聶 葉，趙振宇，曾穩(wěn)穩(wěn)，劉 松，王和玉*

（貴州茅臺(tái)酒股份有限公司，貴州 仁懷 564501）

有機(jī)磷酸酯類和己二酸酯類是食品包裝中常用的增塑劑。有機(jī)磷酸酯類（organophosphates，OPEs）是一種阻燃型增塑劑，具有低煙、低鹵、阻燃效果優(yōu)異等特征[1]；己二酸酯類增塑劑具有改進(jìn)塑料的柔軟性，增進(jìn)光穩(wěn)定性，改善加工性能等優(yōu)點(diǎn)[2]。因此，兩者均廣泛用于食品包裝、元配件等行業(yè)。有機(jī)磷酸酯主要以添加方式而非化學(xué)鍵合方式加入到材料中，使其較易進(jìn)入環(huán)境及接觸的食物中[3]。研究表明，多種有機(jī)磷酸酯具有神經(jīng)毒性、基因毒性[4-5]，其引起的環(huán)境污染、食品安全問題日益受到重視[6-7]。己二酸酯類增塑劑可干擾人體激素分泌，且在人體內(nèi)積累會(huì)導(dǎo)致癌變，與食品接觸時(shí)容易析出而隨食物進(jìn)入人體，其潛在風(fēng)險(xiǎn)不可忽視[8]。

目前，有機(jī)磷酸酯類的檢測方法有氣相色譜（gas chromatography，GC）法[9-10]、氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）法[11-12]、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（liquid chromatographytandemmassspectrometry，LC-MS/MS）法[13-14]，其中，GC法存在穩(wěn)定性差；GC-MS存在色譜峰拖尾、基線干擾等問題；LC-MS/MS相對(duì)于GC具有高速、分離能力強(qiáng)、高靈敏度和高選擇性等特點(diǎn)[15]，在食品中有害物質(zhì)檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。現(xiàn)有方法主要針對(duì)水體、空氣等環(huán)境中的有機(jī)磷酸酯研究較多[16-17]。己二酸酯類增塑劑的檢測方法主要是GC-MS法[18-19]，且針對(duì)食品中的研究報(bào)道較少。

白酒中乙醇是大多數(shù)塑料添加劑的良好溶劑，在生產(chǎn)和貯藏過程中，與塑料制品接觸導(dǎo)致塑料添加劑遷移至酒中[20]，增加白酒的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。本研究針對(duì)白酒儲(chǔ)存過程中的接觸塑料制品，通過體積分?jǐn)?shù)50%和95%的乙醇作為食品模擬物進(jìn)行遷移試驗(yàn)，建立超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜（ultra performance liquid chromatography-quadrupole/orbitrahighresolutionmassspectrum，UPLCQ/Orbitrap HRMS）同時(shí)測定白酒接觸塑料中有機(jī)磷酸酯類和己二酸酯類增塑劑的特定遷移量，為定性、定量分析白酒接觸塑料制品中有機(jī)磷酸酯類和己二酸酯類增塑劑的遷移量提供準(zhǔn)確、有效的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5份酒類接觸塑料制品（瓶蓋）：市售。

磷酸三甲酯（trimethyl phosphate，TMP）、磷酸三乙酯（triethyl phosphate，TEP）、己二酸二甲酯（dimethyl adipate，DMA）、磷酸三（2-氯乙基）酯（tris（2-chloroethyl）phosphate，TCEP）、己二酸二乙酯（diethyl adipate，DEA）、三苯基氧化膦（triphenylphosphine oxide，TPPO）、磷酸三（2-氯異丙基）酯（tris（2-chlorisopropyl）phosphate，TCPP）、磷酸三（1,3-二氯異丙基）酯（tris（1,3-dichloro-2-propyl）phosphate，TDCPP）、己二酸二（2-丁氧基乙基）酯（di（2-butoxyethyl）adipate，BBOEA）、磷酸三正丁酯（tributyl phosphate，TnBP）、磷酸甲苯二苯酯（cresyldiphenyl phosphate，CDPP）、磷酸三異丁酯（triisobutyl phosphate，TiBP）、己二酸二丁酯（dibutyladipate，DBA）、磷酸三丁氧乙酯（tributoxyethyl phosphate，TBEP）、磷酸三甲苯酯（Tricresyl phosphate，TCP）、己二酸二（2-乙基己）酯（bis（2-ethylhexyl）adipate，DEHA）、磷酸三（2-乙基己基）酯（tris（2-ethylhexyl）phosphate，TEHP）標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞98%）：美國Sigma公司；乙腈、甲醇（均為色譜純）：德國Merck公司；乙醇（色譜純）：美國TEDIA公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Q-Exactive超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜儀：美國Thermo Fisher公司；DGX-8243B恒溫箱：上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；Vortex-Genie2渦旋混勻器：美國Scientific Iudustries公司；XP205分析天平：上海梅特勒-托利多儀器有限公司；Milli-Q超純水儀：美國Millipore公司；0.22 μm微孔濾膜：美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別稱取12種有機(jī)磷酸酯和5種己二酸酯增塑劑標(biāo)準(zhǔn)品100.000 mg，用甲醇（或乙腈）溶解，并定容至100.0 mL棕色容量瓶中，振蕩均勻即得質(zhì)量濃度為1 000.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。分別用甲醇（或乙腈）逐級(jí)稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，得到質(zhì)量濃度梯度為2.5 μg/L、5.0 μg/L、10.0μg/L、25.0μg/L、50.0μg/L、100.0μg/L、250.0μg/L、500μg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.2 樣品前處理

遷移試驗(yàn)：將食品接觸材料剪碎至5 mm×5 mm以下，根據(jù)GB 31604.1—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)通則》[21]規(guī)定，分別選用體積分?jǐn)?shù)50%、95%乙醇作為食品模擬物進(jìn)行遷移試驗(yàn)，遷移時(shí)間和遷移溫度采用嚴(yán)苛的條件，60 ℃恒溫放置10 d。

食品模擬物的前處理：取上述遷移實(shí)驗(yàn)得到的食品模擬物100 μL于5 mL玻璃樣品瓶，加入900 μL乙腈（或甲醇），漩渦混勻，過0.22 μm微孔濾膜后通過Q-Exactive超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。

選取最優(yōu)稀釋溶劑后，考察稀釋倍數(shù)（5倍、10倍、20倍）對(duì)目標(biāo)化合物的基質(zhì)干擾情況和相對(duì)回收率的影響，相對(duì)回收率計(jì)算公式如下：

1.3.3 儀器條件

色譜條件：ZORBAXSB-C18液相色譜柱（2.1mm×100mm，1.8 μm），柱溫40 ℃，進(jìn)樣量5 μL；流動(dòng)相為甲醇和0.2%甲酸水；流速300 μL/min；梯度洗脫，洗脫程序見表1，整個(gè)分析流程共15 min。

表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program

質(zhì)譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，正離子掃描，毛細(xì)管電壓3.7 kV，毛細(xì)管溫度200 ℃；鞘氣流速12 L/min；輔助氣流速4.5 L/min；吹掃氣流速0 L/min；離子傳輸管溫度350 ℃；掃描模式為一級(jí)全掃自動(dòng)觸發(fā)二級(jí)掃描模式；掃描范圍130～450 m/z，一級(jí)質(zhì)譜分辨率為70 000，二級(jí)質(zhì)譜分辨率為17 500。

在此基礎(chǔ)上，依次考察色譜柱（ZORBAX XDB-C18（2.1mm×100mm，1.8μm）、ZORBAXSB-C18（2.1mm×100mm，1.8 μm）和PFP（2.1 mm×150 mm，1.9 μm））、流動(dòng)相（乙腈-水、甲醇-水、甲醇-0.1%甲酸水、甲醇-0.2%甲酸水）對(duì)17種增塑劑（100 μg/L）的分離效果。

用17種目標(biāo)化合物的100 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別在正離子模式和負(fù)離子模式下進(jìn)行掃描，考察17種目標(biāo)化合物在正、負(fù)離子模式下的響應(yīng)情況。

1.3.4 實(shí)際樣品的測定

將酒瓶瓶蓋中與酒接觸部分的塑料拆分下來，按照上述遷移試驗(yàn)得到食品模擬物，按照食品模擬物前處理方法進(jìn)行前處理，然后進(jìn)儀器檢測分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理

甲醇、乙腈作為稀釋溶劑對(duì)17種增塑劑的影響結(jié)果表明，甲醇作為稀釋溶劑時(shí)，TMP、TEP、DMA三種化合物回收率均＜60%，且部分化合物峰形較差；乙腈是一種性能優(yōu)良的溶劑，可溶解極性和非極性有機(jī)物，乙腈作為稀釋溶劑時(shí)，各目標(biāo)化合物可得到較好的回收率，因此選擇乙腈為最佳稀釋溶劑。

不同稀釋倍數(shù)對(duì)目標(biāo)化合物的基質(zhì)干擾情況和目標(biāo)化合物相對(duì)回收率的影響見圖1。結(jié)果表明，稀釋倍數(shù)5倍時(shí)，基質(zhì)干擾物含量高，對(duì)目標(biāo)物干擾大，影響其靈敏度；稀釋倍數(shù)20倍時(shí)，目標(biāo)物隨之被稀釋，峰形變差，響應(yīng)值降低；稀釋倍數(shù)為10倍時(shí)，基質(zhì)干擾可得到較好的消除，且目標(biāo)物峰形較好、響應(yīng)值較高。對(duì)于回收率較低的TMP、TEP、DMA三種化合物，樣品稀釋10倍時(shí)，回收率最高（見圖1），其余目標(biāo)化合物相對(duì)回收率在94.1%～104.3%之間，優(yōu)于稀釋5倍、20倍的相對(duì)回收率。綜上，最優(yōu)稀釋倍數(shù)為10倍。

圖1 樣品不同稀釋倍數(shù)對(duì)17種增塑劑回收率的影響Fig.1 Effect of different dilution ratios on the recovery rate of 17 plasticizers

2.2 色譜柱的優(yōu)化

色譜柱是決定色譜分離的關(guān)鍵因素。三種色譜柱對(duì)17種目標(biāo)化合物的分離度和峰形影響見圖2。由圖2可知，同分異構(gòu)體TnBP與TiBP在PFP色譜柱中無法分離；ZORBAX XDB-C18色譜柱導(dǎo)致更多的化合物峰拖尾，TnBP與TiBP未能完全分離，且DMA和DEA基線較高；而ZORBAX SB-C18色譜柱可以使17種增塑劑完全分離且多組分峰形尖銳，達(dá)到分析需求。ZORBAXSB-C18色譜柱具有較大的二異丁基側(cè)鏈基團(tuán)，空間位阻關(guān)鍵的硅氧烷鍵合到硅膠表面，以避免在低pH值條件下水解破壞，為酸性、中性、堿性化合物在酸性流動(dòng)相條件下提供良好的分離效果和峰形。

圖2 不同色譜柱對(duì)17種增塑劑的分析效果Fig.2 Analysis results of different chromatographic columns on 17 plasticizers

2.3 流動(dòng)相的優(yōu)化

在電噴霧離子源（electrosprayionization，ESI+）正離子模式下，酸性條件下可以提高化合物[M+H]+的正離子響應(yīng)，4種流動(dòng)相對(duì)17種增塑劑的分離效果表明，乙腈-水作為流動(dòng)相時(shí)，TMP未出峰，TnBP與TiBP同分異構(gòu)體分離差。以甲醇-水為流動(dòng)相時(shí)目標(biāo)峰的質(zhì)譜響應(yīng)和分離度更好。而添加甲酸可提高目標(biāo)物的響應(yīng)，在0.2%甲酸條件下大多數(shù)化合物響應(yīng)大于0.1%甲酸，因此，選擇甲醇-0.2%甲酸水作為最優(yōu)流動(dòng)相。

2.4 質(zhì)譜條件優(yōu)化

用17種目標(biāo)化合物的100 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別在正離子模式和負(fù)離子模式下進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)17種增塑劑在正離子模式下響應(yīng)值明顯優(yōu)于負(fù)離子模式，因此，選擇正離子掃描模式，17種增塑劑的電離模式、精確質(zhì)量數(shù)等信息見表2。

靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜根據(jù)各目標(biāo)化合物準(zhǔn)分子離子[M+H]+的精確質(zhì)量數(shù)理論值提取各離子的色譜峰（提取離子窗口寬度為5×10-6），通過提取離子色譜峰面積進(jìn)行定量，17種各目標(biāo)分析物的提取離子見圖2。靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜利用目標(biāo)化合物的保留時(shí)間和準(zhǔn)分子離子的精確質(zhì)量數(shù)進(jìn)行定性鑒定。同時(shí)二級(jí)質(zhì)譜采用高能碰撞誘導(dǎo)解離（high energy collision dissociation，HCD）方式產(chǎn)生子離子碎片，通過每種增塑劑的二級(jí)質(zhì)譜圖及其特征碎片離子進(jìn)一步提高了定性能力，避免檢出假陽性或假陰性樣品的情況發(fā)生。

表2 17種增塑劑精確質(zhì)量數(shù)、電離模式、保留時(shí)間、子離子等參數(shù)Table 2 Accurate mass,ionization mode,retention time,product ion and other parameters of 17 plasticizers

2.5 方法學(xué)評(píng)價(jià)

2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線、線性關(guān)系、定量限

在優(yōu)化條件下，配制了17種增塑劑的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以峰面積（Y）為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)（R2），根據(jù)信噪比（signal to noise ratio，S/N）=3確定方法檢出限（limit of detection，LOD），S/N=10確定方法定量限（limit of quantitation，LOQ），結(jié)果見表3。由表3可知，17種增塑劑在各自質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均＞0.992 5；方法檢出限為0.4～8.6 μg/L，定量限為1.2～28.7 μg/L。

表3 17種增塑劑的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)、定量限及背景空白Table 3 Linear range,regression equation,correlation coefficient,quantitation limit and procedure blanks of 17 plasticizers

磷酸酯類和己二酸酯類增塑劑用途廣泛，屬于環(huán)境污染物之一，在大氣、水體中均有殘留，給高靈敏度的檢測方法帶來了背景干擾。實(shí)驗(yàn)通過無基質(zhì)的方法背景空白模擬物（3次平行）檢測發(fā)現(xiàn)，其中DEHA、TEHP存在背景干擾，背景含量分別為0.16 μg/L、0.12 μg/L（見表3），其余目標(biāo)化合物在背景中未檢出。實(shí)際食品模擬物樣品中扣除了背景值。

2.5.2 精密度與回收率實(shí)驗(yàn)

在空白食品模擬物中加入17種增塑劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，加標(biāo)質(zhì)量濃度分別為50.0 μg/L、250.0 μg/L、500.0 μg/L。按上述方法進(jìn)行前處理，然后進(jìn)儀器分析，重復(fù)6次。計(jì)算方法回收率以及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD），結(jié)果見表4。由表4可知，17種增塑劑的三個(gè)添加水平的平均回收率為63.2%～117.1%，精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%～9.7%。說明該方法具有良好的準(zhǔn)確度、精密度和重復(fù)性，可以滿足塑料類食品接觸材料及制品中17種增塑劑的特定遷移量檢測。

表4 17種增塑劑的加標(biāo)回收率和精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of standard recovery rate and precision tests of 17 plasticizers

2.6 實(shí)際樣品的測定

成品白酒主要儲(chǔ)存在陶瓷瓶或玻璃瓶中，其瓶蓋主要為塑料材質(zhì)，與酒接觸部件主要為高密度聚乙烯（high density polyethylene，HDPE）、低密度聚乙烯（lowdensitypolyethylene，LDPE）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）等材質(zhì)，本研究對(duì)市售的5份酒瓶瓶蓋進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)測定，結(jié)果表明，未有樣品檢出含有這17種增塑劑。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)建立了UPLC-Q/Orbitrap HRMS同時(shí)檢測塑料類食品接觸材料及制品中12種有機(jī)磷酸酯類和5種己二酸酯類增塑劑的特定遷移量。食品模擬物經(jīng)乙腈稀釋過膜后，以ZORBAX SB-C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）為分離柱，以甲醇-0.2%甲酸水為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，流速為0.3 mL/min，15 min內(nèi)可完成17種增塑劑的檢測分析。通過方法學(xué)驗(yàn)證，17種增塑劑在較寬的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2均＞0.9925，3種不同質(zhì)量濃度添加水平下，回收率為63.2%～117.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%～9.7%，方法檢出限為0.4～8.6 μg/L，定量限為1.2～28.7 μg/L。該方法具有準(zhǔn)確快速、選擇性好、靈敏度高、重復(fù)性好等特點(diǎn)。