李碧芳，曾泳艇，鄭彥婕，劉春平

（深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳518000）

雙酚A環(huán)氧衍生物在罐頭食品中的遷移規(guī)律與污染情況研究

李碧芳，曾泳艇，鄭彥婕*，劉春平

（深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳518000）

罐頭內(nèi)壁涂層雙酚A環(huán)氧衍生物在食品中的遷移存在安全隱患。本文模擬食品的貯存條件，研究了雙酚A環(huán)氧衍生物在罐頭食品中的遷移規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙酚A環(huán)氧衍生物在食品中的遷移主要受pH、溫度、貯存時(shí)間的影響。在酸性條件下雙酚A環(huán)氧衍生物的遷移量隨浸泡時(shí)間的增長而增加，在高溫下（40℃）遷移總量迅速增加。對(duì)34個(gè)罐頭食品內(nèi)容物進(jìn)行檢測(cè)，共8個(gè)樣品檢出雙酚A環(huán)氧衍生物，檢出率為23.5%。其中飲料罐頭的檢出率達(dá)85.7%，在酸性的飲料罐頭中雙酚A環(huán)氧衍生物的含量隨貯存時(shí)間的增長而增加。

雙酚A，雙酚A環(huán)氧衍生物，罐頭，遷移

用金屬材料制作的罐頭包裝材料，通常需要在其內(nèi)表面涂覆涂層，如環(huán)氧樹酯、環(huán)氧酚醛樹酯、環(huán)氧乙烯等，以防止罐頭內(nèi)容物對(duì)罐壁的腐蝕。涂層在烘烤成膜過程中，有微量的低分子量樹脂單體殘留在涂層中，例如雙酚A及其環(huán)氧衍生物。雙酚A及其環(huán)氧衍生物具有類雌激素的結(jié)構(gòu)，屬于內(nèi)分泌干擾物，有致癌、致畸、致突變作用。低含量雙酚A會(huì)降低精子數(shù)［1］，提高激素相關(guān)癌癥的發(fā)病率，如乳房癌、睪丸癌、前列腺癌，并造成生殖系統(tǒng)的先天缺陷，以及與激素相關(guān)的疾?。?-3］。在罐頭食品的存儲(chǔ)、運(yùn)輸過程中，這些化合物會(huì)逐漸向食品中遷移，存在食品安全隱患。胡向蔚等［4］對(duì)食品罐內(nèi)涂料中的化學(xué)污染物的國內(nèi)外研究情況進(jìn)行了綜述，這類污染物主要包括：雙酚A（BPA）、雙酚A二環(huán)氧甘油醚（BADGE）、酚醛清漆甘油醚（NOGE），雙酚F二環(huán)氧甘油醚（BFDGE）等。BADGE是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的縮合產(chǎn)物，在罐頭中以多種衍生物的形式存在，化學(xué)結(jié)構(gòu)見表1。食品中雙酚A及其環(huán)氧衍生物的殘留分析包括食品包裝材料和食品內(nèi)容物中的分析兩部分。繆佳錚等［6］對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)上21種食品罐頭的進(jìn)行分析，其內(nèi)壁涂層中均有BPA和BPF環(huán)氧衍生物檢出。Uematsu等［7］調(diào)查了16份日本市場(chǎng)出售的魚罐頭，有11份樣品（油相）檢出BADGE，含量最高達(dá)到12.9mg/kg。Brem等［8］調(diào)查了19個(gè)國家共101個(gè)罐頭樣品，從肉糜、小玉米和辣椒中檢出BADGE。Paseiro-Losada P等［9］研究表明，3種不同類型的罐頭涂層BADGE在121℃的橄欖油遷移量達(dá)266μg/L。鑒于雙酚A類及其環(huán)氧衍生物的危害，歐盟于2005年底頒布了1895/2005/EC《關(guān)于對(duì)有關(guān)與食品接觸的塑料材料和制品內(nèi)特定環(huán)氧衍生物的使用限制》對(duì)雙酚A及其環(huán)氧衍生物的使用有嚴(yán)格的要求［10-11］。美國食品與藥品管理局（FDA）規(guī)定雙酚A可作為食品接觸材料的原料使用，BPA最大可接受劑量是0.05mg/kg·bw。日本《食品衛(wèi)生法》規(guī)定聚碳酸酯食品容器中的雙酚A溶出限量為2.5mg/kg。目前，國內(nèi)沒有食品包裝材料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雙酚A及其環(huán)氧衍生物有限制要求，對(duì)罐頭涂層有害物質(zhì)的遷移缺乏研究，對(duì)食品包裝材料的安全評(píng)價(jià)相對(duì)落后。

表1 雙酚A及其環(huán)氧衍生物化學(xué)結(jié)構(gòu)［5］

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

BPA（≥98.0%）、BADGE（≥97.0%）、BADGE· H2O（≥90.0%）、BADGE·2H2O（≥90.0%）、BADGE ·HCl（≥90.0%）、BADGE·2HCl（≥90.0%）、BADGE·H2O·HCl（≥90.0%）標(biāo)準(zhǔn)品 美國sigmaaldrich公司；甲醇 色譜純；其他試劑 均為分析純。

HLB SPE小柱 美國Waters公司；高效液相色譜儀 Agilent 1200，色譜柱 C18（4.6mm×250mm× 5μm），柱溫 40℃，進(jìn)樣量10μL，流速 1.1mL/min；FLD檢測(cè)器 激發(fā)波長275nm，發(fā)射波長305nm，流動(dòng)相：A水，B乙腈，梯度洗脫，在60min內(nèi)B體積百分比由20%變?yōu)?00%。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 遷移規(guī)律研究 遷移規(guī)律研究中所用罐頭內(nèi)壁均已涂覆涂層，為同一廠家提供的同一批次的樣品。本文參照歐盟82/711/EEC《關(guān)于與食品接觸的塑料材料和制品中的組分遷移檢測(cè)的基本規(guī)定》［11］與DIN EN 15136-2006《與食品接觸的材料和物體特定環(huán)氧衍生物實(shí)驗(yàn)食品中DADGE、GFDGE及其羥基和氯化衍生物的測(cè)定》，分別采用4種模擬溶液對(duì)樣品內(nèi)壁進(jìn)行浸泡（見表2），浸泡液經(jīng)過濾后上機(jī)。

表2 模擬液的組成

1.2.2 罐頭樣品分析 本實(shí)驗(yàn)的樣品均在市場(chǎng)上購買，包括18個(gè)肉類罐頭、9個(gè)調(diào)味品罐頭、7個(gè)飲料罐頭，總共34個(gè)。

固體樣品：1g樣品置于250mL具塞三角瓶中，加入50mL乙腈，在室溫下浸泡24h，過濾，提取液濃縮至2mL，氮?dú)獯抵两?，?mL乙腈水溶液（1+1）溶解提取物。將提取液倒入已經(jīng)活化的HLB小柱中，待溶液完全流出小柱后，用5mL乙腈+水（1+9）溶液清洗柱子，減壓抽干10min，最后用5mL乙酸乙酯洗脫，收集洗脫液。洗脫液于40℃水浴中氮?dú)獯蹈桑?mL乙腈溶解定容，溶液經(jīng)濾后上機(jī)。

液體樣品：1g樣品于15mL離心管中，加入1mL乙腈，在旋渦振蕩器上振蕩5min，4000r/min離心5min，取上清液，將上清液倒入已經(jīng)活化的HLB小柱中，待溶液完全流出小柱后，用5mL乙腈+水（1+9）溶液清洗柱子，減壓抽干10min，最后用5mL乙酸乙酯洗脫，收集洗脫液。洗脫液于40℃水浴中氮?dú)獯蹈桑?mL乙腈溶解定容，溶液經(jīng)濾后上機(jī)。

2 結(jié)果與討論

2.1 遷移規(guī)律研究

2.1.1 不同浸泡液遷移情況 在25℃下采用不同的模擬液分別浸泡樣品10d后進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見圖1。雙酚A環(huán)氧衍生物在水、10%乙醇、3%乙酸、乙腈模擬液中遷移的總量依次增加。其中BADGE在乙腈模擬液中遷移量最高，而BADGE·2H2O在3%乙酸溶液中的遷移量最高。由化合物的性質(zhì)看，5種化合物的極性依次為：BADGE·2H2O＞BADGE·H2O· HCl＞BADGE·H2O＞BADGE·HCl＞BADGE。根據(jù)相似相溶原理，中極性較低的BADGE易向乙腈浸泡液遷移。酸性條件會(huì)加速BADGE水解反應(yīng)生成水合衍生物BADGE·2H2O，因此采用3%乙酸浸泡樣品中的BADGE·2H2O的遷移量最高。

圖1 雙酚A其環(huán)氧衍生物在不同模擬液中的遷移情況

2.1.2 浸泡時(shí)間 室溫下，分別用乙腈和3%乙酸分別對(duì)樣品浸泡不同的時(shí)間，結(jié)果分別見圖2、圖3。

由圖2可以看出，在浸泡10d內(nèi)，雙酚A及其環(huán)氧衍生物在乙腈模擬液的遷移總量隨著浸泡時(shí)間的增長而增加；浸泡10d后，在乙腈模擬中雙酚A類化合物遷移總量的增加量趨于平衡。

圖2 浸泡時(shí)間對(duì)雙酚A環(huán)氧衍生物遷移的影響（乙腈）

圖3 浸泡時(shí)間對(duì)雙酚A及其環(huán)氧衍生物遷移的影響（3%乙酸）

由圖3可以看出，在浸泡10d內(nèi)，雙酚A及其環(huán)氧衍生物在3%乙酸模擬液中都隨著浸泡時(shí)間的增長而增加；在浸泡10d后，只有BADGE·2H2O隨浸泡時(shí)間的增長而迅速增加。這主要是在3%乙酸模擬液中，在酸性條件下還會(huì)不斷破壞環(huán)氧樹脂層原有的固化結(jié)構(gòu)，生成BADGE·2H2O。

2.1.3 浸泡溫度 用乙腈模擬液，分別在4、20、40、70℃的條件下浸泡10d后進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見圖4。雙酚A及其環(huán)氧衍生物在乙腈模擬液中的遷移總量隨著浸泡溫度的升高而增加。在常溫區(qū)20～40℃之間，溫度對(duì)遷移總量的影響較小；而在低溫區(qū)和高溫區(qū)，遷移總量則會(huì)隨溫度的升高而劇烈增加。

圖4 雙酚A環(huán)氧衍生物在不同溫度下的遷移情況

綜上所述，罐頭中雙酚A及其環(huán)氧衍生物在模擬溶液的遷移量：水＜10%乙醇＜3%乙酸＜乙腈。在酸性條件下環(huán)氧樹脂層的結(jié)構(gòu)被破壞，BADGE· 2H2O的遷移量較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在3%乙酸水溶液中，BADGE·2H2O的遷移量隨時(shí)間的增長而增加。在常溫區(qū)20～40℃之間，溫度對(duì)遷移總量的影響較小，在高溫條件下（＞40℃）遷移總量迅速增加。

2.2 罐頭樣品分析

按上述測(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè)，34個(gè)樣品中共有8個(gè)陽性樣品，檢出率為23.5%。其中，18個(gè)肉類罐頭，只有2個(gè)樣品檢出BADGE·2H2O，這2個(gè)樣品除了塊狀的魚肉外，還有多量的油脂和水；9個(gè)調(diào)味品類罐頭均未檢出雙酚A及其環(huán)氧衍生物，這類罐頭為玻璃瓶身與金屬瓶蓋，食品主要接觸部分為玻璃；7個(gè)飲料罐頭中，除1個(gè)乳飲料外，其他都檢出雙酚A環(huán)氧衍生物。標(biāo)準(zhǔn)樣品與樣品色譜圖見圖5，陽性樣品的信息及檢測(cè)結(jié)果見表3。

圖5 樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖

表3 罐頭食品中雙酚A環(huán)氧衍生物的遷移量

由表3可見，檢出率最高的樣品為罐頭飲料，檢出率達(dá)85.7%，平均濃度為1.18mg/L。為了進(jìn)一步確認(rèn)罐頭中雙酚A環(huán)氧衍生物遷移量的影響因素，我們對(duì)罐頭內(nèi)容物的pH、生產(chǎn)日期、儲(chǔ)藏時(shí)間進(jìn)行分析。由pH的測(cè)定結(jié)果可見，食品的pH越低，雙酚A環(huán)氧衍生物遷移量越高。特別是兩個(gè)維生素功能飲料，pH為3.0，主要遷移物為BADGE·2H2O，遷移總量分別為2.84mg/L與1.86mg/L。由表4可見，生產(chǎn)日期較早的樣品測(cè)得的雙酚A環(huán)氧衍生物遷移總量較大，將同一批次的樣品放置1個(gè)月后，遷移量明顯增加。在酸性條件下BADGE·2H2O的遷移量隨時(shí)間的增長而增加，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與遷移規(guī)律實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符。

表5 回收率與重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

表4 不同生產(chǎn)日期的罐頭中雙酚A環(huán)氧衍生物遷移量

2.3 回收率和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

采用上述分離分析方法，在涼茶和罐頭魚樣品中添加不同水平的8種雙酚A環(huán)氧衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)測(cè)定3次。樣品實(shí)測(cè)濃度、加標(biāo)水平與實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5，加標(biāo)回收率在75. 8%～110.4%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差4.55%～10.5%，滿足分析要求。

3 結(jié)論

罐頭食品其內(nèi)壁涂層中雙酚A環(huán)氧衍生物的遷移主要受罐內(nèi)食品的狀態(tài)、pH、貯存時(shí)間、溫度的影響。對(duì)于含油或水較多的罐頭食品，雙酚A環(huán)氧衍生物會(huì)遷移到食品中，在檢測(cè)的34個(gè)罐頭食品中，雙酚A環(huán)氧衍生物的檢出率為23.5%，其中檢出率最高的樣品為罐頭飲料，檢出率達(dá)85.7%，平均濃度為1.18mg/L。酸性的罐頭飲料中，BADGE·2H2O的遷移量較大，且隨著食品的貯存時(shí)間的增長而增加。這主要是由于酸性條件下環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)易被破壞，BADGE·2H2O的遷移量隨時(shí)間的增長而增加迅速。在遷移規(guī)律的研究中發(fā)現(xiàn)，在常溫區(qū)20～40℃之間，溫度對(duì)遷移總量的影響較小，在高溫條件下遷移重量迅速增加，這主要是在高溫下內(nèi)壁涂層的老化加速。因此，對(duì)于內(nèi)壁為環(huán)氧樹酯、環(huán)氧酚醛樹酯等涂層的罐頭包裝材料不宜長時(shí)間貯存酸性的食品，且盛放食品的溫度不宜超過40℃。

［1］孟祥東，于景華，嚴(yán)云勤，等.雙酚A體外誘導(dǎo)雄性小鼠生殖細(xì)胞凋亡及其分子機(jī)制［J］.毒理學(xué)雜志，2007，21（3）：201-204.

［2］端正花，朱琳，王平.雙酚A對(duì)斑馬魚不同發(fā)育階段的毒性及機(jī)理［J］.環(huán)境化學(xué)，2007，26（4）：491-494.

［3］G Ramilo，I Valverde，J Lago，et al.Cytotoxic effects of BADGE（bisphenol A diglycidyl ether）and BFDGE（bisphenol F diglycidyl ether）on Caco-2 cells in vitro［J］.Arch Toxicol，2006，80（23）：748-755.

［4］胡向蔚，張文德，劉炎橋.食品罐內(nèi)涂料中雙酚A環(huán)氧衍生物的遷移及其檢測(cè)［J］.食品科學(xué)，2006，27（4）：264-266.

［5］European standard.Materials and articles in contact with foodstuffs-Certain epoxy derivatives subject to limitation-DeterminationofBADGE，BFDGE and theirhydroxy and chlorinated derivatives in food simulants［J］.DIN EN 15136：2006：20-23.

［6］繆佳錚，薛鳴，張虹.高效液相色譜分析食品罐內(nèi)涂料中雙酚A和雙酚F環(huán)氧衍生物殘留［J］.分析化學(xué)，2009，37：911 -914.

［7］Y Uematsu，M Hirokado，K Hirata，et al.Analysis of BADGE in edibleoil-containing canned fish［J］.Journal of the Food Hygienic Society of Japan，1998，39：135-142.

［8］S Brem，M Biederman，K Grob，et al.Migration from the internal coatings of canned food：Campaign 2000 on the Swiss market［J］.Mitteilungen ausLebensmitteluntersachung und Hygiene，2000，91：567-580.

［9］P Paseiro-Losada，MF López-Fabal，C Pérez-Lamela，et al. Two RP-HPLC methods to quantify and identify bisphenol A，diglycidyl ether（BADGE）：European union fatty food simulant（olive oil）［J］.Cienc Tecnol Aliment，1999，2（4）：202-209.

［10］Council Directive laying down the basic rules necessary for testing migration of the constituents of plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs，1895/2005/ EC of OJ L 302，19.11.2005：28-32.

［11］Council Directive Laying down the basic rules necessary for testing migration of the constituents of plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs，82/711/ EEC of OJ L 220，15.8.2002：18-58.

Study on migration and contamination of BPA epoxy derivatives in cans

LI Bi-fang，ZENG Yong-ting，ZHENG Yan-jie*，LIU Chun-ping
（Shenzhen Academy of Metrology and Quality Inspection，Shenzhen 518000，China）

The migration of BPA and epoxy derivatives from coating in cans has been considered as a food safety problem.The migration of BPA epoxy derivatives from can coating was discussed.The test results showed：the migration of BPA and epoxy derivatives was mainly affected by food pH，storage temperature and time.Under acidic conditions，the total migration was increased over time，and rapid increased at high temperature（≥40℃）. Out of 34 cans analyzed，8 samples were contaminated with BPA epoxy derivatives，the detection rate was 23.5%. 85.7%drinking cans were contaminated，in acidic drinking cans the migration of BPA epoxy derivatives was increased as the storage time went.

BPA；BPA epoxy derivatives；cans；migration

TS206.4

A

1002-0306（2011）01-0246-04

2009-12-31 *通訊聯(lián)系人

李碧芳（1978-），女，碩士，從事食品安全方面的研究。