超高效液相色谱 – 串联质谱法测定食品接触材料中烷基酚物质迁移量

与食品直接接触的塑料包装材料，其安全性与消费者健康密切相关，尤其是塑料中含有不同程度未聚合的有害单体或低聚物、添加剂、裂解物及老化产生的有害物，其中双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚作为良好的塑料助剂被广泛添加到食品用塑料包装、容器、工具等制品中，塑料制品反复使用或暴露于紫外、雨淋、高温、高湿等环境中，可释放双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚等烷基酚物质，这些有机物通过接触而迁移到食物中，对人体的内分泌、生殖发育、免疫系统等造成危害。我国国家标准 GB 9685–2016 和欧盟指令（EU）No.10／2011 均明确规定了食品接触材料中允许使用的添加剂品种、使用范围、特定迁移限量或最大残留量。

目前关于食品接触材料中双酚 A 迁移量研究报道较多，检测方法主要为高效液相色谱（HPLC）法、气相色谱（GC）法、液相色谱 –串联质谱（LC–MS／MS）法等。而关于烷基酚迁移量的研究未见报道。笔者参照 GB 31604.1–2015 《食品安全国家标准　食品接触材料及制品迁移试验通则》和 GB 5009.156–2016 《食品安全国家标准　食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》，采用超高效液相色谱 – 串联质谱（UPLC–MS／MS）法分析食品接触材料中 4 种烷基酚物质双酚A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚向蒸馏水、3% 乙酸溶液、10% 乙醇溶液、20% 乙醇溶液、50% 乙醇溶液和异辛烷 6 种食品模拟物中的迁移特性，为食品接触材料生产企业及检测行业提供技术参考。

1　实验部分

1.1　主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：Agilent 1260 型；

质谱仪：Agilent 6495 型；

分析天平：CPA324S 型，感量为 0.1 mg；

超声波清洗器：SB–100D 型；

旋涡混匀器：VORTEX4 型；

超纯水系统：Milli-Q 型；

双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚标准物质：纯度均不小于 99%；

正己烷、甲醇、乙腈：色谱纯；

氨水、乙醇、乙酸、异辛烷：分析纯；

烷基酚物质标准储备液：100.0 μg／mL，精密称取各烷基酚物质标准品 10.0 mg（精确至 0.1mg），用色谱流动相乙腈 –0.05% 氨水（体积比为7∶3）溶解并定容至 100 mL，于 4℃避光保存。

1.2　仪器工作条件

1.2.1　色谱条件

色谱柱：ZORBAX Eclipse XDB C 18 柱(50 mm×4.6 mm，1.8 µm) ；柱温：35 ℃；进样体积：10 μL ；

流动相：乙腈（含体积分数 0.1% 的氨水），等度洗脱，流量为 0.3 mL／min。

1.2.2　质谱条件

离子源：电喷雾离子源，负离子模式（ESI–）；离子源温度：150℃；检测方式：多反应监测模式（MRM）；毛 细 管 电 压：–3 000 V ；雾 化 器 压 力：0.31 MPa ；干燥气温度：350 ℃；干燥气流量：10L／min ；鞘气温度：300 ℃；鞘气流量：11 L／min ；烷基酚类物质具体离子采集参数见表 1。

1.3　迁移试验

根据食品接触材料及制品的预期使用用途和使用条件，参照 GB 31604.1–2015 《食品安全国家标准　食品接触材料及制品迁移试验通则》和 GB5009.156–2016 《食品安全国家标准　食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》中制样方法和试验方法，分别选择蒸馏水、3% 乙酸溶液、10% 乙醇溶液、20% 乙醇溶液、50% 乙醇溶液和异辛烷 6 种食品模拟物，按照样品表面积和食品模拟液体积比为 0.6 dm 2 ／(100 mL) 浸泡样品，于 60℃静止浸泡10 d，得到食品模拟物试液。

1.4　迁移后食品模拟物试液的处理

水基、酸性食品、酒精类食品模拟物试液经 0.22μm 滤膜过滤后供 UPLC–MS／MS 仪测定；准确称取油基食品模拟物试液 1 g 于离心管中，加入 3 mL正己烷，混匀，加入 2 mL 甲醇 – 水混合液 (1+1)，涡旋振荡2 min，静置分层，用注射器吸取下层水溶液，经 0.22 μm 滤膜过滤后供 UPLC–MS／MS 仪测定。

2　结果与讨论

2.1　质谱条件的优化

鉴于烷基酚物质（双酚A、四溴双酚A、壬基酚、辛基酚）具有酚羟基的化学电离性质，选用 ESI – 作为离子化模式，采用流动注射泵连续进样方式分别将质量浓度为 1.0 μg／mL 的烷基酚物质注入离子源中进行质谱条件的优化。结果表明，双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚在离子源 ESI – 电离方式下，均可获得高丰度的［M–H］–离子峰；以该离子峰为母离子，采用子离子扫描方式进行二级质谱分析，经优化碎裂电压、碰撞能量等质谱参数，使准分子离子与特征碎片离子产生的离子对质谱强度达到最大。双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚的总离子流图见图 1。

2.2　色谱条件的选择

烷基酚物质双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚分子结构中均含有酚羟基，通常呈弱酸性，易在离子源 ESI – 电离模式下形成［M–H］–母离子。考察流动相中氨的浓度对色谱峰形、分离度及灵敏度的影响。结果表明，在流动相中添加一定浓度的氨水，可以改变双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚在离子源中的离子化效率；随着流动相中氨水含量逐渐增大（体积分数为 0.01%～0.1%），4 种烷基酚物质的质谱信号也随之增强，当氨水体积分数为 0.1% 时，4 种烷基酚的离子化效率最高。因此选择流动相中添加体积分数为 0.1% 的氨水溶液。

以乙腈（含体积分数为 0.1% 的氨水）作为流动相，比较不同品牌 C 18 色谱柱（Eclipse XDB C 18 ，Hypersil ODSC 18 ，Xbridge C 18 ，Xbridge C 8 ，BEHC 18 ）对双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚分离效果的影响。结果表明，采用 Eclipse XDB C 18 色谱柱作为分析柱时，4 种烷基酚类物质的质谱响应较强，各目标物可有效分离，且峰形尖锐对称。因此选择Eclipse XDB C 18 色谱柱作为分析柱。

2.3　迁移条件的选择

根据 GB 31604.1–2015 《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验通则》对食品模拟物选择的规定，模拟物应能最大程度地模拟真实食品在可预见的使用条件下所表现的迁移特性，结合食品接触材料预包装的食品种类，选择蒸馏水、10%乙醇、3% 乙酸、20% 乙醇、50% 乙醇溶液和异辛烷 6种食品模拟物模拟水基、酸性食品、酒精类食品、油基食品。

根据 GB 5009.156–2016 《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》规定，迁移条件是产品可预见的最极端接触条件，即迁移条件为最长迁移时间和最高迁移温度。目前食品接触材料及制品的预期使用用途和使用条件一般为常温及保质期 18 个月，根据通则规定采用特定迁移升温加速试验条件，按照样品表面积和食品模拟液体积比为 0.6 dm 2 ／（100 mL）浸泡样品，迁移温度选择 60℃，迁移时间选择 10 d。

2.4　线性范围和方法检出限

分别选择不含目标物的食品模拟液为基质，添加最终质量浓度分别为 0.001，0.005，0.01，0.05，0.10，0.25，0.50 μg／mL 的烷基酚类物质标准溶液，按照本实验方法进行测定，以各目标物的质量浓度（x，μg／mL）为横坐标、质谱响应值（y）为纵坐标，绘制标准工作曲线。

分别以 3 倍和 10 倍信噪比所对应的被测物含量作为方法检出限和定量限。

4 种烷基酚类有机物的线性范围、线性方程、相关系数、检出限和定量限列于表 2。由表 2 可知，在水基、酸性食品、酒精类食品模拟物中，双酚 A、四溴双酚A、壬基酚、辛基酚在0.001～0.50 μg／mL浓度范围内，各目标物的质量浓度与其质谱响应值具有良好的线性关系，相关系数不小于 0.999 5，检出限为 0.01～0.25 μg／kg，定量限为 0.03～0.83 μg／kg ；在油基食品模拟物中，双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚的线性范围为 0.01～0.50 μg／mL，线性相关系数不小于 0.998 9，检出限为 0.10～2.50 μg／kg，定量限为 0.33～8.32 μg／kg。

2.5　加标回收试验

选择不含被测物的食品模拟物为基质，添加不同浓度的烷基酚物质标准工作溶液，分别配制成低、中、高浓度加标样品，按照本实验方法进行测定，结果列于表 3。由表 3 可知，双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚在食品模拟液中的加标回收率为87.2%～101.2%，相对标准偏差为 1.5%～3.4%（n=6），表明该方法具有较高的准确度和良好的精密度。

2.6　样品分析

随机选取市售 30 份食品接触材料试样（聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸树脂、低密度聚乙烯，每种材质各取 5份），按照本实验方法进行测定。结果表明，30 份市售食品接触材料样品中，3 份检出双酚 A，含量为5.81～34.16 μg／kg ；1 份检出四溴双酚 A，含量为12.8 μg／kg ；4 份检出壬基酚，含量为 23.1～61.24μg／kg ；1 份检出辛基酚，含量为 32.4 μg／kg。表明目前市售食品接触材料中可能残留对人体健康存在潜在威胁的烷基酚物质，为切实加强食品接触材料产品质量，应强化产品检验。

3　结语

采用蒸馏水、3% 乙酸溶液、10% 乙醇溶液、20%乙醇溶液、50% 乙醇溶液和异辛烷 6 种食品模拟物，建立了 UPLC–MS／MS 法测定食品接触材料中双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚 4 种烷基酚物质迁移量的分析方法。结果表明，在水基、酸性、酒精类、油基食品模拟物中，双酚 A、四溴双酚 A、壬基酚、辛基酚的质量浓度与其质谱响应值具有良好的线性关系，测定结果精密度、准确度均较高。该法样品前处理简单，可作为食品接触材料中烷基酚类化合物的检测手段。