红葡萄酒及葡萄园中全氟烷基和多氟烷基物质：超高效液相色谱-串联质谱分析与环境启示

《Journal of Food Composition and Analysis》：PFAS in Red Wines and Vineyards: UHPLC-MS/MS Analysis and Environmental Insights.

本研究旨在采用经方法学验证的超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱（UHPLC-MS/MS）技术测定红葡萄酒样品中的全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）。研究人员对意大利北部多个产区的红葡萄酒进行了系统性分析，以评估PFAS的污染特征。结果显示，PFAS的种类和浓度存在显著的空间异质性，表明葡萄品种与农业管理措施对其在植株内的累积具有重要影响。此外，研究人员针对代表性葡萄园的叶片、果实、果渣、土壤及灌溉水开展了靶向分析，探究该类化合物在葡萄园生态系统中的分布规律，证实PFAS在不同环境介质中具有差异化的富集特征。上述发现为解析PFAS在葡萄种植环境中的迁移归趋提供了数据支撑，同时强调了持续开展监测与制定减排策略的必要性，以保障葡萄酒产品的安全与品质。数据进一步表明，尽管有机农业模式可有效降低化学残留风险，但环境本底污染仍是制约消费者健康保护与农业可持续发展的长期挑战。

论文解读：《红葡萄酒及葡萄园中全氟烷基和多氟烷基物质：超高效液相色谱-串联质谱分析与环境启示》

研究背景与立项依据

全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）是一类含碳-氟键的合成有机氟化合物，因其极强的化学稳定性被广泛用于工业与消费品领域。据美国环境保护署（EPA）与经济合作与发展组织（OECD）统计，符合定义的PFAS已超过百万种，其环境持久性、生物累积性及潜在毒性引发了全球关注。长链PFAS已被证实具有致癌性与内分泌干扰效应，国际癌症研究机构（IARC）于2023年将全氟辛酸（PFOA）列为Ⅰ类人类致癌物。人类主要通过饮食与饮用水暴露于PFAS，而葡萄酒作为全球消费量极高的酒精饮品，其PFAS污染数据却极为匮乏。现有研究多集中于水体与啤酒，针对葡萄种植系统及葡萄酒中PFAS的迁移转化机制尚不明晰。鉴于此，研究人员开展了此项针对意大利北部产区红葡萄酒及葡萄园生态系统的PFAS污染调查。该论文发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。

主要技术方法

研究人员建立了基于固相萃取（SPE）结合超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）的检测方法。样本队列涵盖意大利威尼托（Veneto）、艾米利亚-罗马涅（Emilia-Romagna）、弗留利-威尼斯朱利亚（Friuli-Venezia Giulia）和伦巴第（Lombardy）四个大区的11份市售红葡萄酒，以及来自帕维亚省Borgo Priolo地区的1份有机种植克罗地纳（Croatina）葡萄及衍生酒样。在方法学层面，研究采用¹³C标记的内标（ISTD）与回收率替代物（SRS）校正基质效应，并对葡萄园的土壤、叶片、果实及酿酒副产物果渣进行了多介质同步采样分析。数据分析采用主成分分析（PCA）进行降维与模式识别。

研究结果

3.1 方法学验证

验证结果显示，该方法在0.10至10.0 ng/mL范围内线性关系良好，决定系数（R²）均大于0.99。仪器检出限（LOD）与定量限（LOQ）因基质而异，通过SRS回收率校正后，方法精密度（CV%）低于30%，准确度（回收率）介于80%至120%之间，符合欧盟食品污染物监测标准。值得注意的是，在有机红葡萄酒基质中，全氟丁酸（PFBA）的回收率仅为6.5%。模拟基质实验证实，这种低回收率源于PFBA与红酒中花青素等多酚类物质的相互作用，而非提取效率不足，这一发现揭示了深色酒类基质对短链PFAS检测存在的特异性干扰。

3.2 葡萄酒样本分析

定量分析表明，不同产区葡萄酒的PFAS总浓度差异显著。威尼托产区的美乐（Merlot）样品PFAS总量最高（3140 ng/L），主要贡献者为PFBA；艾米利亚-罗马涅产区的桑娇维塞（Sangiovese）次之（3660 ng/L）。相比之下，有机种植的克罗地纳葡萄酒PFAS含量最低（130 ng/L），仅检出微量PFBA与4:2氟调聚物磺酸盐（4:2 FTS），提示有机农业可减少外源化学品输入。主成分分析（PCA）显示，PFBA、PFPeA等短链物质在第一主成分上载荷较高，而GenX等替代物在第二主成分上表现特异。威尼托产区的非有机酒样与有机酒样在得分图上明显分离，证实了产地与种植模式对污染谱的影响。

3.3 模拟基质实验

针对PFBA异常低回收率的深入研究表明，在不含花青素的模拟基质中，¹³C₄PFBA回收率可达63%，而在添加了花青素的模拟基质中降至12%，在真实葡萄酒基质中进一步降至6.5%。这证实了PFAS与植物多酚之间存在吸附或降解反应，导致检测信号抑制，该现象此前未见报道，对食品基质中PFAS的准确定量具有重要警示意义。

3.4 叶片、果实与果渣分析

葡萄园多介质分析显示，PFAS在植物体内的分配具有组织特异性。叶片中PFAS总含量最高（1320 ng/kg），且短链全氟羧酸（PFCAs）与全氟磺酸（PFSAs）主要富集于此；果实中仅检出PFBA、PFPeA及全氟辛酸（PFOA）；果渣中则主要富集6:2 FTS与8:2 FTS。这表明不同链长的PFAS具有不同的亲和组织特性，土壤中的PFOA可通过根系吸收进入果实，成为葡萄酒污染的潜在来源。

结论与讨论

研究证实，意大利北部红葡萄酒普遍存在PFAS污染，且污染水平与葡萄品种及产区环境密切相关。虽然有机种植能有效降低污染负荷，但无法完全阻断环境介质中的PFAS通过土壤-植物系统进入葡萄酒链条。研究首次揭示了花青素对短链PFAS检测的基质干扰效应，强调了在方法开发中进行严格基质匹配的重要性。此外，PFAS在葡萄树体内的差异化分布特征表明，叶片可能是拦截大气沉降PFAS的重要屏障，而果渣则可作为特定氟调聚物的指示介质。研究人员建议，未来应扩大监测范围至更多酒类与产区，并深入研究PFAS在葡萄藤中的吸收、转运与转化机制，以制定更有效的农田污染管控策略，保障食品安全与公众健康。