章宦勝,周雷,史丹
(溫州市質(zhì)量技術(shù)檢測科學(xué)研究院/國家鞋類質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(溫州),浙江溫州 325007)
在現(xiàn)代食品包裝材料中,復(fù)合食品包裝材料是應(yīng)用最廣的一種軟包裝材料。它是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料通過物理和化學(xué)復(fù)合,組成具有兩種或兩種以上形態(tài)結(jié)構(gòu)的材料。它的組成材料主要是塑料薄膜、鋁箔、膠黏劑和油墨[1]。復(fù)合食品包裝材料在加工合成中常使用含甲苯二異氰酸酯(toluene diisocyanate,TDI) 的黏合劑,TDI 極易水解成致癌性的芳香胺,主要成分為2,4-二氨基甲苯。二氨基甲苯易溶于水、醇和醚。復(fù)合食品包裝袋在使用時,水解產(chǎn)生的2,4-二氨基甲苯會遷移到食品中,對食用者造成危害。研究表明,當(dāng)吸入、食入、經(jīng)皮吸收此有機(jī)物后,對粘膜、呼吸道及皮膚有刺激作用,可引起濕疹、類似丹毒的痂皮。中毒表現(xiàn)有支氣管炎、氣管炎、喘息等,IARC 致癌性評論為該有機(jī)物對人可能致癌[2]。鑒于2,4-二氨基甲苯的危害性,控制復(fù)合食品包裝膜袋中2,4-二氨基甲苯的含量就顯得尤為重要。我國制定的GB 9683-1988《復(fù)合食品包裝袋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了2,4-二氨基甲苯(4%乙酸)的指標(biāo)為≤0.004 mg/L;歐盟食品接觸材料法規(guī)(EU)NO.10/2011 規(guī)定了塑料食品接觸材料中初級芳香胺的特定遷移量不得超過0.01mg/kg。目前對于2,4-二氨基甲苯的分析方法主要有氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)、液相色譜法以及液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[3-10]。本文采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對食品接觸材料中2,4-二氨基甲苯的測定進(jìn)行了研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,本文建立的方法檢測速度快、操作簡單便捷、靈敏度高、重復(fù)性好,可為食品接觸材料中2,4-二氨基甲苯的測定提供方法依據(jù)。
高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(1260/6495A 型),美國Agilent公司;分析天平(精確至0.0001 g),德國Sartorius 公司;烘箱,德國Memmert 公司。
2,4-二氨基甲苯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),純度98.0%,德國Dr.Ehrenstorfer公司生產(chǎn);甲醇、乙腈、甲酸均為色譜純,購于上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;乙酸,分析純,浙江中星化工試劑有限公司生產(chǎn)。
稱取適量2,4-二氨基甲苯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于10 mL 容量瓶中,用甲醇定容,配制成質(zhì)量濃度約為1000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,4 ℃避光保存。移取適量體積的標(biāo)準(zhǔn)儲備液至10 mL 容量瓶中,用甲醇定容,制得質(zhì)量濃度10 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液,4 ℃避光保存。臨用時,分別取標(biāo)準(zhǔn)中間液適量,以甲醇為溶劑,配制成質(zhì)量濃度分別為0.1,0.2,0.4,1.0,2.0,4.0,10 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
未裝過食品的包裝袋:用水洗3 次,淋干,按2 mL/cm2計(jì)算裝入乙酸溶液,熱封口。裝過食品的包裝袋:剪口,將食品全部移出,用清水沖至無污物,再用水沖洗3 次,淋干后按2 mL/cm2計(jì)算裝入乙酸溶液,熱封口。
將熱封口后的包裝袋(使用溫度為60 ℃~120 ℃),置于預(yù)先調(diào)至120 ℃±5 ℃的烘箱內(nèi),恒溫40 min,取出自然放冷至室溫,剪開封口,提取液經(jīng)0.22 μm 濾頭過濾后,用LC-MS/MS 分析。使用溫度低于60 ℃的包裝袋,置于預(yù)先調(diào)至60 ℃±5 ℃的烘箱內(nèi),恒溫120 min,取出自然放冷至室溫,剪開封口,提取液經(jīng)0.22 μm 濾頭過濾后,用LC-MS/MS 分析。
1.5.1 色譜條件
色譜柱:InfinityLab Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×100 mm,2.7 μm);柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:5μL;流速0.4 mL/min;流動相A 為(0.1%甲酸)水;流動相B 為100%乙腈。色譜梯度洗脫方法見表1。
1.5.2 質(zhì)譜條件
電離方式:ESI+;毛細(xì)管電壓:4000 V;干燥氣溫度:280 ℃;干燥氣流速:14 L/min;鞘氣溫度:250 ℃;霧化器壓力:35 psi;監(jiān)測模式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);2,4-二氨基甲苯多反應(yīng)監(jiān)測參數(shù)見表2。所得2,4-二氨基甲苯的總離子流色譜圖見圖1。
表2 2,4-二氨基甲苯的多反應(yīng)監(jiān)測參數(shù)Tab.2 MRMparameters of2,4-TDA
比較了水-甲醇,水-乙腈,(0.1%甲酸)水-甲醇和(0.1%甲酸)水-乙腈流動相體系下2,4-二氨基甲苯的峰型和靈敏度。結(jié)果表明,2,4-二氨基甲苯在上述四種流動相體系下均有相應(yīng),水-甲醇體系和(0.1%甲酸)水-甲醇體系造成2,4-二氨基甲苯出現(xiàn)并肩峰,水-乙腈體系造成2,4-二氨基甲苯的響應(yīng)值過低,(0.1%甲酸) 水-乙腈體系能夠使2,4-二氨基甲苯有較好的峰型和靈敏度,因此選擇(0.1%甲酸)水-乙腈體系作為流動相。
比較了不同鞘氣溫度條件下2,4-二氨基甲苯的響應(yīng)值,鞘氣溫度分別為200 ℃、250 ℃、300 ℃、350 ℃、400 ℃。結(jié)果表明,隨著鞘氣溫度的升高,2,4-二氨基甲苯的響應(yīng)值呈現(xiàn)上升趨勢。在鞘氣溫度達(dá)到250 ℃后基本達(dá)到平衡,溫度繼續(xù)上升,2,4-二氨基甲苯的響應(yīng)值并沒有明顯的升高,綜合考慮選擇250 ℃為鞘氣溫度。
按照1.3 的方法配制2,4-二氨基甲苯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,經(jīng)液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀所建方法進(jìn)行檢測,所得峰面積為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,見圖3。經(jīng)線性擬合所得方程為y=3496.14821x+756.16809,線性相關(guān)系數(shù)為0.9999。證明該方法在0.1~10 μg/L 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
采用空白樣品中加標(biāo)的方法,按照1.4 和1.5 進(jìn)行試驗(yàn)操作,所得譜圖進(jìn)行信噪比計(jì)算,將信噪比>3 時對應(yīng)的2,4-二氨基甲苯添加量作為方法的檢出限。在添加水平為0.1 μg/L 時,信噪比>3,因此將該方法檢出限定為0.1 μg/L。
選用空白基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),添加水平分別為0.2、1、10 μg/L,試驗(yàn)步驟同1.4 和1.5,每個添加水平做6 次獨(dú)立平行試驗(yàn)。試驗(yàn)所得回收率和精密度結(jié)果列于表3,其中精密度以相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示。從表中可以看出,該方法中2,4-二氨基甲苯的回收率在83%~95%之間,重復(fù)條件下的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3%~5%之間,表明方法的回收率高、精密度好。
表3 方法的精密度和回收率Tab.3 Precision and recovery ofthe method
對復(fù)合食品接觸材料中2,4-二氨基甲苯的HPLC-MS/MS測定方法進(jìn)行研究,方法在0.1~10 μg/L 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,檢出限為0.1 μg/L,回收率在83%~95%范圍內(nèi),相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3%~5%之間,該法檢測速度快、靈敏度高、重現(xiàn)性好,可用于復(fù)合食品接觸材料中2,4-二氨基甲苯的的檢測分析。