CN105758945A - 一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,所述方法为将罐中样品均质处理后与提取剂混合震荡超声水浴处理,取出后离心,取上清液再次离心,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱?串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。本发明所得校准曲线线性关系良好;Agilent 1290UPLC/6460 QQQ系统具有优异的灵敏度与稳定性,能够很好地满足BPA、BADGE和BFDGE及其衍生物的痕量分析要求。
Description
技术领域
本发明属于食品安全领域,尤其涉及一种灵敏度高、稳定性好、能够很好满足对金枪鱼罐头中双酚类化合物定性分析与定量分析的检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法。
背景技术
金属罐是目前最主要的食品包装材料之一,由于其良好的密封性,阻气性、防潮性以及遮光性和热传导性能好等优点而广泛用于食品包装。但是,食品特有的化学性质,使得对与食品直接接触的预包装对容器、包装材料耐腐蚀性有了较高的要求。因此,为防止食品对容器、包装材料内壁的腐蚀,以及食品容器、包装材料中的有害物质向食品中的迁移,常常在有些食品容器、包装材料的内壁涂上一层耐酸、耐油、耐碱的防腐蚀涂料。一般罐头内涂料会涂布环氧酚醛树脂等有机涂层,从而防止内容物与金属直接接触,避免电化学腐蚀,提高罐头食品货架期。
近年来,在罐头食品、婴儿奶瓶、微波炉饭盒及其他许多食品饮料的包装材料中都用到了含这些物质的聚碳酸酯和环氧树脂作为内涂层,但涂布的这些有机树脂与食品接触时,可能会有树脂原料双酚A(bisphenolA,BPA),或双酚A-二环氧甘油醚(bisphenol Adigly-cidyl ether,BADGE)、双酚F-缩水甘油醚(BFDGE)等单体溶出。大量研究表明,BPA,BADGE和BFDGE均是一种“环境激素”,又称“外因性内分泌干扰物”,具有拟雌激素活性。
双酚A是一种内分泌干扰物,会对哺乳动物和水生动物的生殖发育造成不同程度的影。来自美国的研究报告表明:老鼠实验显示BPA可能影响生殖系统,属可能致癌物质,可致肥胖、过度活跃症、免疫系统失调、儿童性早熟等。在特定的环境下,双酚A会释放出来,如果长期、过多地接触双酚A,可能会对婴幼儿智力发育有不良影响。而BADGE有潜在致癌性且其化学性质不稳定,极易从罐头的内涂层向含有油脂或水分的罐头食品中迁移,并生成多种衍生物,Graciela Rarnilo等人的研究表明,上述化学物质迁移到食品当中进而被人体摄入,会造成人体的内分泌系统、免疫系统、神经系统出现异常,还会严重干扰人类的生殖遗传功能。并且,其衍生物具有更大的毒性,BADGE在含氯化钠食品中可能还会释放出有毒物质氯丙醇。
基于新的毒理学数据,欧盟、美国等在食品接触材料中尤其是婴幼儿制品中禁用双酚A渐成趋势。欧盟当局制定了塑料食品接触材料中的双酚A迁移限量和每日允许摄入量,限制食品包装材料中双酚A的使用。
2005年11月18日欧盟颁布了《关于在与食品相接触的材料及物品内使用某些环氧衍生物的法规》(EC/1895/2005号指令),以加强对包装材料质量的监管。该法规规定自2006年1月1日以后禁止在与食品接触的涂料中使用BFDGE,也禁止含有该类成分的罐头产品进入欧盟市场。对于BADGE及其衍生物,尤其是BADGE的氯化衍生物,欧盟也给出了严格的限量,并且还定义了两类BADGE组分的特定迁移限量(SMLs:(1)BADGE以及它的水解产物在食品及食品模拟物中的迁移总量不超过9mg/kg;(2)BADGE氢氯化产物在食品及食品模拟物中的迁移总量不超过1mg/kg。2007年1月1日以后,所有使用BADGE作为与食品接触涂料的产品必须同时出具声明(包括BADGE的含量及相关测试报告)。
目前,国内外也有检测食品中BPA、BADGE、BFDGE及其衍生物多组分的相关研究报道,最为常见的分析方法为高效液相色谱-荧光法,但其仅适用于定量分析,还需结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术确证被测物的存在。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有检测食品中BPA、BADGE、BFDGE及其衍生物多组分步骤多、精度低的缺陷而提供一种灵敏度高、稳定性好、能够很好满足对金枪鱼罐头中双酚类化合物定性分析与定量分析的检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,所述方法为将罐中样品均质处理后与提取剂混合震荡15-30min,再在超声水浴中处理35-45min,取出后在20000-22000rpm下离心12-15min,取上清液在24000-26000rpm下离心15-20min,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱-串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。在本技术方案中,本发明建立了超高效液相色谱-串联质谱法同时测定金枪鱼罐头食品中的BPA、BADGE、BFDGE及其衍生物等10种环境激素的痕量检测方法,不但省去了GC法的衍生化过程,扩大了线性范围,同时完成定性和定量分析,方法简便、可靠,完全满足相关法规的限量要求。
作为优选,双酚类化合物为双酚A(BPA)、双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)、双酚A-(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·H2O)、双酚A-二(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·2H2O)、双酚A-(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·HCl)、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚(BADGE·2HCl)、双酚A-(3-氯-2-羟丙基)(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·H2O·HCl)、双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)、双酚F-二(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2H2O)与双酚F-二(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2HCl)。
作为优选,双酚A的色谱条件为:Agilent Poroshell120EC-C18色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;进样量:5μL;流速:0.4mL/min;流动相A为2mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇。在本技术方案中,用甲醇-水(5mol/L醋酸铵+0.1%甲酸)作流动相时,各目标化合物的信号强度比较稳定,且峰形均较好。
作为优选,BADGE类化合物与BFDGE类化合物的色谱条件为:AgilentPoroshell120SB-C1色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;进样量:10μL;流速:0.4mL/min;流动相A为含0.1%甲酸的5mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇。
作为优选,双酚A的质谱条件为:三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:离子模式;负离子电喷雾模式;ΔEMV:600V;电喷雾源(ESI)条件:干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:30psi;鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(-):4500V;喷嘴电压(-):1500V。在本技术方案中,依据选择离子的原则,应尽量选择质荷比在高端的离子,以减少干扰;同时应选择丰度较大的离子,以提高灵敏度,选择m/z 212.1为定量离子,完全消除了杂质峰的干扰,保证了测定的准确性和灵敏度。
作为优选,BADGE类化合物和BFDGE类化合物的质谱条件为:三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:离子模式:正离子电喷雾模式;ΔEMV:200V;电喷雾源(ESI)条件:干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:45psi;鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(+):4000V;喷嘴电压(+):1000V。
作为优选,提取剂为乙酸乙酯,每2g样品混合5mL乙酸乙酯;萃取物复溶时使用的混合溶剂为10mL体积比为1:1的甲醇与水的混合溶剂。在本技术方案中,提取剂使用丙酮、甲醇、乙腈、乙酸乙酯都可以,但是甲醇和丙酮提取时,杂质含量比较高、基质干扰相对较大;乙腈和乙酸乙酯的提取效率都相对比较高,但考虑到样品经过提取后需要挥干复溶,同时兼顾溶剂毒性以及成本的角度考量,最终选择乙酸乙酯作为提取溶剂。
本发明的有益效果是:本发明在1290UPLC/6460QQQ上分别建立了BPA、BADGE和BFDGE及其衍生物的液质分析方法,其中BFDGE和BFDGE·2HCl均有同分异构体出现;该方法定量下限在0.1-0.5μg/L之间;且所得校准曲线线性关系良好;且所得校准曲线线性关系良好;考察了10μg/L浓度混标连续6针进样的重复性,结果良好;Agilent 1290UPLC/6460QQQ系统具有优异的灵敏度与稳定性,能够很好地满足BPA、BADGE和BFDGE及其衍生物的定量分析要求。
附图说明
图1是本发明BPA的MRM质谱图。
图2是本发明BFDGE的MRM谱图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
Agilent 1290Infinity超高效液相色谱仪(美国Agilent公司);Agilent6460三重串联四极杆液质联用仪(LC/QQQ)(美国Agilent公司);Milli-Q超纯水器(美国Millipore公司);Agilent Poroshell120EC-C18(3.0x100mm,2.7μm);HITACHI CD6D离心机(日本HITACHI公司);氮气浓缩仪(日本EYELA公司);超声波振荡器(KQ-250E,美国)。
双酚A(BPA)、双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)、双酚A-(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·H2O),双酚A-二(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·2H2O),双酚A-(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·HCl),双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚(BADGE·2HCl),双酚A-(3-氯-2-羟丙基)(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·H2O·HCl),双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE),双酚F-二(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2H2O),双酚F-二(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2HCl)标准品(纯度≥95%,Fluka公司);
乙酸乙酯(HPLC级,美国Sigma公司)甲醇(色谱纯,德国Merck公司)乙酸铵(HPLC级,美国Sigma公司);其他试剂均为分析纯。实验用水为经Milli-Q净化的超纯水其他试剂均为分析纯。
标准溶液的配置
用电子天平分别准确称取BPA、BADGE、BFDGE及其衍生物各100mg(精确至0.1mg)于100mL容量瓶中,以甲醇:水(1:1)为溶剂准确配制1000μg/mL储备液,使用时用甲醇:水(1:1)溶液逐级稀释至所需浓度。储备液于4℃下避光储存。
双酚A的色谱条件
Agilent Poroshell120EC-C18色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;
进样量:5μL;流速:0.4mL/min;流动相A为2mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇;具体梯度洗脱条件见表1。
表1双酚A的梯度洗脱条件
Table 1Gradient elution program of BPA
BADGE和BFDGE的色谱条件:
Agilent Poroshell120SB-C18色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;进样量:10μL;流速:0.4mL/min;流动相A为含0.1%甲酸的5mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇;具体梯度洗脱条件见表2。
表2BADGE和BFDGE的梯度洗脱条件
Table 2Gradient elution program of BADGE and BFDGE
双酚A的质谱条件
三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:
离子模式:负离子电喷雾模式;ΔEMV:600V
电喷雾源(ESI)条件:
干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:30psi
鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(-):4500V;
喷嘴电压(-):1500V,各化合物的质谱采集参数见表3。
表3双酚A的监测离子及质谱参数条件
Table 3Diagnosticions of BPA from LC-MS/MS
BADGE和BFDGE的质谱条件:
三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:
离子模式:正离子电喷雾模式;ΔEMV:200V
电喷雾源(ESI)条件:
干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:45psi
鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(+):4000V;
喷嘴电压(+):1000V,各化合物的质谱采集参数见表4。
表4双酚A-二缩水甘油醚和双酚F-二缩水甘油醚的监测离子及质谱参数条件
Table 4Diagnosticions of BADGE and BFDGE from LC-MS/MS
实施例1
一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,所述方法为将罐中样品均质处理后,称取2g样品与5mL乙酸乙酯混合震荡15min,再在超声水浴中处理35min,取出后在20000rpm下离心12min,取上清液在24000rpm下离心15min,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物用10mL体积比为1:1的甲醇与水的混合溶剂重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱-串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。
实施例2
一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,所述方法为将罐中样品均质处理后,称取2g样品与5mL乙酸乙酯混合震荡20min,再在超声水浴中处理40min,取出后在21000rpm下离心13min,取上清液在25000rpm下离心18min,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物用10mL体积比为1:1的甲醇与水的混合溶剂重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱-串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。
实施例3
一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,所述方法为将罐中样品均质处理后,称取2g样品与5mL乙酸乙酯混合震荡30min,再在超声水浴中处理45min,取出后在22000rpm下离心15min,取上清液在26000rpm下离心20min,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物用10mL体积比为1:1的甲醇与水的混合溶剂重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱-串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。
标准曲线的绘制:
分别量取储备液适量,用甲醇:水(1:1)的溶液稀释至浓度为0.5、1.0、10、50、100μg/L的BPA标准工作液及0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0μg/L的其他标准溶液的混合标准工作液(其中BADGE·2HCl的浓度曲线点为0.1、5、10、20、50μg/L)自动进样10μL,进行HPLC-MS/MS分析。以目标物在选择反应监测(MRM)模式下的峰面积y对相应的目标物质量浓度x(μg/L),使用外标法绘制标准曲线。其回归方程、相关系数见表5。结果表明,BPA在质量浓度为0.5~100.0μg/L时线性良好,相关系数R2大于0.99,能满足定量分析的要求。
表5双酚-二环氧甘油醚的回归方程、相关系数
Table5Regressionequations,correlationcoefficients for BPA
Analyte | Linear range/(μg/L) | Regressionequation | r2 |
BPA | 0.5-100 | y=6788.4554x-1728.8937 | 0.9988 |
BADGE | 0.1-20 | y=48410.7324x-2071.8873 | 0.9995 |
BADGE·H2O | 0.1-20 | y=10394.0046x-405.8591 | 0.9994 |
BADGE·2H2O | 0.1-20 | y=6075.8465x-190.027 | 0.9992 |
BADGE·HCl | 0.1-20 | y=5362.8758x-162.44 | 0.9996 |
BADGE·2HCl | 0.5-50 | y=444.9613x-38.0283 | 0.9995 |
BADGE·H2O·HCl | 0.1-20 | y=2789.3230x-72.2198 | 0.9991 |
BFDGE | 0.1-20 | y=11387.9716x+183.9409 | 0.9998 |
BFDGE·2H2O | 0.1-20 | y=3068.6575x-14.4220 | 0.9998 |
BFDGE·2HCl | 0.1-20 | y=1821.1339x+32.0986 | 0.9999 |
样品的测定
对即将进入市场的6种品牌的金枪鱼罐头进行随机抽样检测,结果如下表6所示。由表可以看出,样品中BADGE·H2O、BADGE·2H2O、BADGE·2HCl、BADGE·H2O·HCl均有不同程度的检出,虽均未超出EC/1895/2005号条例规定的限值,但部分产品检出率仍比较高。
表6实际样品测定(ug/kg)
Table7The Determination of actual sample(ug/kg)
“-”代表未检出;“+”代表样品被检出,但含量低于定量限。
精密度和检出限
分别量取储备液,用甲醇:水(1:1)的溶液稀释至浓度为10μg/L的BPA、BADGE·2HCl标准工作液及混和标准溶液,连续重复进样6针,考察仪器稳定性,其保留时间和峰面积的重复性结果如下表7,可以看出,其精密度良好。
表7精密度试验
Table7Precision test
Analyte | RT(min) | Area RSD% |
BPA | 4.052 | 0.98 |
BADGE | 5.536 | 0.72 |
BADGE·H2O | 3.591 | 0.72 |
BADGE·2H2O | 2.177 | 1.43 |
BADGE·HCl | 6.007 | 1.07 |
BADGE·2HCl | 6.433 | 1.57 |
BADGE·H2O·HCl | 4.063 | 1.44 |
BFDGE | 5.103 | 0.22 |
BFDGE·2H2O | 2.386 | 0.51 |
BFDGE·2HCl | 6.673 | 0.56 |
回收率试验
表8金枪鱼罐头中10种目标物的加标回收率和精密度(n=6)
Table8Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of ten analytesspiked in Canned tuna samples(n=6)%
本发明在1290UPLC/6460QQQ上分别建立了BPA、BADGE和BFDGE及其衍生物的液质分析方法,其中BFDGE和BFDGE·2HCl均有同分异构体出现;该方法定量下限在0.1-0.5μg/L之间;且所得校准曲线线性关系良好;且所得校准曲线线性关系良好;考察了10μg/L浓度混标连续6针进样的重复性,结果良好;Agilent 1290UPLC/6460QQQ系统具有优异的灵敏度与稳定性,能够很好地满足BPA、BADGE和BFDGE及其衍生物的定量分析要求,根据实际样品检测的情况,发现市售产品中BADGE衍生物有不同程度的检出。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,所述方法为将罐中样品均质处理后与提取剂混合震荡15-30min,再在超声水浴中处理35-45min,取出后在20000-22000rpm下离心12-15min,取上清液在24000-26000rpm下离心15-20min,合并两次离心的上清液,用氮气吹扫蒸发溶剂,萃取物重新复溶,过滤后使用超高效液相色谱-串联质谱法分析并根据双酚类化合物标准溶液制作双酚类化合物标准曲线。
2.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,双酚类化合物为双酚A(BPA)、双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)、双酚A-(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·H2O)、双酚A-二(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·2H2O)、双酚A-(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BADGE·HCl)、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚(BADGE·2HCl)、双酚A-(3-氯-2-羟丙基)(2,3-二羟丙基)醚(BADGE·H2O·HCl)、双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)、双酚F-二(2,3-二羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2H2O)与双酚F-二(3-氯-2-羟丙基)缩水甘油醚(BFDGE·2HCl)。
3.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,双酚A的色谱条件为:Agilent Poroshell120EC-C18色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;进样量:5μL;流速:0.4mL/min;流动相A为2mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇。
4.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,BADGE类化合物与BFDGE类化合物的色谱条件为:Agilent Poroshell120SB-C1色谱柱(3.0x100mm,2.7μm);柱温:40℃;进样量:10μL;流速:0.4mL/min;流动相A为含0.1%甲酸的5mol/L醋酸铵溶液,B为甲醇。
5.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,双酚A的质谱条件为:三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:离子模式;负离子电喷雾模式;ΔEMV:600V;电喷雾源(ESI)条件:干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:30psi;鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(-):4500V;喷嘴电压(-):1500V。
6.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,BADGE类化合物和BFDGE类化合物的质谱条件为:三重串联四极杆质谱(QQQ MS)条件:离子模式:正离子电喷雾模式;ΔEMV:200V;电喷雾源(ESI)条件:干燥气体温度:350℃;干燥气体流量:9L/min;雾化器压力:45psi;鞘气温度:380℃;鞘气流量:8L/min;毛细管电压(+):4000V;喷嘴电压(+):1000V。
7.根据权利要求1所述的一种检测金枪鱼罐头中双酚类化合物的方法,其特征在于,提取剂为乙酸乙酯,每2g样品混合5mL乙酸乙酯;萃取物复溶时使用的混合溶剂为10mL体积比为1:1的甲醇与水的混合溶剂。
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