李燦明，柏建國(guó)

（奧瑞金包裝股份有限公司，北京101407）

HPLC法測(cè)定食品接觸材料中BPA遷移量的不確定度評(píng)定

李燦明，柏建國(guó)

（奧瑞金包裝股份有限公司，北京101407）

參考GB/T 23296.16-2009《食品接觸材料高分子材料食品模擬物中2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）的測(cè)定高效液相色譜法》測(cè)定食品接觸材料（金屬空罐）的雙酚A遷移量。通過(guò)分析測(cè)定過(guò)程中的各種不確定度來(lái)源，計(jì)算各不確定度分量，得出金屬空罐的雙酚A遷移量為0.005 53 mg/dm2，擴(kuò)展不確定度為0.000 38 mg/dm2。比較各不確定度分量大小可知，高效液相色譜法測(cè)定食品接觸金屬空罐雙酚A遷移量的不確定度主要來(lái)自雙酚A標(biāo)品的純度和標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合。

高效液相色譜；食品接觸材料；雙酚A；不確定度

雙酚A是一種重要的食品接觸材料添加劑，主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂和聚碳酸酯，廣泛應(yīng)用于金屬涂層類、塑料類和需要粘合劑的復(fù)合包裝類等食品接觸材料。該類食品接觸材料中殘留或分解產(chǎn)生的雙酚A單體與食品接觸時(shí)有可能遷移至食品中[1-3]。雙酚A具有一定的毒性，大鼠經(jīng)口半數(shù)致死量（Lethal Dose 50%，LD50）為 3 250 mg/kg，吸入暴露 LD50為 0.02%，小鼠經(jīng)口LD50為2 400 mg/kg，而且其對(duì)機(jī)體生殖系統(tǒng)、胚胎發(fā)育、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等均具有一定的影響[4-5]?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，GB 9685-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了食品接觸材料中雙酚A的遷移限量為0.6 mg/kg[6]。

測(cè)量不確定度是表征賦予被測(cè)量值分散性的非負(fù)參數(shù)[7]。不確定度的來(lái)源有很多，取樣、樣品處理、結(jié)果計(jì)算等一切測(cè)量過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生不確定度。本試驗(yàn)以GB/T 23296.16-2009《食品接觸材料高分子材料食品模擬物中2，2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）的測(cè)定高效液相色譜法》為參考方法[8]，對(duì)食品接觸材料中雙酚A遷移量進(jìn)行測(cè)定，并依據(jù)JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)該測(cè)量過(guò)程進(jìn)行不確定度分析和評(píng)定，以期找出影響不確定度的主要因素，為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品：純度為99.6%，美國(guó)Accustandard公司生產(chǎn)；試驗(yàn)用食品接觸材料：691#酸性飲料空罐。

1.1.2 儀器

液相色譜（附FLD檢測(cè)器）：Agilent 1290 Infinity；AL204型電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；感量0.000 1 g；罐體高度檢測(cè)儀：嘉儀儀器（香港）有限公司，分辨力0.01 mm；電子數(shù)顯卡尺：哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司，分辨力0.01 mm。

1.2 方法

本試驗(yàn)參考相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]，對(duì)食品接觸材料中雙酚A遷移量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)貯備液的配制

準(zhǔn)確稱取雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品50.0 mg（精確至0.1 mg），置于50 mL容量瓶中，用甲醇定容，即為1 000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)貯備液。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制

取1 mL標(biāo)準(zhǔn)貯備液于1 000 mL容量瓶中，用甲醇定容，即為1 mg/L標(biāo)準(zhǔn)中間液。

1.2.2.2 系列標(biāo)準(zhǔn)工作液配制

分別準(zhǔn)確量取 0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10 mL 標(biāo)準(zhǔn)中間液于6個(gè)100 mL容量瓶中，用3%乙酸溶液定容，混合均勻，得到雙酚A溶度分別為0.00、20.0、40.0、60.0、80.0、100 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.2.2.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

將系列標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)樣檢測(cè)，以峰面積-濃度作圖，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。

1.2.3 樣品處理

1.2.3.1 模擬試驗(yàn)

從一批樣品中隨機(jī)抽取兩個(gè)樣品，用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量其內(nèi)徑，記為d1、d2。用超純水清洗樣品內(nèi)壁，然后分別加入250 mL食品模擬液（3%乙酸溶液），用罐體高度檢測(cè)儀測(cè)量其液面高度，記為h1、h2。將樣品封蓋后放入滅菌鍋中，100℃處理30 min。

1.2.3.2 試樣測(cè)試

將保溫后的樣品迅速冷卻至室溫，開(kāi)蓋量取食品模擬物樣品（3%乙酸溶液）1 mL，通過(guò)0.2 μm濾膜過(guò)濾后供液相色譜進(jìn)樣。

1.2.4 色譜條件

色譜柱：Eclipse Plus C18柱，2.1×50 mm，1.8 μm；流動(dòng)相：甲醇+水=60+40（體積比）；流速：0.2 mL/min；進(jìn)樣量：1 μL；柱溫箱溫度：30 ℃；熒光檢測(cè)器：激發(fā)波長(zhǎng)235 nm，發(fā)射波長(zhǎng)312 nm。

1.2.5 測(cè)定

式中：Y為雙酚A特定遷移量，mg/dm2；C為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的進(jìn)樣溶液中雙酚A的濃度，mg/L；V為模擬液的體積，mL；S為模擬液與測(cè)試材料接觸面積，cm2；h為模擬液在罐體中的高度，cm；d為罐體內(nèi)徑，cm。

1.2.6 試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

試驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Table 1 Experimental determination results

2 不確定度的來(lái)源

測(cè)定過(guò)程中不確定度主要來(lái)源：（1）測(cè)試樣品特定遷移量的不準(zhǔn)確uM（Y），包括測(cè)試樣品模擬液濃度的不準(zhǔn)確、模擬試驗(yàn)中模擬液用量的不準(zhǔn)確和模擬試驗(yàn)中模擬液與罐體接觸面積的不準(zhǔn)確；（2）樣品代表性不夠引起的不確定度，即通過(guò)樣本估計(jì)總體引入的不確定度u（估計(jì)）；（3）結(jié)果修約引起的不確定度u（修約）。不確定度分量匯總表如表2所示。根據(jù)以上分析，結(jié)合1.2.5的測(cè)定公式，可知：

3 不確定度的評(píng)定

3.1 測(cè)試樣品特定遷移量導(dǎo)致的不確定度

3.1.1 測(cè)試樣品模擬液濃度引入的不確定度

3.1.1.1 雙酚A標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制引起的不確定度

A、雙酚A純度引起的不確定度

依據(jù)雙酚A標(biāo)品證書(shū)，其純度為99.6%，其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為5%（k=2），故由標(biāo)準(zhǔn)品純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

B、稱量引起的不確定度

稱量時(shí)，天平的分辨力為0.000 1 g，區(qū)間半寬為0.000 1/2=0.000 05 g，按均勻分布，由分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表2 不確定度分量匯總表Table 2 The summary table of uncertainty component

此外還有天平的準(zhǔn)確性引入的不確定度，依據(jù)檢定證書(shū)，電子天平在該稱量范圍的最大允差為±0.000 5 g，按均勻分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

將上述兩項(xiàng)不確定度合成，由稱量引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

C、體積引起的不確定度

配制標(biāo)準(zhǔn)貯備液時(shí)使用50 mL容量瓶，允差±0.10mL，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由以上3項(xiàng)合成可得標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋引入的不確定度

A、移液槍引起的不確定度

B、容量瓶引起的不確定度

配制標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液使用容量瓶100mL和1000mL，允差分別為±0.20 mL和±0.80 mL；按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為0.462；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為0.115/100=1.15×10-3和 0.462/1 000=4.62×10-4。

本試驗(yàn)用5 mL移液槍，依據(jù)檢定規(guī)程其允差分別為：取 1mL，允差±（1×1%）=±0.010 mL；取 2mL，允差±（2×0.5%）=±0.010 mL；取 3mL，允差±（3×0.5%）=±0.015 mL；取 4mL，允差±（4×0.6%）=±0.024 mL；取 5 mL，允差±（5×0.6%）=±0.030 mL。

按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：取1 mL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度；取 2 mL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度取 3 mL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度；取4 mL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度；取5 mL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各濃度點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：濃度點(diǎn)20 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 5.774×10-3/2=2.887×10-3；濃度點(diǎn)40 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 1.386×10-2/4=3.465×10-3；濃度點(diǎn) 60 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；濃度點(diǎn) 80 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度濃度點(diǎn)100 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度2.450×10-3；濃度點(diǎn) 1 000 μg/L（標(biāo)準(zhǔn)中間液），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 5.774×10-3/1=5.774×10-3。

由各濃度點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成，可得移液槍引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由移液槍引起的不確定度和容量瓶引起的不確定度合成，可得標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合所得樣品濃度引起的不確定度

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合所得樣品濃度引起的不確定度所用相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3、表4。

由表4可得，峰面積標(biāo)準(zhǔn)偏差為：標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏差的平方和為：

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度-峰面積結(jié)果Table 3 Results of concentration-peak area of standard curve fitting

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線上所得值與實(shí)際測(cè)量值之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差及標(biāo)準(zhǔn)偏差平方和Table 4 Standard deviation and standard deviation quadratic sum of measured value and actual value of standard curve fitting

則曲線擬合所得樣品濃度x0的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

式中：n為曲線擬合時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定的次數(shù)，本次測(cè)定為5；p為樣品測(cè)定的次數(shù)，本次測(cè)定為1次；a為斜率。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

urel（擬合）=0.747 305/39.11=1.911×10-2

由以上分析可知，由標(biāo)準(zhǔn)曲線所得樣品濃度引起的不確定為：

3.1.2 模擬試驗(yàn)中模擬液用量不準(zhǔn)確導(dǎo)致的不確定度

模擬試驗(yàn)中用250 mL量筒量取250 mL模擬液，其引起的不確定度包括量筒未查明的偏倚和量筒體積隨溫度的變化。

A、量筒未查明的偏倚：

250 mL量筒的允差為±1.0 mL，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

B、量筒體積隨溫度的變化：

根據(jù)檢定規(guī)程JJG196-2006《常用玻璃量器》中6.2，其標(biāo)定的容積為20攝氏度時(shí)的容積，然而實(shí)驗(yàn)室的溫度變化范圍為18至26攝氏度，距20攝氏度的最大溫差為6攝氏度，由于溫度變化而導(dǎo)致體積變化，體積變化量服從均勻分布，水（3%乙酸）的體積膨脹系數(shù)為1.8×10-3/℃，由此導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

將上述兩項(xiàng)合成，由模擬液用量不準(zhǔn)確引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.3 模擬試驗(yàn)中模擬液與罐體接觸面積不準(zhǔn)確導(dǎo)致的不確定度

3.1.3.1 罐體內(nèi)徑不準(zhǔn)確引起的不確定度

用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量罐體內(nèi)徑，其不確定度包括測(cè)試時(shí)的隨機(jī)波動(dòng)和電子數(shù)顯卡尺未查明的偏倚。

A、測(cè)試時(shí)的隨機(jī)波動(dòng)（用分辨力引入的不確定度代替）：

該電子數(shù)顯卡尺的分辨力為0.001 cm，區(qū)間半寬為0.001/2=0.000 5 cm，按均勻分布，由分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

B、電子數(shù)顯卡尺未查明的偏倚：

該電子數(shù)顯卡尺的允差為±0.002 cm，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

將上述兩項(xiàng)合成，由罐體內(nèi)徑不準(zhǔn)確引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.3.2 罐體模擬液液面高度不準(zhǔn)確引起的不確定度

用罐體高度檢測(cè)儀測(cè)量罐體液面高度，其不確定度包括測(cè)試時(shí)的隨機(jī)波動(dòng)和罐體高度檢測(cè)儀未查明的偏倚。

A、測(cè)試時(shí)的隨機(jī)波動(dòng)（用分辨力引入的不確定度代替）：

該罐體高度檢測(cè)儀的分辨力為0.001 cm，區(qū)間半寬為0.001/2=0.000 5 cm，按均勻分布，由分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

B、罐體高度檢測(cè)儀未查明的偏倚：

該罐體高度檢測(cè)儀的允差為±0.002 cm，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：將上述兩項(xiàng)合成，由罐體液面高度不準(zhǔn)確引起的

標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

將3.1.3.1和3.1.3.2兩項(xiàng)合成，由模擬液與罐體接觸面積的不準(zhǔn)確引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

urel（S）=u（S）/S=4.618×10-2/176.754=2.613×10-4

3.2 樣品代表性不夠引入的不確定度

樣品的雙酚A特定遷移量的極差為0.00006mg/dm2，用樣本極差估計(jì)總體標(biāo)準(zhǔn)差的修偏系數(shù)為1.13（n=2），總體標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值為0.000 06/1.13=5.310×10-5mg/dm2。故：

3.3 雙酚A特定遷移量結(jié)果修約導(dǎo)致的不確定度

由于修約間隔為0.000 01，由此導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 合成不確定度

3.5 擴(kuò)展不確定度

取擴(kuò)展因子k=2，擴(kuò)展不確定度為：U（Y）=2×uc（Y）=2×0.000 189 2=0.000 378 4≈0.000 38mg/dm2。

3.6 結(jié)果

樣品測(cè)定結(jié)果為：Y=0.005 53±0.000 38 mg/dm2。

4 結(jié)論

本次試驗(yàn)檢測(cè)691#酸性飲料空罐的雙酚A遷移量結(jié)果為（0.005 53±0.000 38）mg/dm2，其相對(duì)擴(kuò)展不確定為6.87%，且其結(jié)果遠(yuǎn)小于GB 9685-2016規(guī)定的雙酚A遷移限量0.6 mg/kg（相當(dāng)于0.1 mg/dm2）。從各不確定度分量結(jié)果來(lái)看，雙酚A純度引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（純度）=2.500×10-2和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（擬合）=1.911×10-2是影響整體測(cè)量不確定度的主要因素。

[1] 郭春海,陳瑞春,趙安康,等.聚碳酸酯奶瓶中雙酚A單體向食品模擬物遷移規(guī)律的研究[J].食品科學(xué),2011,32(12):246-250

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[6]中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).GB 9685-2016.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017

[7]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1059.1-2012.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013

[8]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 23296.16-2009.食品接觸材料高分子材料食品模擬物中2,2-二(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)的測(cè)定高效液相色譜法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009

Uncertainty Evaluation for the Determination of Bisphenol A Migration of Food Contacted Materials by HPLC

LI Can-ming，BAI Jian-guo
（ORG Packaging Co.，Ltd.，Beijing 101407，China）

To base on GB/T 23296.16-2009，the bisphenol A migration in food contacted materials（metal cans）was determined.By analyzing and calculating the various sources of uncertainty during the entire determination process，the amount of the bisphenol A migration in metal cans was 0.005 53 mg/dm2with expanded uncertainty of 0.000 38 mg/dm2.Comparison the amount of each uncertainty，the uncertainty of the bisphenol A migration in food contacted materials（metal cans）determined by HPLC mainly came from the purity of bisphenol A and the fitting of standard curve.

HPLC；food contacted materials；bisphenol A；uncertainty

2017-01-03

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.032

李燦明（1984—），男（漢），碩士，主要研究方向：食品包裝有害物遷移。