劉平年
環(huán)氧大豆油是一種低毒高效的塑料助劑,廣泛應(yīng)用于和食品接觸的塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)上。環(huán)氧大豆油在塑料中的添加量較高,最高可達(dá)40%,因而可通過遷移,浸出進(jìn)入到食品中,被人體攝入。
環(huán)氧大豆油是用精煉大豆油采用過氧化物處理而制得的一種化工產(chǎn)品。英文名為Epoxidized Soybean Oil(簡(jiǎn)寫為ESBO),分子量約為1000。常溫下為淺黃色粘稠油狀液體,流動(dòng)點(diǎn)-1℃,沸點(diǎn)150℃(0.5kPa),可溶烴類、酮類、酯類、高級(jí)醇等有機(jī)溶劑,微溶于乙醇,不溶于水。
ESBO具有良好的耐熱性、耐光性、互滲性及低溫柔韌性,且揮發(fā)度低,低毒,被廣泛用于食品包裝材料的增塑劑和穩(wěn)定劑,較多用于PVC的增塑劑,在食品包裝中主要用于玻璃罐頭食品的瓶蓋密封墊圈。
由于ESBO日益廣泛應(yīng)用,很多國家和地區(qū)對(duì)ESBO的使用在法規(guī)上進(jìn)行了規(guī)定,歐盟食品接觸塑料法規(guī)EU 10-2011中規(guī)定食品接觸材料中ESBO的遷移限量為60mg/kg,如果材料用于嬰兒食品包裝,遷移限量則降為30mg/kg,法規(guī)對(duì)ESBO的質(zhì)量也進(jìn)行了規(guī)定,其中碘值小于6,環(huán)氧乙烷的含量小于8%。
食品中ESBO主要來自包裝材料的遷移,各國對(duì)食品中ESBO含量并沒有做出限量的規(guī)定,按照歐洲的毒理試驗(yàn)結(jié)果,ESBO的TDI為1mg/kg·bw,但目前ESBO的暴露水平小于該TDI。
目前對(duì)ESBO的檢測(cè)主要為塑料中ESBO含量測(cè)試,和食品接觸塑料中ESBO遷移測(cè)試,食品中ESBO含量測(cè)試。衍生氣相色譜測(cè)定方法
根據(jù)ESBO的特性,可以通過檢測(cè)其中的環(huán)氧基團(tuán)來檢測(cè)ESBO。通過有機(jī)溶劑提取ESBO,進(jìn)行甲酯化或乙酯化之后檢測(cè)環(huán)氧脂肪酸的甲酯或乙酯。也有文獻(xiàn)報(bào)道為增強(qiáng)檢測(cè)效果,將酯化以后的環(huán)氧脂肪酸酯用環(huán)戊酮和三氟化硼乙醚溶液進(jìn)行衍生之后,檢測(cè)衍生產(chǎn)物環(huán)戊基環(huán)氧脂肪酸酯,以得到更好的分離效果和更具特征的標(biāo)記化合物,
根據(jù)研究,大豆油中的脂肪酸含有一定量的環(huán)氧油酸,所以環(huán)氧油酸不被作為EsBO的檢測(cè)標(biāo)記物,ESBO中的順式環(huán)氧亞油酸(18:2E)有兩個(gè)同分異構(gòu)體,根據(jù)報(bào)道的測(cè)定結(jié)果其中脂肪酸(18:2E)ME1在EESBO的甲酯化衍生物中有比較恒定的含量,為33%,所以可以用來作為標(biāo)記物對(duì)ESBO進(jìn)行定量,報(bào)導(dǎo)的氣相色譜分析方法采用(20:2E)的環(huán)氧脂肪酸來做為內(nèi)標(biāo)物。
Sandr Biedermann-Brem等利用GC-FID和GC/MS分析了油性食品中的ESBO,實(shí)驗(yàn)中采用的質(zhì)譜技術(shù)為E1,NCI和PCI,實(shí)驗(yàn)中分析了環(huán)氧亞油酸甲酯的色譜特征,比較了各種電離方式下環(huán)氧亞油酸甲酯的質(zhì)譜特征。其中GC-FID采用較長(zhǎng)的極性色譜柱來分離各種脂肪酸,F(xiàn)ID方法可用于簡(jiǎn)單樣品的分析,對(duì)于油性食品,檢出限為20mg/kg。GC/MS測(cè)試中采用了非極性的柱子,并能測(cè)定到較低的檢出限。
Koni Grob等建立了液相色譜和氣相色譜在線聯(lián)用的方法來檢測(cè)食品中的ESBO,利用正向的液相色譜分離脂肪酸甲酯,通過閥切換將(18:2E)ME1和內(nèi)標(biāo)(20:2E)ME1注入到氣相色譜中,通過FID檢測(cè)相應(yīng)脂肪酸甲酯來測(cè)定ESBO的含量。正相的液相色譜可以除去基質(zhì)中大量的脂肪酸甲酯,提取目標(biāo)標(biāo)記物的脂肪酸甲酯進(jìn)GC分析,減少樣品量過載對(duì)氣相色譜檢測(cè)系統(tǒng)的影響。此方法需要配置特殊的LC-GC-FID聯(lián)用系統(tǒng),較難推廣
提取
對(duì)于塑料樣品,有報(bào)道采用四氫呋喃提取PVC中的ESBO,沉淀PVC后的溶液用于檢測(cè)。對(duì)于食品,采用正己烷,二氯甲烷等提取。對(duì)于油類樣品,可直接用正己烷稀釋。
直接測(cè)定方法LC/MS/MS法
食品經(jīng)二氯甲烷提取,濃縮后乙腈溶解,注入LC/MS/MS來測(cè)定,通過采集環(huán)氧脂肪酸甘油酯母離子和他們的子離子來確認(rèn)ESBO的量,定量采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。
紅外光譜用于塑料中ESBO含量的測(cè)定
塑料樣品四氫呋喃提取之后,沉淀PVC,用FTIR測(cè)定提取物,檢出PVC中ESBO的含量為0.2%~35.2%。
氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法
本實(shí)驗(yàn)室采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法,進(jìn)行食品接觸塑料中ESBO的遷移測(cè)試,參考法規(guī)BS EN 13130-1中推薦的食品接觸材料特定遷移指南,采用的遷移液為水,3%乙酸,50%乙醇和橄欖油。
對(duì)于水性食品(水,3%乙酸,50%乙醇遷移溶液)用正己烷提取后濃縮至干加甲醇?xì)溲趸浫芤杭柞セ?,氣相色譜質(zhì)譜法檢測(cè),定量采用外標(biāo)法,測(cè)試中采用環(huán)氧亞油酸甲酯(18:2E)ME1作為標(biāo)記化合物。
由于橄欖油經(jīng)衍生后含大量脂肪酸甲酯,導(dǎo)致GC分析時(shí)化合物的保留時(shí)間改變,需要采用橄欖油配置標(biāo)準(zhǔn)曲線,用樣品衍生的方法衍生這一標(biāo)準(zhǔn)品序列,用這個(gè)方法制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線可以使樣品和標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間保持一致,便于判斷。
在甲酯化的基礎(chǔ)上,可以采用環(huán)戊酮和三氟化硼乙醚溶液衍生的方法得到更好的分離效果和檢測(cè)結(jié)果。
具體流程為:將甲酯化后的正己烷層轉(zhuǎn)移至離心管中,氦吹溶劑至干,加入2mL異辛烷,1mL環(huán)戊酮,0.5mL三氟化硼乙醚,渦旋30s。加入2mL氯化鈉溶液終止衍生反應(yīng),在4000rpm/離心3min,轉(zhuǎn)移異辛烷層至5mL容量瓶,定容用于GC分析。
目前實(shí)驗(yàn)室采用上述方法的檢出限為水性食品模擬液(水,3%乙酸,50%乙醇)為2mg/kg,油性食品模擬物(橄欖油)為20mg/kg。