◎ 陳 闖，肖 宇，李永麗，薛 康

（成都海關(guān)技術(shù)中心，四川 成都 610041）

甲醛無色具有刺激性氣味，影響機(jī)體的免疫系統(tǒng)，能對(duì)人體造成包括嗅覺、肺功能、免疫功能、肝功能的異常及損傷，還可能誘發(fā)細(xì)胞基因突變，具有一定的遺傳毒性[1]。2017 年世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布甲醛在Ⅰ類致癌物列表清單中。2022 年我國(guó)發(fā)布《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸紙和紙板材料及制品》（GB 4806.8—2022）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定甲醛殘留量應(yīng)≤1 mg·dm-2[2]。甲醛作為化工原料也常應(yīng)用于食品接觸材料中，其單體及其低聚物會(huì)殘留在這些食品接觸材料中，食品接觸用紙制品使用到的原材料、助劑、膠粘劑等以及不法企業(yè)使用的廢紙?jiān)?，均有可能引入甲醛[3-5]。

目前針對(duì)紙質(zhì)食品接觸材料中甲醛的檢測(cè)主要是使用分光光度法[6-7]和基于2,4-二硝基苯肼衍生的高效液相色譜法[8-10]。分光光度法易受食品接觸用紙及紙制品在水提取過程中褪色的影響，引起吸光度測(cè)量誤差，造成測(cè)量不準(zhǔn)確[11-12]。2,4-二硝基苯肼幾乎能與所有酮、醛發(fā)生衍生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物較復(fù)雜，同樣紙制品中也可能含有其他醛酮類物質(zhì)，易產(chǎn)生干擾[13-14]。由于乙酰丙酮只與甲醛和乙醛發(fā)生Hantzsch衍生反應(yīng)，且在高效液相色譜條件下易分離出兩者的衍生產(chǎn)物，產(chǎn)生的甲醛衍生產(chǎn)物為2,6-二甲基-3,5-二乙?；?1,4-二氫吡啶，在可見光區(qū)有最大吸收波長(zhǎng)為415 nm，可通過液相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)[15-16]。徐莉莉等[17]、曾文祥等[18]、王晨蕾等[19]已成功應(yīng)用上述衍生反應(yīng)結(jié)合液相色譜法對(duì)酒類及牙膏中微量甲醛進(jìn)行了檢測(cè)。

本文利用乙酰丙酮與甲醛發(fā)生Hantzsch 衍生的反應(yīng)產(chǎn)物特性，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，借助高效液相色譜儀，旨在建立一種操作簡(jiǎn)便、定量準(zhǔn)確、精密度高，適用于紙吸管中微量游離甲醛含量測(cè)定的檢測(cè)方法。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

網(wǎng)絡(luò)及線下市場(chǎng)隨機(jī)購(gòu)買的不同品牌紙吸管樣品各8 批次，密封保存，冷藏備用。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)品（北京曼哈格生物科技有限公司，100 mg·L-1）；乙酰丙酮（天津科密歐化學(xué)試劑有限公司）；乙酸、乙酸銨、乙腈（美國(guó)天地化學(xué)試劑有限公司，色譜純）。

安捷倫1200 高效液相色譜儀帶二極管陣列檢測(cè)器（美國(guó)安捷倫科技公司）；恒溫水浴鍋（浙江金壇富華儀器有限公司）；VORTEX GENIUS 3 渦旋混勻儀（德國(guó)IKA 公司）； XS 105 Dual Range 電子天平（瑞士梅特勒-托利公司）；MIMI-Q A10 超純水儀（美國(guó)密理博公司）；0.45 μm 水相濾膜（津騰公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 溶液配制

2%乙酰丙酮衍生液配制：稱取150 g 乙酸銨至500 mL 容量瓶中，加入7.5 mL 乙酸及1.00 g 乙酰丙酮，超純水溶解后并定容至500 mL，放置于2 ～8 ℃冰箱避光保存。

10 mg·L-1甲醛標(biāo)準(zhǔn)中間液：吸取100 mg·L-1甲醛標(biāo)準(zhǔn)1 mL 至10 mL 容量瓶中，加超純水定容。

1.2.2 甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制

分別吸取10 mg·L-1甲醛標(biāo)準(zhǔn)中間液0 μL、50 μL、100 μL、200 μL、400 μL、800 μL、1 600 μL 和3 200 μL至10 mL 具塞比色管中，然后各加入2%乙酰丙酮衍生液2.5 mL，超純水定容至刻度，玻璃塞密封比色管，渦旋混勻，放置于恒溫水浴鍋，在60 ℃條件下水浴15 min 后冷卻，即配制成濃度為0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.80 mg·L-1、1.60 mg·L-1和3.20 mg·L-1甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液（現(xiàn)配現(xiàn)用）。

1.2.3 樣品前處理

考慮到紙吸管在使用過程中預(yù)期溫度可能超過40 ℃，參考食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.8—2022 中關(guān)于對(duì)食品接觸用紙和紙板材料及制品測(cè)定甲醛時(shí)制取水提取試液的規(guī)定。稱取剪碎至1 cm2大小的紙吸管樣品10 g左右（精確至0.01 g），將樣品置于具塞250 mL三角燒瓶中，加入200 mL 沸水，蓋上塞子。將燒瓶置于恒溫水浴槽中，控制溫度為（80±2）℃，時(shí)間為（120±5）min，其間不時(shí)振搖。時(shí)間到后，將溶液從燒瓶中轉(zhuǎn)移至250 mL 容量瓶中，并用80 ℃的水沖洗試樣2 次，洗滌液并入250 mL 容量瓶中，冷卻至20℃定容混勻。吸取提取液5 mL 至10 mL 具塞比色管中，同理按照1.2.2 方式衍生處理，反應(yīng)結(jié)束，取提取液過0.45 μm 水相濾膜至進(jìn)樣瓶中供液相色譜檢測(cè)。按同樣方法制備空白溶液。

1.2.4 液相色譜條件

色譜柱：SHIMADZU VP-ODS C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相：水∶乙腈=80 ∶20；流速：1.0 mL·min-1；檢測(cè)波長(zhǎng)：415 nm；進(jìn)樣量：10 μL；柱溫：30 ℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的確定

通過安捷倫液相色譜二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行3D光譜掃描，發(fā)現(xiàn)甲醛衍生產(chǎn)物在254 nm 和415 nm 處分別都有吸收峰。對(duì)比發(fā)現(xiàn)雖然在254 nm 響應(yīng)值較高，但在該紫外波段附近的其他雜峰較多，甲醛衍生物檢測(cè)易受干擾，因此選擇415 nm 作為檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.2 衍生溫度與時(shí)間優(yōu)化

根據(jù)GB 31604.48—2016 食品接觸材料及制品甲醛遷移量的測(cè)定中分光光度法衍生條件，該衍生反應(yīng)在40 ℃水浴中放置30 min 即可反應(yīng)完全[20]。

將3.2 mg·L-1的甲醛溶液按1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法考察反應(yīng)溫度為40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃對(duì)衍生反應(yīng)后甲醛衍生產(chǎn)物在液相色譜儀上的衍生峰響應(yīng)面積的影響。設(shè)置反應(yīng)時(shí)間為5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、60 min，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)前期在相同的時(shí)間內(nèi)，衍生溫度越高，衍生峰面積越大（圖1）。在10 min后60 ℃、70 ℃、80 ℃的條件下，衍生峰面積趨于最大并基本穩(wěn)定，最大面積與在40 ℃水浴中放置30 min時(shí)衍生峰面積基本一致。為確保反應(yīng)完全同時(shí)考慮時(shí)效性，選定衍生溫度為60 ℃，時(shí)間為15 min。

圖1 衍生溫度和時(shí)間對(duì)衍生峰面積的影響圖

2.3 衍生劑濃度對(duì)衍生峰面積的影響

配制3.2 mg·L-1的甲醛溶液，加入濃度為0%、0.1%、0.2%、0.4%、1.0%、1.5%、2.0%、4.0% 和5.0% 的乙酰丙酮衍生液2.5 mL，按照1.2.2 方式衍生處理，冷卻后檢測(cè)，考察加入乙酰丙酮濃度對(duì)衍生峰面積的影響，結(jié)果見表1。結(jié)果表明，隨著乙酰丙酮衍生液濃度的增大，衍生物峰面積逐漸增大；當(dāng)加入的乙酰丙酮濃度在1.5%以上時(shí)，衍生峰面積就基本趨于保持恒定。該實(shí)驗(yàn)選擇加入濃度為2%的乙酰丙酮衍生液。

表1 乙酰丙酮衍生液濃度對(duì)衍生峰面積的影響表

2.4 方法學(xué)考察

2.4.1 方法專屬性

通過液相色譜儀器檢測(cè)甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)系列，甲醛衍生物的保留時(shí)間為9.19 min。對(duì)比空白標(biāo)準(zhǔn)衍生液與甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)濃度為0.1 mg·L-1的色譜圖，結(jié)果顯示在衍生物出峰位置及附近未出現(xiàn)其他干擾峰，該方法的專屬性較好，詳見圖2、圖3。

圖2 空白標(biāo)準(zhǔn)衍生液圖

圖3 0.1 mg·L-1 甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)圖

2.4.2 方法檢出限與定量限

取6 份10 g 陰性紙吸管樣品，按1.2.3 制備6 份甲醛加標(biāo)濃度為0.01 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.50 mg·L-1的甲醛衍生物上機(jī)溶液，通過液相色譜檢測(cè)。擬將待測(cè)物的信噪比約為3 ∶1 時(shí)，對(duì)應(yīng)的加標(biāo)濃度定為儀器檢出限；將信噪比約為10 ∶1 時(shí)，對(duì)應(yīng)的加標(biāo)濃度定為儀器定量限。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在0.02 mg·L-1濃度時(shí)測(cè)的信噪比為4.3；在0.05 mg·L-1濃度時(shí)測(cè)的信噪比為12.6，綜合色譜圖基線情況選取0.02 mg·L-1為儀器的檢出限，0.05 mg·L-1為儀器的定量限。根據(jù)樣品前處理及稀釋比例，對(duì)應(yīng)的該方法的檢出限及定量限分別為1.0 mg·kg-1和2.5 mg·kg-1。

2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制濃度為0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.80 mg·L-1、1.60 mg·L-1和3.20 mg·L-1的甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，通過液相色譜儀檢測(cè)，以濃度為橫坐標(biāo)，衍生峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)在0.05 ～3.20 mg·L-1與之對(duì)應(yīng)衍生物峰面積呈線性，線性方程為y=120.61x-0.094，相關(guān)系數(shù)R2為0.999 8。說明甲醛衍生物上機(jī)濃度在0.05 ～3.20 mg·L-1時(shí)與甲醛衍生物峰面積之間有較好的線性關(guān)系。

2.4.4 方法回收率和精密度

取某陽(yáng)性樣品按照1.2.3 衍生反應(yīng)處理，進(jìn)行6 次檢測(cè)，樣品提取液本底平均值為1.87 mg·L-1。同理該樣品分別按照1 倍定量限、10 倍定量限和40 倍定量限，做3 個(gè)濃度的加標(biāo)衍生反應(yīng)，最終折算為上機(jī)溶液中加標(biāo)濃度為0.05 mg·L-1、0.50 mg·L-1、2.00 mg·L-1，分別進(jìn)行6 次測(cè)定。3 種不同添加濃度下的加標(biāo)回收率為87.2%～106.1%，RSD 為1.42%～4.63%。方法具有良好的回收率及精密度，滿足檢測(cè)方法對(duì)加標(biāo)回收率及精密度的要求。相關(guān)數(shù)據(jù)及結(jié)果見表2。

表2 甲醛加標(biāo)回收率和精密度結(jié)果表（n=6）

2.5 實(shí)際樣品的檢測(cè)

在網(wǎng)絡(luò)及線下市場(chǎng)隨機(jī)購(gòu)買不同品牌的紙吸管樣品各8 份，共16 份樣品，稱取重量、量取尺寸，對(duì)殘留的游離甲醛含量進(jìn)行檢測(cè)，并按照面積折算檢測(cè)結(jié)果。其中有4 份紙吸管浸泡液甲醛檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性，按面積折算結(jié)果值均小于1 mg·dm-2，符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用紙和紙板材料及制品》（GB 4806.8—2022）中甲醛殘留量要求。由于本次所檢樣品不能代表所有紙吸管產(chǎn)品的結(jié)果，而且紙吸管是直接與口腔接觸的食品接觸材料，較低的含量也應(yīng)該引起消費(fèi)者企業(yè)，相關(guān)監(jiān)管部門的注意。各數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。

表3 紙吸管樣品的測(cè)定表

3 結(jié)論

本文確定以添加濃度為2%乙酰丙酮衍生液與甲醛在60 ℃、15 min 的條件下完成Hantzsch 衍生反應(yīng)，利用生成的甲醛衍生物在可見光區(qū)有最大吸收波長(zhǎng)415 nm，經(jīng)高效液相色譜分離并檢測(cè)甲醛衍生物，外標(biāo)法定量，建立了針對(duì)檢測(cè)紙吸管中微量游離甲醛的基于柱前Hantzsch 衍生高效液相色譜法。該方法操作簡(jiǎn)便、選擇性好、定量準(zhǔn)確、回收率及精密度良好，可以滿足對(duì)紙吸管中殘留的微量游離甲醛的定性、定量檢測(cè)分析。