常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估.pdf
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1、903工作简报PTCA(PARTICHEM.ANAL.)理化检验-化学分册2023年第59 卷8D0I:10.11973/1hjy-hx202308006常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估周健,陈晓红,金米聪(1.宁波市疾病预防控制中心浙江省微量有毒化学物健康风险评估技术研究重点实验室,宁波3 150 10;2.宁波市疾病预防控制中心宁波市毒物研究与控制重点实验室,宁波3 150 10)摘要:鉴于双酚A(BPA)和双酚 S(BPS)均具有雌激素效应且与人群接触较多,采用液相色谱-串联质谱法测定40 8 份常见食品(包括水、饮料、大米、小麦、甲壳类、鱼、畜禽肉、蔬菜、罐装谷物、
2、罐装鱼肉、罐装畜禽肉、食用油、蛋类等)中两种酚类化合物的含量,并采用国际每日膳食摄入评估法(IEDI)评估成人膳食暴露量。水样测定方法:在 2 0.0 mL样品中加入 3 ng13Ci2-BPS、10 n gBPA-d4和0.2 mL氨水,混匀后过活化好的MAX固相萃取柱,淋洗后用5mL体积比2:8 8:10的甲酸-乙睛-水的混合溶液洗脱,所得洗脱液于45氮吹至干,用1.0 mL20%(体积分数)乙睛溶液复溶,超声3 0 s,涡旋3 0 s,过0.2 2 m滤膜,滤液供液相色谱-串联质谱仪分析。饮料样品测定方法:在10.0 g样品中加入3 ng13C12-BPS、10 n g BPA-d 4和
3、10 mL含2%(体积分数)甲酸的乙睛溶液(酸化乙睛),涡旋10 min,加入4.0 g无水硫酸镁和1.0 g氯化钠,涡旋3 min,离心5min,分取5mL上层乙睛相,加入15mL2%(体积分数)氨水溶液,混合均匀后参考水样进行净化。其他样品的测定方法:在2.0 g样品中加入3 ng13C12-BPS、10 n g BPA-d 4、10 m L 水和10 mL酸化乙睛,后续处理步骤参考饮料样品。结果显示:BPA和BPS标准曲线的线性范围为0.140 0.0 gL-1和0.0 3 12 0.0 gL-1,BPA、BPS的检出限(3 S/N)为0.0 151.0 gkg-1和0.0 0 50 0
4、.20gkg-1;按标准加入法进行回收试验,BPA、BPS的回收率为8 6.0%116%和8 7.0%112%,测定值的相对标准偏差(n=6)均为1.2%10%。方法用于40 8 份实际样品的分析,BPA和BPS的总检出率分别为6 6.4%和2 9.6%,检出量分别为0.0 2 148.0 gkg-1和0.0 0 7 104.0ugkg-1,金属罐包装类食品中BPA检出率和检出量均较高;BPA总摄入平均IEDI暴露量上限为48.7 ngkg-1d-1,远远低于欧洲食品安全局提出的BPA每日耐受摄入量(4gkg-1d-1),但BPS的高于以往文献的调查值。总体来说,当前成人膳食暴露水平风险较低,
5、但是仍需加强相关监测及人群健康管理。关键词:固相萃取;液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS);双酚A;双酚S;常见食品;膳食暴露中图分类号:0 6 57.6 3文献标志码:A文章编号:10 0 1-40 2 0(2 0 2 3)0 8-0 9 0 3-0 8双酚A(BPA)是聚碳酸酯、环氧树脂、丙烯酸酯等产品的主要添加剂之一1,不完全聚合反应、高温、强酸/碱性等条件都会导致酯键断裂,从而释放出大量BPA单体2 。虽然目前还没有确切的证据证明BPA具有致癌性,但是BPA具有雌激素效应,收稿日期:2 0 2 1-0 9-2 8基金项目:浙江省分析测试项目(LGC19H260002);浙江省医药卫
6、生项目(2 0 2 143 9 8 6 4);宁波市自然基金项目(2 0 19 A610441)作者简介:周健,助理研究员,硕士,主要从事理化分析工作*通信联系人。美国食品药品监督管理局、欧洲委员会均采取了相关预防、限制措施3 。为应对监管,相对安全的双酚S(BPS)已被用于替代BPA,但动物体外试验结果证明,BPS具有约2 5%3 2%BPA的雌激素效应4。膳食是人群接触双酚类化合物的主要途径,但国内针对双酚类化合物的相关膳食暴露评估工作开展较少,主要原因在于缺少简单、有效、适用性好的食品污染物检测方法5。鉴于此,本工作采用液相色谱-串联质谱法对40 8 份常见食品中BPA、BPS的含量进行
7、测定,基于测定结果以及居民膳食指南904周健,等:常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估理化检验-化学分册推荐值评估成年居民每日摄人量,以了解人群膳食暴露风险,可为食品安全管理提供科学依据。1试验部分1.1仪器与试剂ExionLC型液相色谱仪;SciexQ-Trap6500型串联质谱仪;MAX固相萃取柱(6 mL/150mg);HLB固相萃取柱(6 mL/150mg);Ca r b 固相萃取柱(6 mL/500mg);Heidolph MultiReax型涡旋振荡仪;Sigma3-30K型离心机;PB-203N型电子天平。单标准储备溶液:1.0 gL-1,取适量BPA和BPS标准
8、品及其对应的同位素内标BPA-d4和13C12-BPS用乙腈溶解、稀释配制而成。混合标准中间液:用乙睛稀释BPA和BPS的单标准储备溶液,配制成BPA和BPS质量浓度分别为1.0,0.3 mgL-1的混合标准中间液。混合内标溶液:用乙腈稀释内标的单标准储备溶液,配制成BPA-d4和13 C12-BPS质量浓度分别为1.0mgL-1和0.3 mgL-1的混合内标溶液。混合标准溶液系列:取适量混合标准中间液和混合内标溶液,用2 0%(体积分数)乙腈溶液(初始流动相)稀释,配制成BPA质量浓度为0,0.1,0.5,2.5,10.0,20.0,50.0,100.0,400.0gL-1,BPS质量浓度为
9、0,0.0 3,0.15,0.7 5,3.0,6.0,15.0,3 0.0,120.0gL-1,其中内标BPA-d和13 C/2-BPS的质量浓度分别为10.0,3.0 gL-1的混合标准溶液系列。BPA和BPS标准品以及13 C12-BPS和BPA-d4内标的纯度均大于9 8%;甲醇、乙腈、氨水均为色谱纯;甲酸纯度不小于9 8%;无水硫酸镁、氯化钠为分析纯;试验用水为纯水。通过网购、市场等途径共采集40 8 份样品,按照物性大致分为12 类,详见表1,所有样品均处于保质期内。表1样品信息Tab.1Sampleinformation分类号样品数量/份不同包装细分种类及其数量1水33塑料包装:矿
10、泉水17 份、纯净水14份无包装:自来水2 份塑料包装:果汁5份、茶叶饮料8 份、功能饮料2 份、碳酸饮料2 份、牛奶2 份、白酒1份;金属2饮料50罐包装:果汁6 份、茶叶饮料3 份、功能饮料3 份、碳酸饮料4份、牛奶5份、啤酒5份;玻璃包装:白酒4份3大米31无包装:大米3 1份4小麦33无包装:小麦3 3 份5甲壳类20无包装:花蛤7 份、蛤4份、蛏子3 份、贻贝2 份、毛蚶1份、文蛤1份、牡蛎1份、白蛤1份无包装:黑鱼3 份、鲫鱼3 份、草鱼2 份、海鳝2 份、武昌鱼1份、鲈鱼1份、比目鱼1份、白条鱼6鱼肉161份、鳜鱼2 份7畜禽肉36无包装:猪肉16 份、鸡肉10 份、牛肉7 份、
11、羊肉3 份无包装:芹菜4份、卷心菜3 份、菱白3 份、番茄3 份、萝卜2 份、大白菜2 份、韭菜2 份、梅豆8蔬菜242份、香菜1份、莲藕1份、豇豆1份9罐装谷物31金属罐包装:玉米粒12 份、八宝粥11份、紫甘薯4份、绿豆粥2 份、燕麦粥1份、黑米粥1份10罐装畜禽肉30金属罐包装:午餐肉19 份、红烧牛肉4份、红烧猪肉5份、回锅肉2 份金属罐包装:雅罗鱼8 份、金枪鱼8 份、黄鱼6 份、凤尾鱼2 份、沙丁鱼3 份、带鱼1份、罗非鱼11罐装鱼肉301份、泥鳅1份塑料包装:花生酱2 份、蜂蜜3 份、花生油3 份、菜籽油2 份、玉米油5份、大豆油2 份、山茶油12食用油、蛋等451份;金属罐包装
12、:奶粉2 份、炼乳4份;无包装:鸡蛋14份、花生酱3 份、鸭蛋4份1.2仪器工作条件1.2.1色谱条件AcquityBEH Cis色谱柱(10 0 mmX2.1mm,1.7m);柱温40;流量0.3 mLmin-1;进样体积10 L;流动相A为水,B为乙腈。梯度洗脱程序:0 1.0 min时,A由8 0%降至6 0%;1.0 5.0min时,A由6 0%降至3 0%;5.0 5.1min时,A由3 0%跳转至5%,保持1.9 min;7.0 7.1m i n 时,A由5%跳转至8 9%,保持2.9 min。1.2.2质谱条件电喷雾离子源,负离子模式;离子源电压一4.5kV;脱溶剂气温度50 0
13、;碰撞气为高纯氮905周健,等:常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估理化检验-化学分册气,压力2 0 6.8 kPa,流量为中等水平;多反应监测模式。其他质谱参数见表2。表2 质谱条件Tab.2MS parameters定量子离子定性子离子保留时间/去簇电压/母离子质荷比化合物minV(m/z)m/z碰撞能量/eVm/z碰撞能量/eVBPS1.0-135249.0108.0-3591.9-45BPA4.2-140227.2212.225133.035BPA-d44.2-150231.0216.0-25135.1-3513 C12-BPS1.0-150261.0114.03698
14、.0-401.3试验方法1.3.1水样取2 0.0 mL样品,依次加人10 ngBPA-d4、3 n g13C12-BPS 和0.2 mL氨水,混合均匀,待净化。分别用6 mL乙、6 mL乙腈、6 mL水依次活化MAX固相萃取柱,将样品溶液全部过柱,依次用6 mL水、6 mL乙腈淋洗,用5mL体积比2:8 8:10 的甲酸-乙腈-水的混合溶液洗脱。收集洗脱液,于45氮吹至干,用1.0 mL初始流动相复溶,超声30s,涡旋3 0 s,过0.2 2 m滤膜,滤液按照仪器工作条件测定。同时进行样品空白试验。1.3.2饮料样品取10.0 g样品于50 mL聚丙烯离心管中,依次加人10 ngBPA-d4
15、、3 n g 13 C12-BPS和10 mL含2%(体积分数)甲酸的乙腈溶液(酸化乙腈),涡旋10min。加人4.0 g无水硫酸镁、1.0 g氯化钠,涡旋3min,以8 50 0 rmin-1转速离心5min。分取5mL上层乙腈相于2 0 mL玻璃试管中,加人15mL2%(体积分数,下同)氨水溶液,混合均匀。后续净化步骤同水样。1.3.3其他样品取2.0 g样品,依次加人10 ngBPA-d4、3 n g13Ci2-BPS,10mL水和10 mL酸化乙腈,后续步骤同饮料样品。1.4质量保证与控制实际分析过程中,环境、试剂及耗材都可能引人BPA和BPS,控制背景污染具有重要意义,因此现场采用了
16、如全程佩戴丁腈手套、尽可能减少与塑料制品接触和使用高品质聚丙烯制品或一次性玻璃耗材等措施。同时,还进行了内部质量控制,即每隔10份样品各插人任意1份同一分类的随机平行样品和1份加标样品,当平行测定结果相对偏差绝对值小于2 0%,加标回收率处于7 0.0%13 0%内时说明测定结果良好;重复测定样品空白6 次,以确保样品分析过程中不出现异常本底值,最终测定值为减去空白平均值的结果。2结果与讨论2.1前处理条件的选择常规液-液、液-固萃取法虽然萃取效率高,但是会共萃取大量杂质至萃取液中。盐析分层萃取法去除部分极性杂质、脱盐、沉淀蛋白的能力较强6 ,因此试验采用该方法处理样品(水样除外),并对不同萃
17、取剂(甲醇、乙)的萃取效果进行了考察。结果显示:采用甲醇作萃取剂时,甲醇与水分离效率低,动物类样品的蛋白沉淀效果不如乙腈的;采用乙腈萃取时,加人适量甲酸有助于蛋白质变性,且酸性环境有助于双酚类化合物呈分子态,使其在有机相中的分配率提高。因此,试验采用酸化乙睛作萃取剂。随着分析次数增加,萃取液中弱极性杂质,尤其是大量脂肪会对色谱柱、离子源造成严重污染,因此有必要对萃取液进行净化。试验比较了通用型Carb、H L B固相萃取柱以及阴离子交换型MAX固相萃取柱的净化效果。结果显示:3 种净化柱净化后两种双酚类化合物的回收率均大于8 5.0%,但采用通用型固相萃取柱分析食用油、罐头类样品时,得到的净化
18、液十分浑浊,净化效果不佳;MAX固相萃取柱可与双酚类化合物中的酚羟基稳定结合,而对其他弱极性杂质保留效果弱,用有机溶剂洗脱后净化液澄清透明,净化效果理想。因此,试验选择MAX固相萃取柱作净化柱。采用MAX固相萃取柱净化饮料和其他样品时,氨水可调节样品萃取液的酸度,使溶液呈碱性,有助于增强双酚类化合物的离子化效果,进而增强洗脱效果,因此试验考察了氨水溶液(体积分数)对两种双酚类化合物回收率的影响。结果显示,当氨906周健,等:常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估理化检验-化学分册水溶液体积分数小于2%时,离子化程度不充分,回收率偏低;氨水溶液体积分数继续增加,两种双酚类化合物的回
19、收率均较高且保持稳定,因此试验选择氨水溶液的体积分数为2%。两种双酚类化合物的典型色谱图见图1。BPSBPA01.02.02.03.04.05.06.0保留时间/min保留时间/min图1典型色谱图Fig.1Typical chromatograms2.2标准曲线、检出限和测定下限考察了基质对两种双酚类化合物线性定量关系的影响,结果发现基质影响较小,可忽略。按照仪器工作条件测定混合标准溶液系列,以两种双酚类化合物的质量浓度为横坐标,目标物峰面积与内标峰面积的比值为纵坐标绘制标准曲线。结果显示:BPA和BPS的线性回归方程分别为y=2.840X10-1+2.39010-3和y=1.67010-1
20、+1.20010-,标准曲线的线性范围分别为0.1400.0gL-1和0.0 3 12 0.0 gL-1,相关系数均为0.9 9 9 9。分别以3,10 倍信噪比(S/N)计算检出限(3 S/N)和测定下限(10 S/N),代表性样品基质中两种双酚类化合物的检出限和测定下限结果见表3。表3 检出限和测定下限Tab.3Detection limits and lower limits of determination检出限w/(gkg-1)测定下限w/(gkg-1)检出限w/(g kg-1)测定下限w/(gkg-1)样品基质样品基质BPSBPABPSBPABPSBPABPSBPA水0.00500
21、.0150.0150.045罐装鱼肉0.100.500.301.2牛奶0.00500.0500.0150.12猪肉0.0500.500.201.2花生油0.0500.200.100.50罐装畜禽肉0.100.500.301.2鸡蛋0.100.300.300.80小麦0.101.00.303.0卷心菜0.200.200.500.50花蛤0.100.500.301.2大米0.100.200.300.50八宝粥0.100.200.300.5鱼肉0.100.500.301.2由表3 可知,不同基质中BPA和BPS的检出限分别为0.0 151.0 gkg-1和0.0 0 50 0.20 g kg-12.
22、3精密度和回收试验按照试验方法分别对代表性样品基质进行低、中、高等3 个浓度水平的加标回收试验(饮用水、饮料样品的加标量为10 0.0,2 0 0.0,50 0.0 gL-1,花生油、鸡蛋、卷心菜、大米和八宝粥样品的加标量为2.0,5.0,10.0gkg-1,其他样品的加标量为5.0,10.0,20.0gkg-1),每个浓度水平平行测定6 次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表4。表4精密度和回收试验结果(n=6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n=6)回收率/%RSD/%回收率/%RSD/%样品基质加标量样
23、品基质加标量BPSBPABPSBPABPSBPABPSBPA饮用水100.0 g L-11031165.47.2罐装鱼肉5.0 g kg-199.495.13.42.2200.0 g L-196.21045.14.210.0 g kg-199.298.05.42.2500.0 g L-11011117.07.220.0 g kg-197.11012.34.3牛奶100.0 g L-190.094.26.310猪肉5.0 g kg-195.197.22.25.1200.0 g L-191.0106106.210.0 g kg-194.199.11.22.0500.0 g L-193.110610
24、3.020.0 g kg-197.11053.42.3907周健,等:常见食品中双酚A、双酚S的含量测定及成人膳食暴露评估理化检验-化学分册表4(续)回收率/%RSD/%回收率/%RSD/%样品基质加标量样品基质加标量BPSBPABPSBPABPSBPABPSBPA花生油2.0 g kg-199.389.35.48.3罐装畜禽肉5.0 g kg-196.21073.22.05.0 g kg-197.11101.45.410.0 g:kg-11061085.22.210.0 g kg-192.096.12.44.120.0 g kg-11071022.31.2鸡蛋2.0 g kg-110697.
25、33.210小麦5.0 g kg-193.493.36.26.25.0 g kg-110489.22.31010.0 g kg-191.193.03.06.210.0 g kg-198.295.32.12.020.0 g kg-193.399.47.24.1卷心菜2.0 g kg110097.21010花蛤5.0 g kg-189.21003.34.25.0 g kg-192.289.42.21010.0 g kg-11111087.11.410.0 g kg-187.095.02.02.020.0 g kg-1911112.02.0大米2.0 g kg-110090.07.015.3八宝粥2
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