食品接触材料中双酚A分析方法的建立及验证

孙 颖，白 林，任润涵，尚 伟，翁云宣*

（1.北京工商大学轻工科学与工程学院，北京 100048；2.轻工业塑料加工应用研究所，北京 100048）

0 前言

2，2-二（4-羟基苯基）丙烷（双酚A）是一种用于生产环氧树脂、聚碳酸酯等塑料制品的有机化工原料。双酚A 具有轻巧、耐冲击、耐高温等优点，可以广泛应用于塑料品的制造过程中。目前，在罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶、医疗器械、牙科材料、供水管道以及其他数百种日用品的制造过程中应用较为广泛［1-2］。

双酚A 虽然在塑料制品中表现出优异的力学性能，但其作为典型内分泌干扰物的一种，可以通过环境暴露、饮食摄入、人类呼吸活动或皮肤吸收等渠道进入人体，尤其是在高温、酸碱、紫外等条件下，极易被人体吸收，从而对人体造成影响［3］。双酚A 的结构与己烯雌酚相似，可模拟人体雌激素的作用，通过与人体内雌激素受体相结合影响靶基因的表达，干扰人体内源性激素的合成、分泌、运输、新陈代谢过程，改变人体内环境的平衡状态，对人体的身体发育过程造成不利影响［4-5］。其次，双酚A 对人体具有一定的致癌性和致畸性，会给人体带来代谢紊乱、发育异常、生殖障碍的风险，同时会增加人体罹患前列腺癌、卵巢癌等病症的风险［6-7］。

由于双酚A 被广泛用于食品包装材料，双酚A 极易从包装材料迁移至食品中，尤其是当与食品直接接触的包装材料被加热以及接触到酸性或碱性食物时，对人体存在潜在威胁，容易引发食品安全问题，所以各个国家也对双酚A 的使用进行了规范与限制。加拿大在2008年首次在世界范围内提出禁止双酚A用于生产婴儿食品容器，之后中国、美国、欧盟等也相继出台法律禁止双酚A 用于婴儿奶瓶及其他儿童食品容器［8］。据统计，每年全球大约有100 t 的双酚A 会被释放到环境中，然后以多种途径进入人体，危害人体健康。欧洲食品安全局规定，每人每日摄入的双酚A 量需低于0.005 mg/kg 体重［9］。我国卫生部同样严禁使用含双酚A 的婴幼儿奶瓶；并发布了相应国家标准，GB 4806.6—2016《食品安全国家标准食品接触用塑料树脂》、GB 31604.10—2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品2，2-二（4-羟基苯基）丙烷（双酚A）迁移量的测定》，在这两项标准中对双酚A 的迁移量进行了明确限制，限制其迁移量为0.6 mg/kg，并且明确规定双酚A 严禁用于生产婴幼儿专用的食品接触材料及相关制品［10］。美国食品和药物管理局也做出了相应规定，禁止双酚A 在婴儿奶瓶中使用，特别是奶瓶和鸭嘴杯中禁用双酚A［11］。

为了预防双酚A 含量过高对人体造成影响，双酚A 含量的检测方法尤为重要。目前高效液相色谱法（HPLC）［12-14］、液相色谱-质谱联用法（LC-MS）［15］、酶联免疫吸附法（ELISA）［9，16］和气相色谱-质谱联用法（GC-MS）［17-18］等已经被应用到双酚A含量的测定。

本研究选择以咖啡杯为实验对象，采用高效液相色谱质谱联用法来测定食品接触材料中双酚A 的迁移量，并验证此方法的可行性，以期为食品接触材料中双酚A的风险监控提供技术支持和数据参考。

1 实验部分

1.1 主要原料

双酚A 标准品，色谱纯，纯度99 %，美国Sigma公司；

甲醇，色谱纯，美国赛默飞Fisher公司；

氨水，色谱纯，美国赛默飞Fisher公司；

乙醇，色谱纯，美国赛默飞Fisher公司；

双酚A咖啡杯，特制；

氮气，纯度99.9 %，北京氦普北分气体工业有限公司。

1.2 主要设备及仪器

高效液相色谱质谱联用仪，1290-6470，美国安捷伦科技有限公司；

色谱柱（4.6 mm×150 mm，5 μm），C18，美国安捷伦科技有限公司；

数字电子天平，ME 204，美国梅特勒公司；

加热套磁力搅拌器，SH05-3T，上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司。

1.3 样品制备

以双酚A 咖啡杯为样品，采用灌装法加入200 mL预先升温至70 ℃的浸泡液（10 %乙醇水溶液）浸泡样品，加盖，于70 ℃恒温静置，2 h进行迁移实验。

1.4 性能测试

HPLC 条件和MS 条件下的各项参数设置如表1和表2所示。

表1 HPLC条件下的各项参数Tab.1 Various parameters under HPLC conditions

表2 MS条件下的各项参数Tab.2 Various parameters under MS conditions

2 结果与讨论

2.1 标准曲线绘制

双酚A标准储备液（1 000 mg/L）：准确。

称取双酚A 标准品10 mg，用甲醇定容至10 mL，得到溶度为1 000 mg/L双酚A标准溶液。吸取1.0 mL溶度为1 000 mg/L 双酚A 标准溶液，用甲醇定容至100 mL，得到溶度为10 mg/L 双酚A 标准溶液。用超纯水稀释溶度为1 000 mg/L 双酚A 标准溶液，得到双酚A 浓度分别为0.00、0.01、0.05、0.1、05、1.0 mg/L的标准溶液。平行重复进样3 次，绘制双酚A 标准曲线，横坐标为双酚A 浓度，纵坐标为对应的峰面积，模拟回归方程：y=2E+06x-14 859，R2=0.999 3。如图1所示，结果表明，进样量在0～1.0 mg/L 的范围内，成正相关，线性关系良好。

图1 双酚A标准曲线Fig.1 Standard curve of bisphenol A

2.2 双酚A分离效果

图2～3 为标准品和样品的质谱图，图4 为母离子和子离子的质谱图，表明此方法对塑料制品中双酚A的分离较好。

图2 标准品的质谱图Fig.2 Mass spectra of the standards

图4 母离子和子离子的质谱图Fig.4 Mass spectra of the parent and daughter ions

2.3 检出限和定量限

把双酚A 溶液梯度稀释后进行测定，该方法的定量限为峰高信噪比为10/1 时标准品溶液的浓度；检出限为峰高信噪比为3/1 时标准品溶液的浓度［19］。经测定，检出限为0.01 mg/kg，定量限为0.10 mg/kg。

2.4 重复性实验

在相同的条件下制备双酚A标准品溶液，1.0 mg/L，根据1.3的测定方法，测定其双酚A含量。标准品中双酚A的重复性试验结果如表3所示。由表中可以看出，标准品中双酚A 的峰面积相对标准偏差（RSD）为0.01 %（<5 %），满足重复性结果一致程度［20］。由试验结果可以看出，双酚A 标准品溶液样品溶液重复性较好。在数据分析中，重复性体现测试数据的一致程度。重复性实验是指测量程序、测量系统、实验人员、实验条件均一致的条件下，在相同时间内对相同测试对象重复测量的精密度［21］。如果重复性不能满足要求（RSD<5 %），说明测得数据不能满足一致程度。

表3 标准品中双酚A的重复性试验结果（n＝6）Tab.3 Repeatability test results of bisphenol A in the standard samples（n＝6）

咖啡杯样品中双酚A 的重复性试验结果如表4所示。由表中可以看出，样品体系中双酚A 的峰面积相对标准偏差（RSD）为0.01 %，由试验结果可以看出，咖啡杯样品体系中的双酚A溶液重复性较好。

表4 样品中双酚A的重复性试验结果（n＝6）Tab.4 Repeatability test results of bisphenol A in the samples（n＝6）

2.5 稳定性实验

取0.5 mg/mL 的双酚A 标准品溶液和样品溶液，室温下放置，间隔1.5 h进样，连续测定6次（共7.5 h）。双酚A 标准品溶液的试验结果如表5所示，由表5 可知，HPLC-QQQ 所测峰面积的相对标准偏差为0.01 %，由试验结果可以看出，标准品溶液在室温下7.5 h 内稳定。HPLC-QQQ 测定双酚A 的实验稳定性，远好于相同仪器的特定迁移量测试［22］。

表5 双酚A标准品溶液稳定性试验结果（n＝6）Tab.5 Stability test results of bisphenol A standard solution（n＝6）

咖啡杯样品溶液中双酚A的试验结果如表6所示，由表6 可知，高效液相色谱-四极杆质谱所测峰面积的相对标准偏差为0.09 %，由试验结果可以看出，咖啡杯样品溶液中的双酚A在室温下7.5 h内稳定。

表6 双酚样品溶液稳定性试验结果（n＝6）Tab.6 Stability test results of the bisphenol sample solution（n＝6）

2.6 精密度

在室温条件下，制备3 种浓度的双酚A 标准品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，按1.3 色谱条件连续进样6 次，计算日内精密度。考察双酚A测定方法的日内精密度结果如表7所示，结果表明，双酚A 标准品溶液的相对标准偏差为合理范围内，仪器对双酚A 标准品溶液测定的精密度较高，仪器分析误差在可信范围内，日内精密度良好。

表7 日内精密度（n＝6）Tab.7 Precision within the day（n=6）

制备3 种不同浓度的双酚A 标准品溶液：0.01、0.05、0.10 mg/L，进行HPLC-QQQ 分析，每日分析测定1次，连续测定6日，利用这6日的测量值计算双酚A标准溶液的日间精密度。精密度是指实验室、实验人员、仪器、方法、试剂、样品均相同的条件下，累计测定的实验结果。测量结果越接近，相对标准偏差越低，说明方法和操作的可信度越高［23］。结果如表8所示，标准品中的双酚A 的相对标准偏差小于0.51 %，仪器对标准品中双酚A 测定的精密度较高，仪器分析误差在可信范围内，日间精密度良好。

表8 日间精密度（n＝6）Tab.8 Interday precision（n=6）

2.7 加样回收试验

取已知双酚A 含量的样品1.0 mL，共9份，分别加入双酚A 的标准品溶液0.8、1.0、1.2 mL。加标回收率的结果不止反应了实验人员的实验、仪器操作水平，更体现了此实验方法、分析手段是否适合被测定的目标物［24］。咖啡杯样品中双酚A 加样回收率试验结果如表9所示，由表9 可知，经测定、计算得出的咖啡杯样品中双酚A 的平均回收率为99.35 %（P<0.05）。加标回收率的计算方法为：

式中R——加标回收率

W1——加标试样测定值

W2——试样测定值

W——加标量

3 结论

（1）建立HPLC-QQQ 法，测定食品接触材料中双酚A 的迁移量，质谱图中双酚A 的母离子、子离子分离效果良好；并对其进行方法学验证，双酚A 检测方法的重复性、稳定性、日间精密度、日内精密度良好；

（2）HPLC-QQQ 法对食品接触材料中双酚A 的含量检出限为0.01 mg/kg，定量限为0.10 mg/kg；双酚A的平均回收率为99.35 %；

（3）HPLC-QQQ 法适用于食品接触材料中双酚A含量的测定。