杯、饮料瓶、餐具、吸管、罐头及纸盒衬里等。这些食品的容器或包装材料在一定条件下可将双酚A带入食品中。有研究表明，热水[1]、洗涤剂[2]及牛奶中的胺类物质[3]都容易促使双酚A溶出。

动物实验表明双酚A是一种类雌激素，可影响动物体内正常的激素水平[4]，导致动物正常新陈代谢障碍[5]，甚至产生雌性早熟、精子数减少、前列腺增长等危害作用。此外，BPA还具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物乳腺癌[6]、卵巢癌、前列腺癌等的发生几率。近几年来，含双酚A婴儿奶瓶的安全性成为人们关注的焦点。Völkel等[7]对德国婴儿体内BPA的含量进行了评估。发现采用奶瓶喂养，个体样本中BPA的含量几乎是平均水平的2倍。加拿大卫生部2010年8月发布的一份关于加拿大人的尿液研究报告称，平均每10人中有9个以上的人体内含有BPA，其中年龄为6岁的加拿大儿童，尿液中含有BPA占79%～91%。

2010年以来，欧美各国纷纷拟出台相关法律法规禁止双酚A在婴儿奶瓶中的使用。加拿大、丹麦、法国、澳大利亚、新西兰、美国各州均已立法，禁止和限制双酚A的使用。我国虽未立法禁止双酚A的使用，但一些数据显示，双酚A的进口和应用已有所减少。

2 双酚A的检测方法

2.1 液相色谱法

液相色谱是目前食品及其包装材料中双酚A检测的常用方法，具有灵敏度高、稳定性好、可准确定性定量检测的特点。根据检测系统的差别，可分为：液相色谱-紫外检测法（HPLC-UV)，液相色谱-荧光检测法（HPLC-FL)，液相色谱-质谱联用法（HPLCMS)，液相色谱-电化学检测法（HPLC-ED)等。

HPLC-UV检测法是最普通的液相色谱法，检测灵敏度较高。Watabe等[8]设计了一种简易的HPLCUV法用于检测纯净水和环境水中BPA的含量。检测范围为2～70ng/L，检测限为0.36ng/L。Wu等[9]建立了一种检测塑料桶装饮用水中BPA含量的HPLC-UV法。采用基于尼龙6纳米纤维膜的固相萃取技术对样品进行预处理，并探讨和优化了洗脱剂及其体积和流速、样品体积和pH等因素。在优化条件下，检测限达到150ng/L，变异系数小于4.5%。同时，对6种不同品牌的桶装饮用水进行添加回收实验表明，在1.0μg/L添加水平，回收率达到95.0%。

HPLC-FL检测法应用于BPA，特别是罐头食品中BPA的检测报道较多[10-11]。Braunrath等[12]结合免疫亲和层析样品前处理技术，建立了一种简易的检测饮料、水果、蔬菜罐头食品中双酚A的HPLC-FL方法，对饮料罐头的检出限为0.1ng/mL，对蔬果罐头的检出限为4.3ng/g。肖晶等[13]建立了罐装食品中双酚A、壬基酚、辛基酚等类雌激素的高压液相色谱法，其中蔬菜类罐装食品和方便面中BPA的检出限为0.5μg/kg，鱼、肉类罐装食品中BPA的检出限为1μg/kg，都具有较高的灵敏度和选择性。

HPLC-MS检测法包括单级质谱和多级质谱联用法，具有灵敏度高、容易定性定量检测的特点。Shao等[14]建立了同时检测饮料中烷基酚和双酚A的HPLCMS/MS方法。方法的回收率为76.7%～96.9%，变异系数小于10%，其中矿泉水中BPA的检出限为0.2ng/L，碳酸饮料中BPA的检出限为8.0ng/L。另外，Shao等[15]也建立了同时检测肉类中壬基酚、辛基酚和双酚A的HPLC-MS/MS方法。采用加速溶剂萃取和固相萃取样品预处理技术，电喷雾离子源多级质谱联用技术进行检测。其中BPA的检出限为1.0μg/kg，不同添加水平的回收率为91.5%～99.9%。Ferrer等[16]对婴儿配方奶粉和脱脂奶粉中双酚A、辛基酚和壬基酚的检测方法进行了研究，建立了同时检测3种酚类物质的HPLCMS/MS方法。

2.2 气相色谱法

气相色谱法在检测双酚A中的应用时一般需要对双酚A进行衍生化，并采用质谱作为检测器，以提高检测的灵敏度。Kuo等[17]报道了一种可靠、灵敏的柱前衍生GC-MS法用于同时检测婴幼儿奶粉中双酚A和两种主要的植物雌激素：大豆黄酮和染料木黄酮。奶粉样品溶于水后先超离心，取上清液用C18固相萃取柱处理，用N，O-双（三甲基硅烷基)三氟乙酰胺（BSTFA)衍生化，再用GC-MS分析。该方法检测双酚A的线性范围为45～113ng/g，检测限为1.0ng/g。杜会芳等[18]建立了一种蔬菜中内分泌干扰物壬基酚和双酚A的GC-MS检测方法。蔬菜样品粉碎后，超声波振荡提取，BOND ELUT CH固相萃取小柱净化，二氯甲烷洗脱，无水硫酸钠脱水后用BSTFA衍生，GC-MS测定。该方法的检测范围为10～500μg/L，平均加标回收率为85.0%～105.1%，其中双酚A的检出限为0.02μg/kg。

2.3 免疫分析法

免疫分析法是一种基于抗原和抗体特异性反应而进行定性、定量快速检测的方法。根据检测手段的差异可分为酶联免疫吸附实验分析法（ELISA)、胶体金免疫分析法（GICA)、荧光偏振免疫分析法（FPIA)、时间分辨免疫分析法（TRFIA)等。

免疫分析法的关键是制备高质量的抗体。Feng[19]等利用曼尼希反应和碳二亚胺法成功制备了抗BPA免疫抗原BPA-cBSA和BHPVA-BSA，半抗原分子与载体蛋白的偶联比分别为8∶1和5∶1。石春红等[20]采用BPA半抗原（BPAH)和双酚（DPA)分别与牛血清蛋白（BSA)偶联制备免疫抗原，并免疫新西兰白兔获得抗血清，成功制备了高效价抗BPA多克隆抗体。

目前，免疫分析法研究比较多的是ELISA法，已有不少成功使用该方法检测双酚A的报道。Lindholst等[21]利用直接双抗夹心ELISA方法，研究了虹鳟鱼暴露于BPA下的雌激素样反应，结果表明，虹鳟鱼暴露于500μg/L BPA环境中可显著诱导卵黄蛋白原的合成。Kim等[22]选用具有双酚结构及长碳链的双酚酸作为半抗原，偶联BSA作为免疫抗原，制备了多克隆抗体，并建立了竞争ELISA检测方法。该方法的检测范围为2～1000ng/mL，10个不同添加水平的回收率在96.3%～ 107.2%之间。Feng等[23]建立了一种基于直接半抗原包被模式的间接竞争ELISA方法，用于检测自来水和海水中BPA。该方法有别于传统的方法，采用包被半抗原的模式，大大提高了检测的灵敏度，检测限可达0.27ng/mL，检测范围为2.30～157.60ng/mL，自来水和海水样品的添加回收率为70%～142%。

2.4 光谱分析法

光谱分析法具有简便、快捷、经济的特点，可用于食品及其包装材料中双酚A的快速检测。Olmo等[24]建立了一种检测水中双酚A的一阶导数荧光光度法。用乙醚萃取氯化钠饱和水溶液中的BPA，然后直接用荧光光度法进行分析，方法的检测范围为0.5～ 10.0μg/L，检测限为0.07μg/L。Fan等[25]基于BPA能抑制类fenton试剂和罗丹明6G的氧化还原反应，建立了检测痕量BPA的阻抑动力学荧光法。该方法的检测限为2.0ng/mL，线性范围为0.024～0.4μg/mL，可用于聚碳酸酯制品、环境水等实际样品中BPA的检测。Lu等[26]基于BPA能显著抑制AuCl4--HCO4-系统的化学发光，建立了一种检测BPA的流动注射化学发光法。该方法具有较好的灵敏度和选择性，可用于矿泉水瓶、婴儿奶瓶、饮料瓶和聚碳酸酯容器中BPA的检测。

2.5 电化学分析法

电化学分析法也可应用于双酚A的检测，但灵敏度相对较低。李江等[27]采用循环伏安法和方波溶出伏安法研究了BPA在Na-MMT-CMC/GCE修饰电极上的电化学行为，并建立了一种检测BPA的电化学方法。最优条件下，BPA浓度在6.0～80μmol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系，检出限为0.24μmol/L。Yin等[28]利用钴酞菁修饰的碳糊电极建立一种简便、灵敏的检测塑料制品中BPA的电化学方法。采用循环伏安法、计时库仑法、微分脉冲伏安法、线性扫描伏安法和定电位库仑分析法，探讨了BPA的电化学行为。在最优条件下，检测限达到1.0×10-8mol/L。Yin等[29]还探讨了BPA在层状双氢氧化物镁铝修饰的玻璃碳电极上电化学行为。采用循环伏安法，在最优条件下，检测范围为1×10-8～1.05×10-6mol/L，检测限为5.0× 10-9mol/L。研制的电极可重复使用，稳定性好，抗干扰能力强，可用于塑料制品中BPA的检测。

2.6 传感器法

随着食品安全快速检测技术向着简便、灵敏、经济、高通量的方向发展，传感器法成为最有潜力的食品安全检测技术。传感器的应用主要是基于检测物的识别机制和信号的转换机制，根据两者的差异，目前传感器法一般可以分为免疫传感器法、荧光光学传感器法、电化学传感器法、酶传感器法、细胞传感器法等。

免疫传感器是目前比较成功的传感器，具有快速、灵敏的特点。Rodriguez-Mozaz等[30]开发了一种简便、快速、灵敏的检测水中BPA的免疫传感器RIANA，可用于各种水质中BPA的检测，检测时间只需15min，检测灵敏度达到0.014μg/L，是现有报道中最为灵敏的传感器。Marchesini等[31]利用双酚酸制备了多克隆抗体和单克隆抗体，选择亲和力最高的单克隆抗体直接固定化于传感器芯片表面以组装传感器，其中，使用单抗12建立的直接分析法灵敏度可达0.4μg/L。Rahman等[32]基于阻抗测量原理研制了BPA的无标记免疫传感器。同样，采用BPA的结构类似物双酚酸偶联BSA作为抗原制备了抗BPA多克隆抗体，并固定化于传感器表面。当样品中BPA与抗体在传感器表面相互作用时，可引起微小的质量和阻抗变化，从而实现对BPA的灵敏检测。该方法对双酚A的检出限为（0.3±0.07)ng/mL，线性范围为1～100ng/mL。

3 展望

由于双酚A存在广泛及其具有潜在危害性，一直以来都是人们关注的焦点。经过几番论证，目前很多欧美国家都已纷纷禁止其在食品及食品包装材料，特别是婴儿奶瓶中使用。但对其安全评估的研究仍然不足，有待进一步全面开展风险分析，以指导双酚A制品的合理使用和监管。另外，建立完善的检测技术平台是必要和关键的监控手段。目前已有的检测方法各有其特点，液相色谱法和气相色谱法仍然是比较灵敏、准确的检测方法，但仪器分析成本高，分析时间较长，不易开展高通量、现场检测。光谱分析法和电化学分析法易于开发成便携式检测箱，但干扰大、灵敏度不高仍然是其限制因素。免疫分析法属于快速检测方法，虽然研发时间较长，但具有快速、灵敏、现场检测的优势。传感器法在光谱分析法、电化学分析法和免疫分析法等的基础开发成功，具有集成化、高通量、灵敏、简便的特点，特别是免疫传感器法是目前研发比较成功的一种快速检测方法。尽管目前双酚A快速检测方法的基础研究很多，但还鲜有成功的产品投放市场。在双酚A危害性成为公众关注焦点的背景下，快速、灵敏、高通量、现场检测产品将成为最迫切的需要，加快此类产品的研发，特别是上述免疫传感器的研发具有现实的意义。

[1]Le H H，Carlson E M，Chua J P，et al.Bisphenol A is released from polycarbonate drinking bottles and mimics the neurotoxic actions of estrogen in developing cerebellar neurons[J].Toxicology Letters，2008，176（2)：149-156.

[2]Maia J，Cruz J M，Sendón R，et al.Effect of detergents in the release of bisphenol A from polycarbonate baby bottles[J].Food Research International，2009，42（10)：1410-1414.

[3]Maia J，Cruz J M，Sendón R，et al.Effect of amines in the release of bisphenol A from polycarbonate baby bottles[J].Food Research International，2010，43（5)：1283-1288.

[4]Monje L，Varayoud J，Muñoz-de-Toro M，et al.Neonatal exposure to bisphenol A alters estrogen-dependent mechanisms governing sexual behavior in the adult female rat[J].Reproductive Toxicology，2009，28（4)：435-442.

[5]Toyohira Y，Utsunomiya K，Ueno S，et al.Inhibition of the norepinephrine transporter function in cultured bovine adrenal medullary cells by bisphenol A[J].Biochemical Pharmacology，2003，65（12)：2049-2054.

[6]Murray T J，Maffini M V，Ucci A A，et al.Induction of mammary gland ductal hyperplasias and carcinoma in situ following fetal bisphenol A exposure[J].Reproductive Toxicology，2007，23（3)：383-390.

[7]Völkel W，Kiranoglu M，Fromme H.Determination of free and total bisphenol A in urine of infants[J].Environmental Research，2011，111（1)：143-148.

[8]Watabe Y，Kondo T，Morita M，et al.Determination of bisphenol A in environmental water at ultra-low level by high-performance liquid chromatography with an effective on-line pretreatment device[J].Journal of Chromatography，2004，1032（1-2)：45-49.

[9]WU S Y，XU Q，CHEN T S，et al.Determination of bisphenol A in plastic bottled drinking eater by high performance liquid chromatography with solid-membraneextraction based on electrospun Nylon 6 nanofibrous membrane[J].Chinese Journal of Analytical Chemistry，2010，38（4)：503-507.

[10]Sun C，Leong L P，Barlow P J，et al.Single laboratory validation of a method for the determination of bisphenol A， bisphenol A diglycidyl ether and its derivatives in canned foods by reversed-phase liquid chromatography[J].Journal of Chromatography A，2006，1129（1)：145-148.

[11]葛宇，印杰，曹程明，等.高效液相色谱-荧光检测法测定罐头食品中的双酚A、BADGE及其衍生物[J].食品与发酵工业，2009，35（9)：119-123.

[12]Braunrath R，Cichna M.Sample preparation including solgel immunoaffinity chromatography for determination of bisphenol A in canned beverages，fruits and vegetables[J].Journal of Chromatography A，2005，1062（2)：189-198.

[13]肖晶，邵兵，吴永宁，等.用高压液相色谱法检测罐装食品中类雌激素双酚A和烷基酚[J].中华预防医学杂志，2007，41（6)：449-452.

[14]Shao B，Han H，Hu J Y，et al.Determination of alkylphenol and bisphenol A in beverages using liquid chromatography/ electrospray ionization tandem mass spectrometry[J].Analytica Chimica Acta，2005，530（2)：245-252.

[15]Shao B，Han H，Li D M，et al.Analysis of alkylphenol and bisphenol A in meat by accelerated solvent extraction and liquid chromatography with tandem mass spectrometry[J].Food Chemistry，2007，105（3)：1236-1241.

[16]Ferrer E，Santoni E，Vittori S，et al.Simultaneous determination of bisphenol A，octylphenol，and nonylphenol by pressurised liquid extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry in powdered milk and infant formulas[J].Food Chemistry，2011，126（1)：360-367.

[17]Kuo H W，Ding W H.Trace determination of bisphenol A and phytoestrogensin infantformula powdersby gas chromatography-mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A，2004，1027（1-2)：67-74.

[18]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.

[19]Feng Y，Zhou Y X，Zou Q，et al.Preparation and characterization of bisphenol A-cationized bovine serum albumin [J].Journal of Immunological Methods，2009，340（2)：138-143.

[20]石春红，姚卫蓉，孙秀兰，等.兔抗双酚A多克隆抗体的制备[J].安徽农业科学，2010，38（8)：3886-3888.

[21]Lindholst C，Pedersen K L，Pedersen S N.Estrogenic response of bisphenol A in rainbow trout（Oncorhynchus mykiss)[J]. Aquatic Toxicology，2000，48（2-3)：87-94.

[22]Kim A，Li C R，Jin C F，et al.A sensitive and reliable quantification method forbisphenolA based on modified competitive ELISA method[J].Chemosphere，2007，68（7)：1204-1209.

[23]Feng Y，Ning B A，Su P，et al.An immunoassay for bisphenol A based on direct hapten conjugation to the polystyrene surface of microtiter plates[J].Talanta，2009，80（2)：803-808.

[24]Olmo M d，Zafra A，Jurado A B，et al.Determination of bisphenol A（BPA)in the presence of phenol by first-derivative fluorescence following micro liquid-liquid extraction（MLLE)[J]. Talanta，2000，50（6)：1141-1148.

[25]Fan J，Guo H Q，Liu G G，et al.Simple and sensitive fluorimetric method for determination of environmental hormone bisphenol A based on its inhibitory effect on the redox reaction between peroxyl radical and rhodamine 6G[J].Analytica Chimica Acta，2007，585（1)：134-138.

[26]Lu C，Li J G，Yang Y，et al.Determination of bisphenol A based on chemiluminescence from gold（III)-peroxymonocarbonate [J].Talanta，2010，82（4)：1576-1580.

[27]李江，李容，李永强，等.BPA在Na-MMT-CMC/GCE修饰电极上的电化学行为与检测[J].分析测试学报，2008，27（7)：766-768.

[28]Yin H S，Zhou Y L，Ai S Y.Preparation and characteristic of cobalt phthalocyanine modified carbon paste electrode for bisphenol A detection[J].Journal of Electroanalytical Chemistry，2009，626（1-2)：80-88.

[29]Yin H S，Cui L，Ai S Y，et al.Electrochemical determination of bisphenol A at Mg-Al-CO3layered double hydroxide modified glassy carbon electrode[J].Electrochimica Acta，2010，55（3)：603-610.

[30]Rodriguez-Mozaz S，Alda M L，Barceló D.Analysis of bisphenol A in natural waters by means of an optical immunosensor [J].Water Research，2005，39（20)：5071-5079.

[31]Marchesini G R，Meulenberg E，Haasnoot W，et al.Biosensor immunoassays for the detection of bisphenol A[J].Analytica Chimica Acta，2005，528（1)：37-45.

[32]Rahman M A，Shiddiky M J A，Park J S，et al.An impedimetric immunosensor for the label-free detection of bisphenol A[J]. Biosensors and Bioelectronics，2007，22（11)：2464-2470.

Research development of determination of bisphenol A in foodstuffs and its packing materials

XIE Gui-mian，YANG Pei-xin，LI Hai-bin，SHA Chu-wen，LI Jiang-xia，LIU Bi-yun
（Jieyang Vocational and Technical College，Jieyang 522000，China)

Bisphenol A（BPA)is one of the highest volume chemical materials in the world which people use or touch almost everyday.The estrogenic properties of BPA have raised concerns about its possible effect on human health.The harmfulness of BPA in foodstuffs and packing materials is controversially discussed in particular.The present situation of the residue of BPA and the research development of determination of BPA in foodstuffs and packing materials were summarized in this article.And the application of methods in determination of BPA，such as liquid chromatography，gas chromatography，immunoassay，spectrum analysis，electrochemical analysis，and sensor analysis，was putted emphasis on discussing.Then the development of the determination methods was viewed.

bisphenol A;determination;review

TS201.2

A

1002-0306（2012)14-0388-04

2011－02－11

谢桂勉（1982-)，男，硕士研究生，研究方向：食品质量与安全。

揭阳市科技计划项目（201126)。