楊悠悠， 謝云峰， 田菲菲， 楊永壇*

(1.中糧營養(yǎng)健康研究院，北京 100020;2.北京市營養(yǎng)健康與食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100020;3.島津國際貿(mào)易有限公司北京分析中心，北京 100020）

2011年6月臺(tái)灣“起云劑”風(fēng)波以及2012年大陸白酒“塑化劑事件”引起人們對(duì)增塑劑的廣泛關(guān)注。增塑劑，又名“塑化劑”，常被添加到塑料食品包裝材料中以增加塑料制品的可塑性及延展性［1，2］，然而，增塑劑易受周圍環(huán)境如保存溫度、食品極性等影響而遷移到食品中［3］。鄰苯二甲酸酯類化合物是一類使用普遍的增塑劑，具有腎毒性和生殖毒性等［4，5］。目前，歐盟、美國以及中國臺(tái)灣、香港、大陸等國家和地區(qū)對(duì)食品包裝材料中部分鄰苯二甲酸酯類增塑劑的特定遷移限量(SML）均有限定。如歐盟規(guī)定鄰苯二甲酸二乙基己基酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸苯基丁基酯的SML分別為1.5、0.3、30 mg/kg，且不得接觸油脂類食品及嬰幼兒食品［6］。自“起云劑”事件后，中國臺(tái)灣、香港、大陸紛紛制定了食品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的臨時(shí)限量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格監(jiān)控食品中鄰苯二甲酸酯的含量［7］。

目前，鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分離主要采用氣相色譜(GC）和液相色譜(LC）方法，配合使用紫外和質(zhì)譜檢測器進(jìn)行含量測定［8，9］。鄰苯二甲酸酯類增塑劑的樣品前處理方法隨樣品基質(zhì)不同而有差異。凝膠滲透色譜法［10］多用于處理高油脂含量樣品，該方法需要使用專業(yè)的凝膠滲透色譜儀，運(yùn)行成本較高，難以普及。液液萃取法常用于提取果汁飲料等簡單基質(zhì)樣品中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑［11］，而對(duì)于牛奶、醬料等復(fù)雜基質(zhì)樣品，其前處理仍需結(jié)合固相萃取等樣品凈化技術(shù)［12，13］。傳統(tǒng)的固相萃取法雖然選擇性高、凈化效果好，但是存在固相萃取小柱花費(fèi)高且凈化時(shí)間長等不足。近年來，固相微萃取法由于具有操作簡便、萃取速度快等特點(diǎn)，也被應(yīng)用于水［14］及化妝品［15］中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的提取和凈化。然而固相微萃取探頭制備繁瑣、精細(xì)，需要專業(yè)人員從事方法開發(fā)，限制了該技術(shù)在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室推廣應(yīng)用。基質(zhì)分散固相萃取法，也稱QuEChERS［16］，是一種在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的快速萃取凈化技術(shù)，它將 C18、N-丙基乙二胺(PSA）等填料與樣品直接混合，利用填料與待凈化液中雜質(zhì)間的相互作用，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分析物與雜質(zhì)的分離，從而達(dá)到凈化效果［16］。由于該方法處理樣品快速、簡便、凈化效率高，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)獸藥殘留［17］與添加劑分析［18］領(lǐng)域，并逐漸延伸至復(fù)雜食品基質(zhì)中增塑劑的分析檢測［7，19－21］。

目前，對(duì)于白酒中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分析少有報(bào)道?；诖?，本文重點(diǎn)研究了白酒中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的前處理方法并進(jìn)行了含量測定。此外，結(jié)合液液萃取及基質(zhì)分散固相萃取樣品前處理技術(shù)以最大化樣品回收率，進(jìn)行了飲料及復(fù)雜食品基質(zhì)牛奶中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的GCMS分析。最后，將該方法應(yīng)用于保鮮膜與保鮮袋兩種常用食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的遷移研究，以獲得食品包裝材料安全性的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

16種鄰苯二甲酸酯為鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate，DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate，DEP）、鄰苯二甲酸異丁酯(diisobutyl phthalate，DIBP）、鄰苯二甲酸二正丁酯(di-n-butyl phthalate，DBP）、鄰苯二甲酸二(2-甲氧基乙基）酯(bis(2-methoxyethyl）phthalate，DMEP）、鄰苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基）酯(bis(4-methyl-2-pentyl）phthalate，BMPP）、鄰苯二甲酸二(2-乙氧基乙基）酯(bis(2-ethoxyethyl）phthalate，DEEP）、鄰苯二甲酸二戊基酯(dipentyl phthalate，DPP）、鄰苯二甲酸二己基酯(di-n-hexyl phthalate，DHXP）、鄰苯二甲酸苯基丁基酯(benzyl butyl phthalate，BBP）、鄰苯二甲酸二(2-丁氧基乙基）酯(bis(2-butoxyethyl）phthalate，DBEP）、鄰苯二甲酸二環(huán)己基酯(dicyclohexyl phthalate，DCHP）、鄰苯二甲酸二乙基己基酯(bis(2-ethylhexyl）phthalate，DEHP）、鄰苯二甲酸二苯基酯(diphenyl phthalate）、鄰苯二甲酸二辛酯(di-n-octyl phthalate，DNOP）、鄰苯二甲酸二壬基酯(dinonyl phthalate，DNP）購于上海安譜科學(xué)儀器有限公司。DEHP-D4、DMP-D4購于德國 Dr.Ehrenstorfer公司;正己烷(色譜純）購于Fisher Scientific公司;氯化鈉(分析純）購于北京化學(xué)試劑公司。牛奶、飲料、白酒、保鮮膜及保鮮袋購于某大型商業(yè)超市。PSA、HC-C18、無水硫酸鎂填料等分別購于北京振翔工貿(mào)有限責(zé)任公司、德國CNW科技公司及國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與使用條件

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS-QP 2010 plus，日本島津公司）;色譜柱:DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm）。儀器條件:載氣為氦氣，線流速為36.5 cm/s;不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為250℃;離子源溫度為200℃，接口溫度為280℃，溶劑切除時(shí)間為6 min;升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃，以20℃/min升溫至220℃，保持1 min，再以5℃/min升溫至280℃，保持4 min。采用選擇離子監(jiān)測(SIM）模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。

1.3 樣品前處理

1.3.1 食品中鄰苯二甲酸酯的檢測

飲料樣品:量取5 mL果汁飲料樣品，加入1 g NaCl和4 mL正己烷，搖床搖晃 5 min(250次/min），5000 r/min離心5 min，取上清液待分析。

牛奶樣品:量取5 mL牛奶樣品，加入1 g NaCl和4 mL乙腈，搖床搖晃5 min(250次/min），5000 r/min離心5 min，取上清液。轉(zhuǎn)移上清液至干凈的玻璃離心管中，加入50 mg PSA和200 mg無水硫酸鎂，渦旋1 min，3000 r/min離心2 min，取上清液待分析。

白酒樣品:量取5 mL白酒樣品，90℃水浴加熱30 min，加入2 mL正己烷，搖床搖晃5 min(250次/min），5000 r/min離心2 min，取上清液待分析。

1.3.2 包裝材料中鄰苯二甲酸酯的遷移量的測定

遷移量的測定基于國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.156及SN/T 2037-2007，采用全部浸泡的方式。剪取約2 cm2的保鮮膜、4 cm2的保鮮袋，分別浸入裝有1、2 mL的異辛烷中，20℃浸泡兩天。取浸泡液待GCMS分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分離分析

通過程序升溫條件、柱流速、進(jìn)樣口溫度、進(jìn)樣模式等一系列條件的優(yōu)化，16種鄰苯二甲酸酯得到了基線分離，如圖1所示。為確保分析方法有較高的檢測靈敏度以及減少基質(zhì)干擾，采用SIM模式。由于部分鄰苯二甲酸酯含有類似的碎片離子，為了確保定性和定量的準(zhǔn)確性，以干擾最小為前提選取定量離子和定性離子。選取的定性和定量離子如表1所示。

圖1 16種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)GC-MS分離的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram(TIC）of 16 phthalates standards analyzed by GC-MS For peak identifications，see Table 1.

表1 16種鄰苯二甲酸酯的定性和定量離子表Table 1 Qualitative and quantitative ions of the 16 phthalates

2.2 方法學(xué)評(píng)價(jià)

2.2.1 線性關(guān)系、檢出限及重現(xiàn)性

在優(yōu)化的色譜條件下，采用內(nèi)標(biāo)法定量。以DMP-D4和 DEHP-D4為內(nèi)標(biāo):在測定 DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP 和 DPP 時(shí)，以 DMP-D4 為內(nèi)標(biāo);測定另外8種鄰苯二甲酸酯時(shí)則以DEHP-D4為內(nèi)標(biāo)。以各目標(biāo)化合物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比對(duì)濃度比繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得到的線性方程及相關(guān)系數(shù)列于表2，相關(guān)系數(shù)均大于0.9990。各目標(biāo)化合物的檢出限(LOD）列于表2中，DBEP、DNP混合物的LOD分別為0.010和0.025 mg/L，其他目標(biāo)化合物的LOD均為0.005 mg/L。結(jié)果表明本方法具有較高的檢測靈敏度。各鄰苯二甲酸酯類增塑劑峰面積的RSD為0.34%～1.76%(n=5），由此可見該方法重現(xiàn)性好。

2.2.2 回收率試驗(yàn)

為考察樣品處理的可靠性，進(jìn)行了加標(biāo)回收率試驗(yàn)，考察高、低兩個(gè)濃度水平0.1和0.5 mg/L的回收率，如表3所示。對(duì)于簡單基質(zhì)的樣品如水樣或果汁飲料等，僅需采用正己烷進(jìn)行提取即可獲得滿意的回收率，16種鄰苯二甲酸酯類增塑劑的回收率范圍為75%～107%。含酒精樣品中，酒精的存在會(huì)大大降低正己烷的提取率，尤其是對(duì)于極性較大的鄰苯二甲酸酯，如DMP和DEP等。提取前除去酒精，16種鄰苯二甲酸酯的回收率可獲得顯著提高，為50%～110%。其中，DMP及DEEP回收率較低，原因可能是極性較大或是乙氧基的存在造成了與乙醇的共揮發(fā)。對(duì)于復(fù)雜基質(zhì)如牛奶樣品采用乙腈提取，根據(jù)相似相溶原理可有效避免牛奶中的非極性物質(zhì)(如脂肪）以及能夠去除蛋白質(zhì)。在凈化過程中，采用無水MgSO4和PSA填料。PSA是一種基于弱陰離子交換作用的填料，可有效去除提取液中的糖類物質(zhì)、脂肪酸等，而無水MgSO4的使用可有效去除提取液中的水分，保證 PSA的凈化效率［22］。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用無水MgSO4和PSA填料凈化牛奶樣品，可顯著降低基質(zhì)的干擾，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。對(duì)于需要日常監(jiān)測的鄰苯二甲酸酯DMP、DBP、DIBP 及 DEHP，它們的回收率范圍為75%～94%，完全滿足分析需求。

表2 16種鄰苯二甲酸酯的線性相關(guān)性及LODTable 2 Linear relationships and LODs(S/N=3）of the 16 phthalates

2.3 實(shí)際樣品分析

采用建立的方法測定了飲料、白酒、牛奶樣品中16種鄰苯二甲酸酯類增塑劑的含量(見表3）。飲料中未出現(xiàn)鄰苯二甲酸酯超標(biāo)的情況。牛奶中DBP 超標(biāo)，為 0.92 mg/L;白酒中的 DMP、DIBP、DBP分別為1.8、0.76和1.38 mg/L，DBP的含量大于國家臨時(shí)限量標(biāo)準(zhǔn)0.3 mg/L(見圖2）。

圖2 牛奶及白酒樣品(稀釋4倍）中鄰苯二甲酸酯的總離子流圖Fig.2 TICs of the phthalates in milk and wine(4 times dilution）

2.4 包裝材料遷移量分析

食品包裝遷移量的分析中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為食品模擬物的選取，根據(jù)所包裝食品基質(zhì)的不同，可選取水、乙酸、乙醇、橄欖油、異辛烷等作為食品模擬物［23］。為了嚴(yán)格考察常見家用食品包裝材料的安全性，在測定食品包裝材料中增塑劑的遷移量時(shí)，采用異辛烷為食品模擬物，以模擬家中儲(chǔ)存油脂食物時(shí)的遷移情況，結(jié)果如表3所示。檢測數(shù)據(jù)表明，在保鮮袋中基本不存在增塑劑的遷移;而在保鮮膜產(chǎn)品中，增塑劑的遷移行為非常明顯，有明確遷移限量標(biāo)準(zhǔn)的DBP和DEHP均存在超標(biāo)情況。另外，作為國家重點(diǎn)監(jiān)測對(duì)象的DIBP含量也較高，為8.17 mg/kg。因而，保鮮膜在使用過程中應(yīng)避免接觸油脂性食品。

表3 鄰苯二甲酸酯的回收率及其在食品中的含量和食品包裝材料中遷移量的考察Table 3 Recoveries，the amounts of the 16 phthalates in food and their specific migrations from packages to food

3 結(jié)論

本文建立了用于檢測從簡單到復(fù)雜的3類食品基質(zhì)(飲料、白酒及牛奶）中16種鄰苯二甲酸酯的GC-MS分析方法。采用SIM模式顯著提高了檢測的靈敏度與選擇性;通過優(yōu)化液液萃取及基質(zhì)分散固相萃取樣品前處理方法，獲得了較高的回收率，可滿足實(shí)際樣品中痕量鄰苯二甲酸酯類增塑劑檢測要求。將所建立的方法應(yīng)用于常見食品包裝材料的安全性考察，發(fā)現(xiàn)保鮮膜存在顯著的增塑劑遷移現(xiàn)象。該方法簡便、快速、經(jīng)濟(jì)、可靠，適用于對(duì)食品及食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的常規(guī)監(jiān)測。

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