周良春，馬俊輝，張曉飛，吳純洪，胡 偉，李雙琦

（1.成都產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院有限責(zé)任公司，成都 610100；2.國(guó)家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心；成都 610100）

0 引言

增塑劑作為一種高分子材料助劑，常應(yīng)用于食品包裝用塑料產(chǎn)品中，以達(dá)到改善產(chǎn)品柔韌性和可塑性的目的[1]。目前，常用的增塑劑為鄰苯二甲酸酯類（PAEs）。但是，該類化合物屬于內(nèi)分泌干擾物，具有致癌性和生殖毒性[2-7]。為了降低鄰苯二甲酸酯類增塑劑對(duì)人體傷害的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保持塑料制品良好的物理性能，一些非鄰苯二甲酸酯類的增塑劑，如2，2，4-三甲基-戊二醇雙異丁酸酯（TXIB）和己二酸二（2-乙基）己酯（DEHA）已被用于塑料制品中。己二酸二（2-乙基）己酯（DEHA） 是一種耐寒增塑劑，可使塑料制品具有低溫柔軟性和耐寒性，常被用于食品保鮮膜中[8-9]。該物質(zhì)長(zhǎng)期積累在人體內(nèi)亦會(huì)對(duì)生殖系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，甚至有可能致癌、致畸[10]。TXIB則是一種新型綠色環(huán)保增塑劑[11-12]，其生理毒性現(xiàn)還未見(jiàn)報(bào)道。但是，GB 4806-2016系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)食品接觸材料提出了更高的要求[13]，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定添加劑符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 9685-2016 的要求[14]，而 GB 9685-2016中對(duì)TXIB做了明確的限量要求：增塑劑TXIB只能用于食品接觸用PVC材質(zhì)塑料制品中，且最大使用量為10%，其余材質(zhì)的食品接觸塑料均不得添加該物質(zhì)。該標(biāo)準(zhǔn)同樣對(duì)增塑劑DEHA做了限量要求：增塑劑DEHA只能用于食品接觸用 PE，PP，PS，AS，ABS，PA，PET，PC 和 PVC 材質(zhì)塑料制品，且最大使用量為35%。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 31604.28-2016規(guī)定了測(cè)試增塑劑DEHA含量的方法，但只適用于PVC材質(zhì)的塑料制品[15]。然而，現(xiàn)仍無(wú)測(cè)試食品接觸用塑料制品中TXIB含量的國(guó)家方法標(biāo)準(zhǔn)。因此，建立食品接觸用塑料制品中TXIB和DEHA兩種非鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)含量的檢測(cè)方法，保障食品安全，為國(guó)家完善檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。

目前，測(cè)定TXIB或DEHA主要采用氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法[16-19]。氣相色譜儀無(wú)法準(zhǔn)確定性，可能會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果，產(chǎn)生誤判。而氣相色譜-質(zhì)譜儀可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)?，F(xiàn)已有文獻(xiàn)報(bào)道，主要研究煙用膠中TXIB含量的測(cè)定方法。但是，采用加速溶劑萃取法對(duì)食品接觸用塑料及制品中TXIB和DEHA兩種非鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量測(cè)定進(jìn)行預(yù)處理的方法尚未見(jiàn)報(bào)道。

文中擬采用加速溶劑萃取方式對(duì)樣品進(jìn)行提取，并對(duì)儀器條件進(jìn)行優(yōu)化，建立一種食品接觸用塑料及制品中TXIB和DEHA兩種非鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量分析方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

7890A/5977C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司）；SP-100QSE型全自動(dòng)加速溶劑萃取儀（ASE）（上海光譜儀器有限公司）；ME204E-02型電子分析天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；BC3-1型氣流式超微粉碎機(jī)（河北本辰科技有限公司）；AS5150A型超聲波清洗器（天津市奧特賽恩斯儀器有限公司）；M115型多功能溫度試驗(yàn)箱（德國(guó)BINDER公司）。

2，2，4 - 三甲基 -1，3- 戊二醇雙異丁酸酯（TXIB）標(biāo)準(zhǔn)品（純度：98.9%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司）；己二酸二（2-乙基）己酯（DEHA）標(biāo)準(zhǔn)品（純度：99.2%，美國(guó)AccuStandard公司）。

乙酸乙酯、甲醇和正己烷（均為色譜純，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司）；丙酮（色譜純，西隴科學(xué)股份有限公司）、四氫呋喃（色譜純，Sigma-Aldrich公司）。

陽(yáng)性樣品的制備：稱取50 g剪碎后的PVC塑料于250 mL燒杯中，加入約50 mL四氫呋喃，用超聲波清洗器超聲至完全溶解。再向其中準(zhǔn)確加入10 mg TXIB和10 mg DEHA標(biāo)準(zhǔn)品，并用玻璃棒不斷攪拌混勻。取一塊干凈的玻璃板，將PVC粘稠液均勻的鋪開(kāi)。先在室溫下放置，待多數(shù)溶劑已揮發(fā)，將其放置70 ℃的多功能溫度試驗(yàn)箱中，干燥約2 h，待溶劑完全揮干后取出，液氮冷凍粉碎，選取粒徑在0.850～0.425 mm（20～40目）之間的顆粒，備用。

1.2 儀器條件

加速溶劑萃取條件、氣相色譜和質(zhì)譜分析條件分別見(jiàn)表1和表2。TXIB和DEHA的保留時(shí)間、定量離子和定性離子見(jiàn)表3。

表2 儀器分析條件

1.3 樣品前處理

1.3.1 制備

稱取5 g左右典型樣品，用剪刀將樣品裁剪至約為0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的顆粒，用液氮冷凍10 min后，用粉碎機(jī)粉碎（為防止高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生熱量，粉碎時(shí)可同時(shí)向粉碎機(jī)中加入液氮）。選取粒徑在 0.850～0.425 mm（20～40 目）之間的顆粒。

1.3.2 提取

準(zhǔn)確稱取1.00 g（精確到0.1 mg）過(guò)篩后的樣品，用濾紙包裹，置于加速溶劑萃取儀萃取管中。在 90 ℃、10 MPa（100 bar）條件下，用丙酮萃取 10 min，重復(fù)萃取2次。收集萃取液，定容至50 mL，搖勻。取上清液，過(guò)0.45 μm有機(jī)相濾膜，GC-MS檢測(cè)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取TXIB和DEHA標(biāo)準(zhǔn)品各50 mg（精確至0.1 mg）于50 mL預(yù)先加入一定量丙酮的容量瓶中，并用丙酮定容至刻度，搖勻后，則得濃度為1000 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。取1mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL容量瓶中，得濃度為100 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，用丙酮將上述混合標(biāo)準(zhǔn)使用液逐級(jí)稀釋至 0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 和 2.0 mg/L 的系列濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件的選擇

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，TXIB的沸點(diǎn)為280℃，需要使用耐高溫的氣相色譜柱。常用的DB-624（60 m×0.32 mm×1.80 μm）中強(qiáng)極性色譜柱和 DBWAX （30 m×0.32 mm×0.5 μm）強(qiáng)極性色譜柱最高使用溫度分別不超過(guò)260 ℃和240 ℃。DB-5MS （30 m×0.25 mm×0.25 μm）弱極性色譜柱則最高使用溫度可高達(dá)325 ℃，故選取DB-5MS為分析柱。

選用色譜柱DB-5MS為分析柱，優(yōu)化進(jìn)樣口溫度。試驗(yàn)分別選取進(jìn)樣口溫度為260 ℃、280 ℃和300 ℃，比較TXIB和DEHA兩種物質(zhì)響應(yīng)的變化情況。試驗(yàn)表明，溫度為280 ℃時(shí)，TXIB和DEHA兩種物質(zhì)的響應(yīng)均略高于260 ℃時(shí)的響應(yīng)。當(dāng)進(jìn)樣口溫度繼續(xù)升至300 ℃，兩種物質(zhì)的響應(yīng)無(wú)明顯變化。同時(shí)，考慮溫度過(guò)高會(huì)影響色譜柱的使用壽命，故選擇進(jìn)樣口溫度為280 ℃。按照上述優(yōu)化后的儀器條件測(cè)試，TXIB和DEHA兩種物質(zhì)均能很好的分離，且峰形尖銳，其提取離子色譜圖如圖1所示。

2.2 萃取溶劑的選擇

為了探究最適合提取TXIB和DEHA的溶劑，文中選取丙酮、正己烷、乙酸乙酯和甲醇四種極性不同的有機(jī)物做萃取溶劑。按照1.3節(jié)的方法進(jìn)行樣品處理，測(cè)試自制陽(yáng)性樣品中TXIB和DEHA的含量，并計(jì)算其回收率 ，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)選用極性溶劑甲醇時(shí)，兩種物質(zhì)回收率均偏低。使用丙酮和乙酸乙酯時(shí)，可明顯提高TXIB和DEHA的回收率。乙酸乙酯做萃取溶劑時(shí)，DEHA的回收率最高，但是TXIB的回收率偏低。當(dāng)選取丙酮做萃取溶劑時(shí)，TXIB和DEHA的提取效率均較好。因此，最終選擇丙酮作萃取溶劑。

2.3 萃取溫度的選擇

萃取溫度是加速溶劑萃取儀一項(xiàng)重要的參數(shù)。為考察萃取溫度的影響，稱取1.00 g（精確至0.1 mg）自制陽(yáng)性樣品，分別選取萃取溫度為60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃和 110 ℃，按照 1.3 節(jié)的方法進(jìn)行處理并測(cè)試，計(jì)算出TXIB和DEHA兩種物質(zhì)的回收率，其結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，萃取溫度對(duì)TXIB和DEHA的提取效率影響較大。溫度90℃之前，隨溫度的升高，各物質(zhì)的回收率隨之增大。當(dāng)溫度高于90 ℃時(shí)，隨溫度升高，各物質(zhì)回收率無(wú)明顯變化，因此，選擇萃取溫度為90 ℃。

2.4 萃取時(shí)間和次數(shù)的選擇

為考察萃取時(shí)間的影響，稱取1.00 g（精確至0.1 mg）自制陽(yáng)性樣品，分別選取萃取時(shí)間為2 min、5 min、10 min、15 min 和 20 min，同樣按照 1.3節(jié)的方法處理并測(cè)試，計(jì)算出TXIB和DEHA的回收率，其結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，加速溶劑萃取在萃取時(shí)間為10 min 時(shí)，各物質(zhì)的回收率達(dá)到最大值，即達(dá)到最大萃取量。

確定萃取溫度為90 ℃，萃取時(shí)間為10 min，考察萃取次數(shù)對(duì)回收率的影響，其結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果表明，只萃取一次，樣品中TXIB和DEHA不能完全被提取。同時(shí)，第三次萃取的TXIB和DEHA含量較少，低于前兩次萃取結(jié)果的1%。說(shuō)明通過(guò)兩次萃取，基本可達(dá)到最大萃取量。因此，為了提高萃取效率，選擇萃取兩次。

表4 不同萃取次數(shù)對(duì)TXIB和DEHA回收率的影響

2.5 方法檢出限、加標(biāo)回收率和精密度

按1.4節(jié)的方法配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別以各物質(zhì)濃度為橫坐標(biāo)，其離子豐度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，獲得線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)（R2）。通過(guò)陰性樣品加標(biāo)，并以3倍信噪比（S/N=3）計(jì)算方法檢出限。TXIB和DEHA的線性方程、相關(guān)系數(shù)（R2）、線性范圍和檢出限見(jiàn)表5。由表5可知，TXIB和DEHA在濃度0.02～2.0 mg/L范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.999 0，表明線性關(guān)系良好。TXIB和DEHA方法檢出限均為0.5 mg/kg。

選取陰性樣品，按照1.3節(jié)的方法處理樣品，分別添加 2.5，10.0，50.0 mg/kg 低、中、高三個(gè)不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每一個(gè)樣品平行測(cè)定6次，測(cè)試并計(jì)算TXIB和DEHA加標(biāo)回收率及精密度，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，TXIB和DEHA平均加標(biāo)回收率為98.3%～110.6%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～7.9%（n=6），完全滿足分析測(cè)試要求。

表5 TXIB和DEHA的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.6 樣品分析

試驗(yàn)選取常用的10組各種材質(zhì)的食品接觸用塑料制品進(jìn)行測(cè)試，包括：復(fù)合袋、PE膜、PVC片材、PVC保鮮膜、PET瓶、PS瓶、PP餐盒、PC杯、PP瓶蓋內(nèi)蓋和PET瓶蓋內(nèi)套。結(jié)果表明：增塑劑DEHA在兩種PVC材質(zhì)的塑料中檢出，且在PVC保鮮膜中含量最大，為42 880 mg/kg（約4.3%）。PET瓶蓋內(nèi)套中檢出TXIB含量為2.2 mg/kg，其余樣品均未檢出。根據(jù)GB 9685-2016的要求，DEHA可用于PVC塑料中，其含量符合標(biāo)準(zhǔn)限量要求。然而，增塑劑TXIB只能用于PVC制品中，PET瓶蓋內(nèi)套中被檢出TXIB，不符合GB 9685-2016的限量要求，該樣品用于接觸食品將存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

建立了加速溶劑萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（ASE-GC-MS）測(cè)定食品接觸用塑料及制品中TXIB和DEHA兩種非鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量的檢測(cè)方法。使用加速溶劑萃取儀可大大提高萃取效率，靜態(tài)萃取10 min，重復(fù)萃取2次可將樣品中的目標(biāo)物萃取完全。該方法前處理自動(dòng)化程度高、方便快捷，檢測(cè)結(jié)果靈敏、準(zhǔn)確，能夠應(yīng)用于實(shí)際樣品測(cè)試。該方法可以為食品接觸用塑料及制品的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與評(píng)估、檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)的制定以及監(jiān)管部門(mén)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。