
新兴污染物PFAS(全氟/多氟烷基物质)是一大类人工合成的氟化脂肪族化合物,自1950年代开始广泛应用于工业和消费品中。 PFAS 具有高度稳定性、持久、不易分解,因此被称为「永久化学物质 (forever chemicals)」。 近年研究显示,PFAS 已在水、土壤和食物链中被普遍检出,且对人类的健康有一系列的风险。
为何 PFAS 成为食品安全的新焦点?
食品中的 PFAS 怎么来?
食品 PFAS 的国际法规及标准
食品中 PFAS 的检测挑战及解法
食品中 PFAS 的检测步骤
如何避免食品 PFAS 检测的隐性污染?
常见问题 (FAQ)
PFAS (Per- and polyfluoroalkyl substances) 属于内分泌干扰物质,与多种健康风险息息相关,包括免疫系统功能降低、生殖及发育影响、胆固醇升高、以及增加癌症的风险等。 人体暴露于 PFAS 的来源主要包括饮用水和食物摄入,因此除了水质监控外,食品监测也成为全球关注的重点议题。
国际间已积极监测食品中的 PFAS 并进行风险评估,如美国 FDA (U.S. FDA) 自 2019 年起持续测试并发现 PFAS 已在多种食物样品中被检出,包括海鲜、肉类、乳制品和农产品; 欧洲食品安全局(EFSA)在2020年也对食品中PFAS的风险进行了评估。
延伸阅读: PFAS 在水样分析中的检测与去除策略
PFAS 进入食品的主要途径有两种:环境累积和与食品接触的材料。
目前食品包材现已成为全球监管的重点,例如,欧盟已将PFAS列为食品接触材料(FCM)与包装的重要管理重点,逐步限制含PFAS的食品包装; 美国FDA自2024年2月起停止食品接触用途的PFAS防油剂在美国市场销售。
欧盟 Regulation (EU) 2023/915已于 2023 年起实施管控特定食品中的四种主要 PFAS (PFOS、PFOA、PFNA、PFHxS) 的*残留限量 (maximum level),如鱼类、甲壳类、双壳贝类、蛋品和肉类。
欧盟 Regulation (EU) 2023/915 的 PFAS *残留限量标准:
| 食品分类 | 食品种类 | *残留限量 (μg/kg) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
PFOS |
PFOA |
PFNA |
PFHxS |
总量 | ||
|
肉类与食用内脏 | 牛、猪、家禽肉 |
0.3 |
0.8 |
0.2 |
0.2 |
1.3 |
| 羊肉 |
1 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
1.6 | |
| 牛、羊、猪、家禽内脏 |
6 |
0.7 |
0.4 |
0.5 |
8 | |
| 野味 (不含熊) |
5 |
3.5 |
1.5 |
0.6 |
9 | |
| 野味内脏(不含熊) |
50 |
25 |
45 |
3 |
50 | |
| 渔获与双壳类 |
一般鱼类肌肉 (除下) |
2 |
0.2 |
0.5 |
0.2 |
2 |
|
特定鱼种* |
7 |
1 |
2.5 |
0.2 |
8 | |
|
其它鱼种* |
35 |
8 |
8 |
1.5 |
45 | |
|
甲壳类与双壳类 |
3 |
0.7 |
1 |
1.5 |
5 | |
| 蛋类 | 鸡蛋 |
1 |
0.3 |
0.7 |
0.3 |
1.7 |
* 特定鱼种例:波罗的海鲱鱼、鲣鱼、狗鱼、欧洲鲱鱼、鲽鱼、灰鲳鱼、竹筴鱼、海灯鱼、河鲈鱼、银光鱼、野生鲑鱼、野生鳟鱼、狼鱼。
* 其他鱼种例:鳀鱼、鲤鱼、白鳃、鳗鱼、河鲨、河鲈、白身鱼、白鱼等。
除欧盟(EU)外,美国联邦法律(federal regulation)及中国台湾食药署(TFDA)目前针对食品PFAS尚无正式统一之*残留限量。 然而,环境部已公告 508 种 PFAS 为禁用之毒性化学物质,食药署并明确指出不得核准其用于食品器具、容器及包装之制造与运作。
由于食品基质复杂(富含脂质、蛋白质、糖类、色素等)且 PFAS 的极低浓度检测需求 (ppb, ppt级别),导致食品中的 PFAS 分析*挑战。 美国FDA建议采用QuEChERS作为食品样品的前处理方法降低基质效应(matrix effect),如FDA C-010.03。
QuEChERS 具备流程简化、快速、溶剂用量少,且在多种基质上具有良好再现性等多重优势,但面对复杂食品或需要极低定量极限时,单纯的 QuEChERS 可能需要额外的纯化步骤。 FDA 方法建议使用弱阴离子交换 (WAX) SPE 管柱进行进一步净化,以确保长链和短链 PFAS 的回收率和灵敏度符合要求。

延伸阅读:QuEChERS
食品中PFAS分析通常参考美国FDA C-010.03、USDA CLG-PFAS 2.04等具体分析方法,以及AOAC SMPR 2023.003、欧盟建议文件EU 2022/1431等国际指引与性能要求。 下以美国 FDA「食品及饲料中30种全氟与多氟烷基物质检测方法-液相层析串联式质谱仪法」 (U.S. FDA Method C-010.03, Determination of 30 Per and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Food and Feed using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS)) 为例,食品中 PFAS 检测主要分为 5 大步骤:

使用均质机或粉碎机打散样品,确保样品均匀、提高萃取效率及代表性。 建议使用聚丙烯 (PP)材质容器、避免使用任何 PTFE 或其他含氟容器。 样品均质后应立即加入同位素标记(isotopically labeled)标准液(*后萃取液中浓度约为1 ng/mL),以校正回收率与基质效应。
使用乙腈 (Acetonitrile)、甲酸 (formic acid) 及MgSO4/NaCl 萃取用粉剂 (QuEChERS salt packet),充分振盪 (vortex) 萃取 PFAS。 离心后取上清液 (supernatant) 至含 d-SPE 净化粉剂 (d-SPE sorbent) 之15 mL 离心管,再次振盪、离心以去除共萃物 (co-extractives)。
* 对于干燥或低含水样品,均质后需加水使样品重新含水 (rehydrate),确保后续 QuEChERS 萃取效率。
以0.2 μm尼龙材质 (nylon) 针头过滤器 (syringe filter) 过滤上清液后,再使用弱阴离子交换(WAX) SPE 管柱进一步纯化,去除残留的基质,如脂肪、色素等。
* SPE 管匣:建议使用 Phenomenex Strata-XL-AW™ 100 μm Polymeric Weak Anion 200 mg/6 mL。
延伸阅读:固相萃取 (SPE)
以氮气浓缩装置(nitrogen evaporator)在60°C进行浓缩(concentration),以甲醇(methanol)回溶并加入内标准品(NIS)后,再以0.2 μm尼龙材质(nylon)针头过滤器过滤,准备上机分析。
选择 PFAS 分析适用管柱 (column) 以确保分离效率和分辨率,并使用高效液相层析仪耦合串联质谱仪 (LC-MS/MS) 进行分析。 定量通常透过比较待测物与内标准品校正过程损失及基质效应,从而提高准确性。
* 层析管柱:建议使用Waters XBridge C18管柱,150 mm (长度) x 2.1 mm (内径), 3.5 μm (粒径)。
PFAS 分析的可靠性取决于严格的污染控制。 由于 PFAS 易吸附、难分解且普遍存在,即使是低 ppb、ppt 等级的微量污染也可能影响检测结果,实验室必须实施严格的零污染工作流程。
Q1: 哪些食物 PFAS 浓度*?
A1: 依据美国 FDA 的调查结果,海鲜产品可能面临较高的环境 PFAS 污染风险,特别是蛤蜊、牡蛎等滤食性动物,因具生物累积性被检测出高浓度 PFAS 的比例较高。 此外,根据中国台湾食药署的评估,鱼类、水产类和禽畜肉类的 PFAS 浓度也相对较高。
Q2: PFAS 对我有什么影响?
A2: 欧洲食品安全局(EFSA)于2020年发表的科学意见中指出PFOS、PFOA、PFNA和PFHxS可能对发育产生影响,并对血清胆固醇、肝脏、免疫系统和出生体重产生不利影响。 该机构认为对免疫系统 (immune system) 的影响*为关键。 EFSA 为此制定了四种 PFAS 总和的群体耐受每周摄取量 (tolerable weekly intake, TWI) 为 4.4 ng/kg 体重/周。
Q3: QuEChERS 适合哪些食品 PFAS 检测?
A3: QuEChERS 方法 (如FDA C-010.02, FDA C-010.03) 已经过验证,适用于广泛的食品、饲料基质。 它特别适用于含有各种脂肪、水分和色素的复杂基质,包括鲑鱼、蛤蜊等水产品、肉类、乳制品、蛋类、面包以及蔬果和饲料 (如青贮饲料和玉米)。 这种方法被认为是快速且有效处理大量样品的*策略。
Q4: QuEChERS 对所有 PFAS 都有效吗?
A4: QuEChERS 确实是萃取 PFAS 的有效技术,但由于食品基质的复杂性及 PFAS 的多样性,并非对所有 PFAS 都保证高回收率,特别是针对某些长链 PFAS,如全氟磺酸 (PFSAs) 或长链羧酸。 另外,在某些复杂基质(如面包和青贮饲料) 中,其回收率可能会受到挑战。 因此,改良后的 QuEChERS 必须搭配额外的净化步骤,例如使用弱阴离子交换 (WAX) SPE 和 ENVI-Carb 吸附剂,才能确保方法对所有目标 PFAS (包括短链和长链) 均具备足够的灵敏度和可接受的回收率。
Q5: ROCKER 哪些产品可支持 PFAS 前处理?
A5: PFAS 的检测浓度往往低至 ppt/ppb,因此前处理流程必须做到 全程无氟污染(PTFE-free),并避免任何可能释放背景 PFAS 的耗材或设备。 ROCKER 针对 PFAS 分析需求提供以下关键前处理设备与耗材:
1. QuEChERS 振盪器:Tornado 100 试管振盪器
Tornado 100 可在 QuEChERS 萃取步骤中提供稳定且均一的振盪,使乙腈与盐包充分混合,提升 PFAS 的萃取效率与再现性,同时避免手动振盪造成的作误差。
2. 浓缩设备:ConVap 真空震荡浓缩系统
通常建议使用吹氮浓缩装置(nitrogen evaporator),能提供稳定的溶剂蒸发环境。 而ConVap真空震荡浓缩系统适合大量样品处理,可同时浓缩多达48管,不需外接氮气,并提供低污染、高效率的浓缩。