高效液相色谱荧光法测定食品包装材料中双酚A及双酚S的迁移量

于 杰，周 静，江 澜，樊 琦，屈彦君，张晓伟，孙鑫娟，周兴华

江苏大学食品与生物工程学院 (镇江 212013)

高效液相色谱荧光法测定食品包装材料中双酚A及双酚S的迁移量

于 杰，周 静，江 澜，樊 琦，屈彦君，张晓伟，孙鑫娟，周兴华*

江苏大学食品与生物工程学院 (镇江 212013)

采用高效液相色谱-荧光法检测食品包装材料中双酚A及双酚S的迁移量，研究不同的模拟液对食品包装材料中双酚A和双酚S迁移的影响以及不同浓度的乙醇溶液对双酚A和双酚S迁移特性的影响。结果表明：该方法在0.001～0.100 μg/L范围内线性关系良好，在乙醇模拟液中，双酚A和双酚S的迁移效果好，乙醇浓度越高迁移率越高，相同浓度的乙醇溶液中，接触温度越高，接触时间越长迁移率越高。

高效液相色谱荧光法；食品包装材料；双酚A及双酚S; 迁移量

近年来，随着生活水平的不断提高，人们对食品安全问题也愈加关注，食品包装安全作为食品安全的一个重要部分也成为人们关注的热点。双酚A (BPA) 作为一种内分泌干扰物，是生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚酯树脂等塑料制品的重要原料[1]。大量的研究数据表明，双酚A会对人体的皮肤、呼吸道、角膜等产生中等强度的刺激[2]。此外，双酚A具有和雌激素相似的化学结构，通过接触、进食进入体内，与雌激素受体结合，干扰正常的雌激素，从而影响生物的生殖、神经系统、免疫系统等[3]。大量动物实验表明，低剂量暴露的双酚A就能引发前列腺癌、复发性流产、男性性功能障碍等[4]，还会导致新陈代谢紊乱引发肥胖[5]。由于双酚A的安全性受到质疑，中国、欧盟、加拿大、美国等众多国家禁止其应用于婴幼儿食品容器中，2015年法国全面禁止了其应用于食品包装材料中，于是双酚S被作为替代品应用于婴儿奶瓶、饭盒、饮料等食品包装材料及食品容器内壁涂料等方面[6-7]。但是双酚S在大规模应用之前并未对其安全性进行充分研究，部分研究表明代替双酚A的双酚S也是一种内分泌干扰物[8]，具有和双酚A相似的毒性，能影响生物体内的雌性激素，摄入过多会导致内分泌失调，同时双酚S还会导致新陈代谢紊乱从而引发肥胖[9]。还有研究显示双酚S对淋巴细胞具有增值作用，当双酚S的浓度为2～20 mg/L时，促进作用最为显著[10]。目前关于双酚类化合物检测方法还不成熟，需要建立一种灵敏度高的检测方法来监测双酚类化合物在食品包装材料的应用及食品中的迁移量分析。

本文根据食品包装材料可能接触的食品类型，选择水、酸性模拟液、乙醇模拟液来浸泡市面上出售的食品包装材料，利用高效液相色谱-荧光检测技术[11]对不同食品包装材料中双酚A和双酚S含量进行检测，分析各种模拟液中不同食品包装材料中双酚A和双酚S迁移量以及采用不同浓度乙醇[12]浸泡，在不同温度及浸泡时间条件下，对4种食品包装材料中双酚A和双酚S的迁移特性进行研究。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

实验仪器：LC-20高效液相色谱仪，日本岛津有限公司； RE-52AA旋转真空蒸发器，上海亚荣生化仪器有限公司；BR4I离心机(冷冻)，法国JOUAN公司；XH-C型漩涡混合器，江苏省金坛市医疗仪器厂；BCD-215KAZ海尔冰箱，青岛海尔股份有限公司；BS100S电子天平(万分精度)，上海赛多利斯仪器有限公司。

实验试剂：乙酸，国药集团化学试剂有限公司；乙醇，国药集团化学试剂有限公司；双酚A标品，Sigma化学试剂公司；双酚S标品，Sigma化学试剂公司；甲醇(色谱纯)， TEDIA公司；甲醇(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；二氯甲烷，国药集团化学试剂有限公司。

实验样品：一次性塑料杯、一次性纸杯、保鲜膜、吸管。

1.2 高效液相色谱检测条件

色谱柱：C18柱；流动相：甲醇∶水(90∶10)；流速：0.6 mL/min；荧光检测器激发波长227 nm，发射波长312 nm；进样量10 μL。

1.3 实验方法

1.3.1 标准曲线试剂配制

准确称取双酚A与双酚S的标准品各50.0 mg于对应的烧杯中，用甲醇稀释，配制成浓度为1 mg/mL的标准储备液；储存于100 mL的试剂瓶中，用锡纸包裹避光保存于4 ℃的冰箱。按照1.2的色谱条件依次进样HPLC得到双酚A及双酚S的保留时间，再将混合的双酚A及双酚S的标准系列溶液过膜进样，得到各个浓度下的色谱图和数据，根据峰面积和样品浓度绘制标准曲线。

1.3.2 样品中双酚A及双酚S初始浓度的测定

将购买的四种食品包装材料剪成小碎片，准确称取1.0 g样品于相应的烧杯中，在每个烧杯中都加入20 mL二氯甲烷，待样品完全溶解后向其中加入50 mL甲醇(色谱纯)使高分子物质沉淀，然后转移至离心管中，在4 000 r/min的条件下离心30 min，取上清液并置于鸡心瓶中，用旋转蒸发仪将溶液旋转蒸发至干，再用甲醇(色谱纯)溶解并定容至5 mL，经0.45 μm的微孔滤膜过滤，依次进HPLC测定各种包装材料中双酚A及双酚S的初始含量。

1.3.3 不同模拟液浸泡的样品中双酚A及双酚S的迁移情况

将购买的4种食品包装材料剪成小块，准确称取2.0 g样品于对应的试剂瓶中，每种样品称取3份，在每种样品的3个试剂瓶中分别加入100 mL蒸馏水、100 mL 3%的乙酸溶液、100 mL 10%的乙醇溶液，在室温下浸泡，取样时先将溶液混匀，然后将每个样品过0.45 μm的微孔滤膜，进HPLC测定。

1.3.4 乙醇浓度对双酚A和双酚S迁移的影响

将试验用的一次性塑料杯剪成均匀的小碎片，准确称取8份2.0 g的样品并置于各个试剂瓶中，在对应的试剂瓶中分别加入40 mL蒸馏水、15%乙醇溶液、65%乙醇溶液和95%乙醇溶液。将对应的试剂瓶分别放于30 ℃和70 ℃的烘箱，在5 h、10 h、24 h时取样进HPLC分析。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的制作

图1 双酚A及双酚S混合溶液的色谱图

由色谱图知双酚S比双酚A先出峰，双酚S的保留时间为10 min，双酚A的保留时间为18 min，图1为双酚A及双酚S混合溶液的色谱图。先用甲醇(色谱纯)对浓度为1 mg/mL的双酚A及双酚S进行逐级稀释，稀释成浓度为0.25、0.1、0.05、0.025、0.01、0.001 μg/L的双酚A及双酚S的混合溶液。在优化条件下，浓度由低到高进样检测，以峰面积对进样浓度(μg/L)进行线性回归，得到回归方程，双酚A：Y=133.37x+12.326，R2=0.999 2；双酚S：Y=279.78x+45.09，R2=0.999 8，结果表明双酚A和双酚S在0.001～0.100 μg/L范围内呈现良好线性关系。

图2 双酚A和双酚S的标准曲线

2.2 样品中双酚A及双酚S初始浓度的测定

应用2.1中标准曲线计算出4种食品包材料中双酚A和双酚S初始浓度，见图2。

表1 4种食品包装材料中双酚A及双酚S的初始浓度

样品名称双酚A含量/(μg/kg)双酚S含量/(μg/kg)一次性塑料杯1．090．91一次性纸杯1．401．90保鲜膜1．251．26吸管1．361．06

根据我国《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》的规定可知食品包装材料中双酚A以及双酚S的迁移限量分别为0.6 mg/kg和0.05 mg/kg，从表1的结果可知这4种包装材料符合卫生标准。

2.3 用不同模拟液浸泡的样品中双酚A及双酚S的迁移情况

由表2可知，双酚S在不同包装材料及不同模拟液中均有不同的迁移量，而双酚A在4种包装材料中均未检出，所以在用这3种模拟液浸泡的条件下并没有双酚A从食品包装材料中迁移出来。实验结果和李璐等[13]所做的食品塑料包装中双酚A迁移规律一致，这4种食品包装材料中的双酚A均不容易迁移出来。

由于这些食品包装材料中迁移出的双酚S的峰面积都比较小，故采用迁移率来进行分析，用模拟液中检测到的双酚S的峰面积与样品中总的双酚S的峰面积相比即可得到迁移率。由图3可知，双酚S在3种模拟液中迁移率的大小关系为10%乙醇溶液>3%乙酸溶液>蒸馏水。

表2 食品包装材料中迁移出的双酚S的迁移率 %

图3 用不同模拟液浸泡的食品包装材料中双酚S的迁移率

2.4 乙醇浓度对双酚A和双酚S迁移的影响

由图4可知，在温度和时间相同的条件下，溶液中双酚S的迁移率的大小关系为95%乙醇溶液>65%乙醇溶液>15%乙醇溶液>蒸馏水。

图4 30 ℃和70 ℃条件下双酚S的峰面积

研究发现双酚A仅在95%的乙醇溶液中检测到迁移，其他乙醇浓度均未检出，利用双酚A标准曲线计算出双酚A在95%乙醇中迁移的浓度如表3。

表3 95%乙醇溶液中迁移出的双酚A的浓度 μg/L

由表3可以看出模拟液中双酚A的浓度在0.000 89～0.056 36 μg/L的范围内，其浓度比我国《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》中规定的双酚A的特定迁移量小，所以该一次性塑料杯中双酚A的污染并不严重，符合国家规定的标准。

2.5 温度和时间对双酚S迁移的影响

实验得出，在用同种溶液浸泡时，不同的温度条件会影响样品中双酚S的迁移率，温度越高，样品中迁移出的双酚S越多，并且随着浸泡时间的延长，迁移率先快速增加，在一段时间后趋于平稳。随着时间的延长，双酚S的迁移率变化并不大；95%乙醇溶液中双酚S的迁移率最高，65%乙醇溶液中双酚S的迁移率与95%乙醇溶液相差不大，比95%乙醇溶液稍低一点，且两者的迁移率随着时间的延长变化也不明显；双酚S在15%乙醇溶液中的迁移率随时间的延长也逐渐变大，24 h时的迁移率与65%乙醇溶液浸泡条件下的迁移率相近。

3 结论

本文主要采用了高效液相色谱-荧光检测法对食品包装材料中双酚A及双酚S的迁移情况进行研究，得到了以下结论：

(1)选用一次性塑料杯、一次性纸杯、保鲜膜、吸管这4种食品包装材料，在不同的模拟液下(蒸馏水、3%乙酸、10%乙醇)进行浸泡，研究发现，4种包装材料中双酚S都发生了迁移，双酚A均没有发生迁移，其中双酚S在10%的乙醇溶液中迁移量最大。

(2)选用不同浓度的乙醇浸泡液(0%、15%、65%、95%)和不同的温度(30 ℃、70 ℃)进行分析，结果表明：双酚S在4种浓度的乙醇溶液中均发生迁移，且乙醇浓度越高迁移量越大，即95%乙醇溶液中双酚S的迁移率最高，0%乙醇溶液即蒸馏水中迁移率最少，双酚A仅在95%的乙醇溶液中检测到迁移；接触温度越高、迁移时间越长，塑料杯中迁移出的双酚A和双酚S越多。

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Determination of bisphenol A and bisphenol S in food packaging materials by high performance liquid chromatography with fluorescence spectrometry

Yu Jie, Zhou Jing, Jang Lan, Fan Qi, Qu Yanjun, Zhang Xiaowei, Sun Xinjuan, Zhou Xinghua*

School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University (Zhenjiang 212013)

The effects of different simulated solutions on the migration of bisphenol A and bisphenol S in food packaging materials were studied by high performance liquid chromatography-fluorescence method. The effects of different simulated solutions on the migration of bisphenol A and bisphenol S in food packaging materials and the migration characteristics of bisphenol A and bisphenol S were studied. The results show that the linearity of the method is good in the range of 0.001～0.100 μg/L. The migration effect of bisphenol A and bisphenol S is good in the ethanol simulation solution. The higher the ethanol concentration, the higher the concentration of ethanol solution. The higher the contact temperature, the longer the contact time and the higher the mobility.

high performance liquid chromatography; food packaging materials; bisphenol A and bisphenol S; migration

2017-03-24

国家自然科学基金青年项目(No.31501569)。

于 杰，男，1995年出生，本科生。

TS207

A

1672-5026(2017)03-061-04

*通讯作者：周兴华，女，1982年出生，讲师，主要从事食品营养与安全方面研究。