張宇凌，吳 剛, ，高紅波，邱 遜，楊曉明，趙倩倩，徐彤彤，王 亞

（1.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司，北京 100015；2.義烏市易開蓋實業(yè)公司，浙江義烏 322015；3.中輕食品工業(yè)管理中心，北京 100037；4.天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457；5.北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

隨著國內(nèi)外禁塑令愈加嚴(yán)格地推行，以及人們對安全環(huán)保的追求，金屬包裝被廣泛應(yīng)用于各類食品包裝中，如飲料、奶粉、罐頭等[1]。為了保護罐體不受內(nèi)容物的腐蝕，同時防止罐體重金屬遷移至食品中，食品金屬罐通常在罐內(nèi)壁涂覆環(huán)氧酚醛樹脂和有機溶膠等涂料[2?3]。但如果涂料在生產(chǎn)過程中化學(xué)反應(yīng)不完全，就可能導(dǎo)致涂料中的小分子有害化學(xué)物質(zhì)如雙酚A（Bisphenol A，BPA）[4]，雙酚A二縮水甘油醚（Bisphenol A diglycidyl，BADGE）[5]和雙酚F二縮水甘油醚（Bisphenlo F diglycidyl，BFDGE）[6]等向食品內(nèi)容物遷移，從而造成食品安全問題。BPA[7]及結(jié)構(gòu)與功能與其相似的雙酚B[8]、雙酚F[9]、雙酚S[10]和雙酚AF[11]等BPA替代品，都具有雌激素作用，可能對人類健康產(chǎn)生不良影響[12?13]。此外，BADGE、BFDGE及其衍生產(chǎn)物，多種單氯、二氯羥基混合物和水解物產(chǎn)物都是內(nèi)分泌干擾物，能造成人類內(nèi)分泌失衡[14?15]。其中，環(huán)狀-二雙酚A-二縮水甘油醚[16?17]（Cyclo-di-BADGE，cyclo-diBA）是由BPA和BADGE形成的環(huán)狀化合物，也是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂的副產(chǎn)品之一，是目前從涂料中遷移出雙酚類物質(zhì)的研究熱點，但國內(nèi)對其研究較少。國內(nèi)外頒布了一系列關(guān)于雙酚類物質(zhì)的限量法規(guī)，中國國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 9685-2016規(guī)定BPA的遷移限量為0.6 mg/kg[18]，歐盟法規(guī)（EU）2018/213[19]規(guī)定了BPA的特定遷移限量為0.05 mg/kg，遠低于我國限量要求。另外，歐盟在法規(guī)1895/2005[20]中規(guī)定，食品及食品模擬物中BADGE、BADGE·H2O和BADGE·2H2O的總遷移量不應(yīng)超過9 mg/kg，BADGE·HCl、BADGE·2HCl和BADGE·H2O·HCl的總遷移量不應(yīng)超過1 mg/kg，BFDGE及其衍生物要求不得檢出且不得使用。而目前我國對上述雙酚類物質(zhì)沒有相應(yīng)的限量標(biāo)準(zhǔn)，但我國市場上罐裝產(chǎn)品中的上述雙酚類物質(zhì)可能存在遷移風(fēng)險。因此，迫切需要對我國市場上罐裝產(chǎn)品的雙酚類物質(zhì)的遷移水平進行調(diào)研，為我國國家食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中雙酚類物質(zhì)的特定遷移限值的修訂奠定理論和數(shù)據(jù)依據(jù)。

目前，在中國和世界其他國家關(guān)于遷移試驗的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)中[21?23]，規(guī)定以40或60 ℃下10 d的遷移試驗?zāi)M物質(zhì)向食品中的遷移過程。然而，Paseiro等[24]研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的40或60 ℃下10 d的遷移試驗無法預(yù)測長期儲存期間，食品罐中物質(zhì)向內(nèi)容物中的遷移。此外，長期貯存的罐頭食品需要達到商業(yè)無菌，在實際生產(chǎn)中大部分罐頭食品都要經(jīng)過殺菌處理。對于殺菌后pH大于4.6、水活度大于0.85的低酸食品（肉類罐頭、魚類罐頭和谷類罐頭等），其殺菌溫度可達127 ℃，這比標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)中規(guī)定的遷移溫度高出許多，且殺菌時間可達1 h。然而，到目前為止，現(xiàn)行的遷移試驗標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)中并沒有規(guī)定模擬殺菌過程，傳統(tǒng)的40或60 ℃下10 d遷移試驗?zāi)芊耦A(yù)測經(jīng)過殺菌后的罐裝食品的遷移有待研究。

為了調(diào)查國內(nèi)食品金屬罐中的雙酚類物質(zhì)的遷移水平，本文建立了一種同時檢測食品金屬罐中14種雙酚類物質(zhì)遷移量的高效液相色譜法，并研究了殺菌過程對雙酚類物質(zhì)向食品中遷移的影響。同時，研究了雙酚類物質(zhì)在3種食品模擬物（4%體積乙酸、50%體積乙醇和異辛烷）中的遷移規(guī)律。以期為我國金屬罐雙酚類物質(zhì)的監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)修訂和風(fēng)險評估提供數(shù)據(jù)依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

14種雙酚類物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品：雙酚A（BPA，純度≥97%）、雙酚B（BPB，純度≥97%）、雙酚F（BPF，純度≥97%）、雙酚AF（BPAF，純度≥97%）、雙酚A二縮水甘油醚（BADGE，純度≥95%）、雙酚A-（2-3-二羥基丙基）縮水甘油醚（BADGE·H2O，純度≥95%）、雙酚A-二（2-3-二羥基丙基）醚（BADGE·2H2O，純度≥97%）、雙酚A-（3-氯-2羥丙基）甘油醚（BADGE·HCl，純度≥90%）、雙酚A-二（3-氯-2羥丙基）醚（BADGE·2HCl，純度≥97%）、雙酚A-（3-氯-2羥丙基）（2-3-二羥基丙基）縮水甘油醚（BADGE·H2O·HCl，純度≥95%）、雙酚F二縮水甘油醚（BFDGE，純度≥95%）、雙酚F-（2-3-二羥基丙基醚）（BFDGE·2H2O，純度≥95%）、雙酚F-二（3-氯-2羥丙基）醚（BFDGE·2HCl純度，≥95%）、環(huán)狀-二雙酚A-二環(huán)氧甘油醚（CdB，純度≥95%） 美國Sigma-Aldrich公司；甲醇、乙腈、乙醇、異辛烷 色譜純，北京諾其雅盛生物科技有限公司；冰乙酸 分析純，國藥集團化學(xué)試劑公司；實驗用水為Millipore系統(tǒng)制得的超純水（電阻率不小于18.2 MΩ· cm）；本實驗所用食品金屬罐樣品均通過罐頭標(biāo)委會（SAC/TC64/SC2）與食品接觸金屬制品標(biāo)委會（SAC/TC397/SC5）秘書處聯(lián)系金屬包裝企業(yè)和罐頭企業(yè)提供，具體信息見表1。

LC-20AD高效液相色譜（熒光檢測器） 日本島津儀器有限公司；AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器廠；BSP-250生化培養(yǎng)箱、YXQ-LS-50A全自動立式電熱壓力蒸汽殺菌器 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；超純水發(fā)生器 美國Millipore公司；XT-FGJ100C型電動封罐機 廣州喜泰封罐機有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 標(biāo)準(zhǔn)儲備液和標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：分別準(zhǔn)確稱取BPA等14種雙酚類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品0.02 g（精確至0.1 mg），用乙腈定容至10 mL容量瓶中，制成濃度為2000 mg/L單標(biāo)儲備液。分別精確量取500 μL各標(biāo)準(zhǔn)儲備液到10 mL容量瓶中，用乙腈定容，配制成為濃度100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。

調(diào)研相關(guān)文獻后發(fā)現(xiàn)[3?5,10,13,16]，由于食品模擬物為單一溶劑，遷出物質(zhì)之間的相互作用較弱，一般不考慮基質(zhì)效應(yīng)對其的影響。故使用與食品模擬物相同基質(zhì)的標(biāo)曲，對模擬物中的雙酚類物質(zhì)進行定量。

水基食品模擬物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：選用4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、50%乙醇溶液作為食品模擬物，分別模擬酸性食品（pH<5.0）、水性食品（乙醇含量<10%）和酒精類食品。依次精確量取0.000、0.010、0.025、0.050、0.100、0.250、0.500 mL上述混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL的容量瓶中，用4%乙酸定容至刻度，分別得到為濃度為0.00、0.10、0.25、0.50、1.00、2.50、5.00 mg/L 14種雙酚類物質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。采用同樣方式，分別用10%乙醇溶液和50%乙醇溶液配制同樣濃度系列的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

油基食品模擬物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：選用異辛烷作為食品模擬物，模擬脂肪類食品。分別稱取10 g（精確至0.01 g）異辛烷至7個20 mL具塞試管中，分別移取0.000、0.010、0.025、0.050、0.100、0.250、0.500 mL上述混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于試管中，得到BPA等14種雙酚類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度分別為0.00、0.10、0.25、0.50、1.00、2.50、5.00 mg/kg。分別取上述系列標(biāo)準(zhǔn)溶液2±0.01 g于10 mL試管中，加入3 mL正己烷，混勻后加入2 mL甲醇-水混合液 （1:1，體積比），渦旋振蕩2 min，靜置分層后用注射器吸取1 mL下層水溶液，通過0.22 μm濾膜后進色譜分析。

1.2.2 樣品預(yù)處理 參照GB 5009.156-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品遷移試驗預(yù)處理方法通則》[25]，食品金屬空罐用自來水沖洗后用無殘留洗滌劑清洗，然后用自來水沖洗數(shù)次后，用蒸餾水沖2～3次，置于70 ℃烘箱中烘干。根據(jù)樣品罐1～8號實際盛裝內(nèi)容物的性質(zhì)，選擇合理的食品模擬物，如表1所示。樣品封罐后置于殺菌鍋，然后按照表1條件進行殺菌。由于白酒生產(chǎn)工藝中沒有進行殺菌步驟，故盛裝白酒的樣品罐9不進行殺菌。對于未知樣品10，分別用異辛烷、4%乙酸和50%乙醇作為食品模擬物，分別模擬脂肪類食品、酸性食品（pH<5.0）和酒精類食品。封罐后，將樣品10置于高壓滅菌鍋中，在121 ℃下殺菌30 min。

表1 樣品信息Table 1 Sample information

1.2.3 遷移試驗 樣品1～9在殺菌后放置于60 ℃恒溫箱中遷移240 h。樣品10按照20、40、60 ℃的不同遷移溫度分為3組，分別置于恒溫箱中0、24、48、72、120、168、240 h。每組設(shè)立3個平行，每個實驗點平行測定2次。

1.2.4 食品模擬物前處理 參考文獻[26]中的前處理方法處理樣品。

水基食品模擬物：待水基食品模擬物（4%乙酸、10%乙醇和50%乙醇）冷卻后，準(zhǔn)確量取遷移實驗中得到的水基食品模擬物1 mL，通過0.22 μm濾膜過濾，進高效液相色譜儀分析。

油基食品模擬物：待異辛烷冷卻后，準(zhǔn)確稱取2±0.01 g于試管中，加入3 mL正己烷，混勻，加入2 mL甲醇-水混合液（體積比1:1），渦旋振蕩2 min，靜置分層。用注射器吸取下層水溶液，過0.22 μm濾膜后待測。

若樣品濃度高出線性范圍，則將浸泡液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后待測。

1.2.5 液相色譜條件 色譜柱：Venusil C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相：乙腈、水，流速及梯度洗脫條件見表2。柱溫：35 ℃；進樣量：10 μL；熒光檢測器：激發(fā)波長227 nm，發(fā)射波長313 nm。

表2 14種雙酚類物質(zhì)分離的液相梯度洗脫程序Table 2 Liquid chromatography gradient elution program for 14 kinds of bisphenol substances

1.2.6 定量方法 在優(yōu)化后的色譜條件下將不同基質(zhì)（4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、50%乙醇溶液和異辛烷）配制的混合標(biāo)準(zhǔn)系列工作液進樣分析，各濃度平行5次，以每種物質(zhì)的質(zhì)量濃度（x, mg/L）為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的峰面積均值（f（x））為縱坐標(biāo)繪制了標(biāo)準(zhǔn)曲線。以最低標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度進樣計算方法檢出限（以信噪比S/N=3計算）和定量限（以信噪比S/N=10計算）。選取食品金屬空罐分別進行四種不同基質(zhì)中的加標(biāo)實驗，單次分析6個平行，分析方法回收率與精密度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2019 處理試驗數(shù)據(jù)，采用origin 2019進行圖表處理與制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的選擇

14種雙酚類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)中均含有苯基，且都有烷氧基取代基，因此具有較強的熒光特性，故選擇熒光檢測器。由于14種目標(biāo)化合物的極性不同，為了縮短洗脫時間，提高分離效果，選擇了梯度洗脫法。為選擇合適的流動相，對甲醇-水和乙腈-水進行了比較，結(jié)果如圖1所示。當(dāng)流動相選擇甲醇-水時，雙酚類物質(zhì)的出峰時間較晚，且BFDGE與BFDGE·2HCl不能得到有效的分離；而流動相選擇乙腈-水時，14種雙酚類物質(zhì)的分離度皆良好?？偟膩碚f，當(dāng)采用乙腈-水作為流動相時，它具有較高的分辨率和靈敏度。因此，本實驗以乙腈-水為流動相，對標(biāo)準(zhǔn)品進行分析。

圖1 不同流動相中14種雙酚類物質(zhì)的液相色譜圖Fig.1 Chromatogram of 14 kinds of bisphenol substances in different mobile phases

2.2 線性方程及檢出限

分別使用4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、50%乙醇溶液和異辛烷配制標(biāo)準(zhǔn)工作液做標(biāo)準(zhǔn)曲線。按照設(shè)定的色譜條件將14種雙酚類物質(zhì)各個濃度梯度進樣分析，根據(jù)各個梯度濃度及其響應(yīng)值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算檢出限（以信噪比S/N=3計算）和定量限（以信噪比S/N=10計算），結(jié)果如表3所示。BFDGE、BFDGE·2H2O、BFDGE·2HCl和cyclo-diBA在0.200～5.000 mg/L線性范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)在0.9993～1.0000，檢出限為0.0066～0.0112 mg/L。其余10種雙酚類物質(zhì)在0.100～5.000 mg/L線性范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)在0.9992～1.0000，檢出限為0.0016～0.0091 mg/L。

表3 14種雙酚類物質(zhì)在不同食品模擬物中的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限及定量限Table 3 Regression equations, correlation coefficients (r), limits of detection (LOD) and limits of quantitation (LOQ) of 14 kinds of bisphenols including BPA in different food simulants

2.3 回收率與精密度

由于BPA為工業(yè)上用作合成聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂的材料，塑料和涂層產(chǎn)品中可能存在BPA及其替代物的潛在污染，因此，為了盡可能地降低本底及實驗操作過程中的影響，需要在實驗前確認(rèn)本底和試劑中的目標(biāo)物含量。在實驗過程中對每批樣品進行

至少3次空白實驗。結(jié)果表明，空白實驗中14種雙酚類物質(zhì)的測定值均低于檢出限，說明本底和溶劑中的雙酚類物質(zhì)的含量對測試結(jié)果的影響很小。

對選用的食品模擬物4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、50%乙醇溶液和異辛烷進行加標(biāo)實驗，BFDGE、BFDGE·2H2O、BFDGE·2HCl和cyclo-diBA分別添加質(zhì)量濃度為0.5、1.00、2.50 mg/L的目標(biāo)分析物，其余10種雙酚類物質(zhì)分別添加質(zhì)量濃度為0.25、1.00、2.50 mg/L的目標(biāo)分析物，每個添加水平進行6個平行實驗，計算平均加標(biāo)回收率和精密度（以相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD計）。結(jié)果如表4所示，目標(biāo)分析物的回收率為83.67%～107.05%，RSD為2.32%～7.67%，說明本文所采用方法的精度和準(zhǔn)確度滿足定量分析的要求。

2.4 空罐樣品中雙酚類物質(zhì)遷移量的測定

本文采用上述建立的檢測方法，對中國市場上的9種不同類型食品金屬包裝空罐中的14種雙酚類物質(zhì)的遷移水平進行了調(diào)查，若樣品濃度高出線性范圍，則將浸泡液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后待測。高效液相色譜法測定結(jié)果見表4。

表4 14種雙酚類物質(zhì)在不同食品模擬物中的回收率Table 4 Recovery of 14 kinds of BPs in different food simulants

結(jié)果顯示，所有樣品均未檢出BPA及其類似物，但檢出了BADGE、BADGE·2H2O、BADGE·HCl、BADGE·H2O·HCl、BFDGE·2H2O和cyclo-diBA這7種雙酚類物質(zhì)，其中檢出次數(shù)最多的化合物是BADGE·2H2O，分別在1、2、3、8和9號樣品罐中檢出，其內(nèi)涂層均為環(huán)氧酚醛樹脂。罐裝飲料和啤酒樣品空罐（樣品4、5和7）中14種雙酚類物質(zhì)皆未檢出，而其他樣品空罐中14種雙酚類物質(zhì)或多或少都有檢出，這是由于罐裝碳酸飲料和啤酒的內(nèi)壁涂層為丙烯酸改性環(huán)氧樹脂或丙烯酸酚醛樹脂，且二者在生產(chǎn)過程中的加工溫度較低。啤酒采用巴氏殺菌法，溫度一般低于70 ℃[27]，因此雙酚類物質(zhì)基本沒有遷出。對于罐頭食品，午餐肉罐頭（樣品6）中BADGE·H2O、BADGE·HCl和BADGE·H2O·HCl的釋放量均大于其他樣品罐頭。主要原因是午餐肉罐頭的涂層為較厚的鋁膏涂料，其可遷出較高含量的雙酚類物質(zhì)。一般來說，午餐肉罐頭內(nèi)容物的硫化腐蝕能力強，其空罐的內(nèi)壁涂層為在環(huán)氧酚醛樹脂中加入鋁粉制成的較厚鋁膏涂料，以能阻止硫化斑的形成[28]。由于鋁膏涂料中仍有環(huán)氧酚醛樹脂且鋁膏涂料比一般空罐內(nèi)涂層厚，故其遷出了較高含量的雙酚類物質(zhì)。對于牡蠣葛根飲料罐（樣品8），由于內(nèi)容物的腐蝕性和加工要求較高（表5），其使用三片罐而不是兩片罐，涂層為環(huán)氧酚醛樹脂，內(nèi)壁涂層遷移的雙酚物質(zhì)的含量較高。cyclo-diBA只在白酒鋁瓶（樣品9）中遷出，其原因主要與涂層性質(zhì)有關(guān)。該涂層為進口涂層，國內(nèi)較少使用，cyclo-diBA可能由BPA與BADGE通過復(fù)雜的反應(yīng)形成而遷出[16]。此外，cyclo-diBA在50%乙醇中的溶解度較大，故在以50%乙醇為食品模擬物中的鋁瓶中，cyclo-diBA容易遷出。

表5 罐裝食品和飲料用金屬空罐中14種雙酚類物質(zhì)遷移量的測試結(jié)果Table 5 Test results of migration of 14 kinds of bisphenol substances in metal cans for canned food and beverages

此外，樣品2中BFDGE·2H2O、樣品6中BADGE·H2O和樣品8中的BADGE·2H2O的遷移量均超過了歐盟限量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其余所有樣品中雙酚類物質(zhì)的遷移量均在我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全限值之內(nèi)，可認(rèn)為風(fēng)險較小，但BADGE及其衍生物和BFDGE及其衍生物均存在一定的遷移風(fēng)險，故我國應(yīng)從食品安全性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)出發(fā)對BADGE及其衍生物和BFDGE及其衍生物等物質(zhì)進行限量要求，以保障我國食品安全。

2.5 殺菌過程對雙酚類物質(zhì)遷移的影響

本實驗在121 ℃、30 min的條件下對模擬樣品罐的殺菌過程，探究殺菌過程對食品金屬空罐中雙酚類物質(zhì)遷移的影響。以10號樣品罐為研究對象，選擇50%乙醇作為食品模擬物，利用封罐機密封。一部分樣品罐在121 ℃下殺菌30 min，冷卻至常溫后，置于60 ℃恒溫箱中保存10 d；另一部分樣品罐封罐后不經(jīng)過殺菌直接置于60 ℃恒溫箱中保存10 d。采用HPLC分析遷移液中雙酚類物質(zhì)的含量，測試結(jié)果見圖2。

圖2a為未殺菌的10號樣品罐中雙酚類物質(zhì)的遷移情況，由圖2a可見：遷移試驗初期，未殺菌的10號樣品罐中只遷移出BADGE、BADGE·HCl、BADGE H2O、BADGE·H2O·HCl和BADGE·2H2O五種物質(zhì)。隨著遷移時間的增加，BADGE·H2O·HCl和BADGE·2H2O的遷移量逐漸增加，而BADGE、BADGE·HCl、BADGE·H2O的遷移量呈現(xiàn)出先增加，后減少，最后完全消失的趨勢。這是由于環(huán)氧丙基在酸性和中性條件下不穩(wěn)定，易與水分子發(fā)生開環(huán)反應(yīng)[29]，故擁有兩個環(huán)氧丙基的BADGE分子會發(fā)生水解反應(yīng)，形成相應(yīng)的水合物BADGE·H2O，而后進一步水解生成BADGE·2H2O，同樣地，擁有一個環(huán)氧丙基的BADGE·HCl易發(fā)生水解反應(yīng)生成BADGE·H2O·HCl，總的來說，BADGE和BADGE·H2O均水解轉(zhuǎn)化為BADGE·2H2O，BADGE·HCl最終轉(zhuǎn)化為BADGE·H2O·HCl。因此10 d遷移結(jié)束后，10號樣品罐中只檢測遷出BADGE·H2O·HCl和BADGE·2H2O這兩種雙酚類物質(zhì)。

圖2b為經(jīng)過殺菌后的10號樣品罐中雙酚類物質(zhì)的遷移情況，由圖2b可見：殺菌后10號樣品罐中只遷移出BADGE·2H2O這一種雙酚類物質(zhì)。這是由于理論上要遷出的5種物質(zhì)（BADGE、BADGE·HCl、BADGE·H2O、BADGE·H2O·HCl和BADGE·2H2O）在高壓殺菌過程中均轉(zhuǎn)化為BADGE·2H2O。對于BADGE和BADGE·H2O，兩種化合物均被水解轉(zhuǎn)化為BADGE·2H2O，具體的水解過程與上述結(jié)果一致。BADGE·HCl在殺菌過程中發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)末端的-Cl和-OH之間脫去HCl，重新形成環(huán)氧丙基轉(zhuǎn)化成BADGE，繼而進一步水解可能形成BADGE·H2O和BADGE·2H2O，而BADGE·H2O·HCl分子結(jié)構(gòu)不含環(huán)氧丙基，常壓下性質(zhì)較穩(wěn)定，但經(jīng)過高壓殺菌后形成BADGE·2H2O[30]。BADGE·2H2O在遷移150 h后達到遷移平衡。

圖2 10號樣品罐中以50%乙醇作為食品模擬物遷移出的雙酚類物質(zhì)含量Fig.2 Amounts of bisphenol substances migrated from sample 10 with 50vol% ethanol as the food simulant

上述分析表明，未殺菌的10號樣品罐中遷出BADGE·H2O·HCl和BADGE·2H2O，而殺菌后的樣品罐中只遷出BADGE·2H2O，因此殺菌工藝對食品金屬罐中雙酚類物質(zhì)的遷移量及遷移種類均有較大影響。故建議在開展遷移試驗時，如果樣品罐在實際生產(chǎn)中需要進行殺菌，應(yīng)根據(jù)其實際殺菌工藝，對樣品罐進行模擬殺菌，再進行遷移試驗，以更加真實地模擬實際遷移過程的情況。

2.6 遷移規(guī)律

選取10號樣品罐進行遷移規(guī)律的研究，以4%乙酸溶液和50%乙醇溶液為食品模擬物的10號樣品罐殺菌后只檢測遷出BADGE·2H2O，而以異辛烷為食品模擬物中檢測遷出BADGE、BADGE·HCl、BADGE·2HCl和BADGE·H2O這4種物質(zhì)，如圖3和圖4所示。由于樣品罐的個體差異，殺菌后的起始遷移物質(zhì)含量不同，所以將每個取樣點的測定值減去殺菌后的初始值得到樣品罐在每個時間的遷移值，據(jù)此得出遷移規(guī)律。4%乙酸溶液和50%乙醇溶液的中只遷移出BADGE·2H2O，這是因為環(huán)氧丙基在酸性和中性條件下與H+發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)，而且高溫殺菌過程使水解反應(yīng)更加劇烈[29]，因此高溫殺菌只產(chǎn)生了BADGE·2H2O。在異辛烷中檢測遷出BADGE、BADGE·HCl、BADGE·2HCl和BADGE·H2O這4種雙酚類物質(zhì)，這是因為在異辛烷中環(huán)氧丙基沒有發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，因此檢測到的就是從罐內(nèi)壁涂層中遷移出的BADGE及其衍生物。

圖3 10號樣品罐中以異辛烷作為食品模擬物遷移出的雙酚類物質(zhì)含量Fig.3 Amounts of bisphenol substances migrated from sample 10 with isooctane as the food simulant

圖4 10號樣品罐中BADGE·2H2O的遷移量Fig.4 Migration amounts of BADGE·2H2O in sample 10

此外，溫度和遷移時間是影響物質(zhì)遷移的重要因素，在相同食品模擬物、相同遷移時間里，雙酚類遷移量順序為60 ℃>40 ℃>20 ℃，即雙酚類物質(zhì)的遷移量與溫度正相關(guān)。由阿倫尼烏斯方程可知，溫度上升使得雙酚類物質(zhì)分子運動加快，分子的自由能增加，擴散活化能降低。在遷移達到平衡前，隨著貯存溫度的升高，雙酚類物質(zhì)的遷移速率越快、遷移量越高。

3 結(jié)論

本文采用高效液相色譜法建立了食品金屬罐中同時檢測14種雙酚類物質(zhì)遷移量的方法。方法的精密度和準(zhǔn)確度良好，14種雙酚類物質(zhì)的回收率為83.67%～107.05%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為2.32%～7.67%，為金屬罐中雙酚類物質(zhì)的同時測定提供了一種有效的方法。對中國市場上9種類型罐頭食品中14種雙酚類物質(zhì)的遷移量進行了測試。檢出7種雙酚類物質(zhì)，未檢出BPA及其類似物的遷移量。黑莓罐中的BFDGE·2H2O遷移量為0.046 mg/L，違反了歐盟標(biāo)準(zhǔn)不允許其檢出的規(guī)定[20]，午餐肉罐中的BADGE·H2O和牡蠣葛根飲料罐中的BADGE·2H2O的遷移量均超過了9 mg/L，違反了歐盟限量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定[20]，其余雙酚類物質(zhì)均符合中國和歐盟的安全限值。建議根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果建立BADGE和BFDGE及其系列衍生物的遷移限量值。此外，遷移結(jié)束后，經(jīng)過殺菌的食品金屬罐中僅檢測到BADGE·2H2O，而未經(jīng)殺菌的食品金屬罐中同時檢測到BADGE·2H2O和BADGE·H2O·HCl。殺菌過程對雙酚類物質(zhì)從食品金屬罐中遷移的數(shù)量和類型都有顯著的影響。另外，對某未知樣品罐中雙酚類物質(zhì)向3種食品模擬物中遷移的規(guī)律進行了研究，遷移結(jié)束后，在4%乙酸和50%乙醇中只檢測到BADGE·2H2O，而在異辛烷中檢測到4種雙酚類物質(zhì)。食品模擬物性質(zhì)不同，雙酚類物質(zhì)的遷出種類與含量不同，且隨著溫度的升高和保溫時間的延長，雙酚類物質(zhì)的遷移量逐漸升高直至達到平衡。本研究結(jié)果為食品金屬罐中雙酚類物質(zhì)的測定方法以及食品接觸材料遷移試驗相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供一定的參考。