氣相色譜-質譜法測定食品中17種鄰苯二甲酸酯類塑化劑的含量

張國民，溫素素

(1.嘉興市食品藥品檢驗檢測院，嘉興314050; 2.嘉興學院 醫學院，嘉興314033)

鄰苯二甲酸酯類(PAEs)塑化劑是鄰苯二甲酸酐與醇類的反應產物，其化學結構由1個剛性平面芳烴和2個可塑非線性脂肪側鏈組成[1]。PAEs與塑料制品中的基質是以氫鍵或范德華力等物理方式相結合，而非通過化學鍵結合到產品的碳鏈上，因此在強光、雨淋等環境影響下，PAEs易從塑料中不斷釋放，進入土壤、水體和大氣等環境介質中[2-3]。長期攝入含PAEs的食品可能引起生殖系統異常，甚至存在畸型胎、癌癥的風險[4]。目前針對食品中PAEs的檢測主要集中在食用油、飲用水、酒類等少數幾類食品中，對不同類別食品基質中PAEs的測定卻相對不多[5-16]。

本工作采用氣相色譜-質譜法(GC-MS)對12種具有代表性的不同類別食品中的PAEs進行測定，外標法定量，并針對不同的食品基質，優化了國家標準GB 5009.271－2016前處理流程，并進一步探討了影響PAEs測定結果的各方面因素。本方法前處理過程簡單，加標回收率較高，對食品中PAEs的測定具有一定的參考價值。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Thermo TRACE GC ULTRA/DSQⅡ型氣相色譜-質譜聯用儀;ME204E 型電子天平;NEVAPTM111型氮吹儀;RV10型旋轉蒸發儀;SZ-1型渦旋混合器;SK5210HP型超聲波清洗器。

17種PAEs混合標準儲備溶液:1 000 mg·L－1，分別稱取各鄰苯二甲酸酯標準品25 mg，用正己烷溶解并轉移至25 m L 容量瓶中，用正己烷定容，混合搖勻，備用。

17種PAEs混合標準溶液系列:用正己烷將17種PAEs混合標準儲備溶液逐級稀釋，配制成0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0 mg·L－1的17種PAEs混合標準溶液系列。

鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、鄰苯二甲酸二(4-甲氧-2-戊基)酯(BMPP)、鄰苯二甲酸二戊酯(DPP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)、鄰苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二苯酯(DPh P)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)和鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)等15種PAEs標準品(純度均大于97%);鄰苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)和鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)標準品(純度均大于99%);試驗所用試劑均為色譜純;試驗用水為全玻璃重蒸餾水。

試驗所用玻璃器皿洗凈后，用水淋洗3次，于丙酮中浸泡1 h，在200 ℃下烘干2 h，冷卻至室溫備用。

梨、菠菜、奶粉、酸奶、芹菜、黃酒、白酒、食醋、醬油、雞精、芒果汁和面包等12種樣品均購自某超市。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 Thermo DB-5MS 色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25μm);進樣口溫度為250℃;進樣量為1.0μL;不分流進樣;載氣為氦氣，純度為99.999%;流量為1.0 m L·min－1。柱升溫程序:初始溫度為60 ℃，保持1 min;以20 ℃·min－1的速率升溫至220 ℃，保持1 min;再以5 ℃·min－1的速率升溫至250 ℃，保持1 min;最后以20 ℃·min－1的速率升溫至290 ℃，保持7.5 min。

2)質譜條件 電子轟擊離子源(EI);電離能量為70 e V;離子源溫度為280 ℃;傳輸線溫度為280 ℃;溶劑延遲10 min;選擇離子監測(SIM)模式;選擇離子檢測組分的基他質譜參數見表1。

表1 質譜參數Tab.1 MS parameters

1.3 試驗方法

按照國家標準GB 5009.271－2016對液態、半固態、固態等3大類12種試驗樣品進行前處理，按照儀器工作條件對其進行測定。同時設置空白對照試驗，測定結果扣除空白后計算樣品中PAEs的殘留量。

2 結果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件對17種PAEs的混合標準溶液進行測定，色譜圖見圖1。

圖1 17種PAEs的混合標準溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of mixed standard solution of the 17 PAEs

2.2 儀器工作條件的選擇

17種PAEs中部分PAEs的保留時間十分接近，且PAEs屬于弱極性物質，試驗選擇非極性DB-5MS色譜柱，并適當降低色譜柱初始溫度和程序升溫速率，保證PAEs得到有效分離，確保定量結果的準確性。試驗發現進樣口吸附和離子源臟污是影響PAEs定量結果準確性的重要因素，進樣時應選用經硅烷化處理的帶玻璃毛超惰性襯管，并適當提高氣相進樣口溫度為300～310℃，正式進樣前可用較高濃度的標準樣品來飽和帶玻璃毛超惰性襯管的活性位點，從而降低進樣口吸附的影響。同時進樣前應檢查儀器狀態，及時清洗離子源，建議多次進空白樣品，減少儀器系統中殘留的PAEs對試驗測定結果的影響。

2.3 試驗條件的選擇

2.3.1 凈化條件

奶粉、蔬菜和果汁等基質復雜的樣品，在通過提取溶劑萃取后，存在明顯的基質增強效應，對PAEs的測定造成很大的干擾。按照國家標準GB 5009.271－2016對上述基質復雜的樣品進行前處理，在未經固相萃取柱凈化后直接測定，發現PAEs的回收率偏高很多。試驗選擇菠菜、芹菜、芒果汁和奶粉等4種基質效應明顯的樣品進行N-丙基乙二胺與硅吸附劑復合填料(PSA/Silica)玻璃固相萃取柱凈化，參照國家標準GB 5009.271－2016進行洗脫，同時對上述4種樣品未經凈化處理，直接上機進行測定，2種不同凈化方式下17種PAEs的回收率見圖2。

圖2 17種PAEs在2種不同凈化方式下的回收率Fig.2 Recovery of the 17 PAEs obtained by 2 different purification methods

由圖2可知:4種樣品經過PSA/Silica玻璃固相萃取柱凈化后，可以有效去除色素和有機酸等基質干擾物質，17種PAEs的回收率為83.2%～135%。

2.3.2 提取溶劑

PAEs作為非極性或弱極性化合物，在水中溶解度極低，但易溶于大部分有機溶劑，試驗比較了二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷和乙腈分別作為提取溶劑時，對白酒、雞精、梨、食醋和面包等5 種樣品中DHXP、BBP、DBEP、DCHP和DEHP等5種PAEs回收率的影響，結果見圖3。

圖3 提取溶劑對5種PAEs回收率的影響Fig.3 Effect of extraction solvents on recovery of 5 PAEs

結果表明:正己烷對樣品中5種PAEs的回收率為80%～120%;其他提取溶劑對樣品中5 種PAEs的回收率均低于正己烷。試驗選擇的提取溶劑為正己烷。

2.3.3 超聲時間

超聲可以加快兩種不能互溶分散相之間的質量傳遞，使萃取效果在短時間內獲得迅速提升，但長時間超聲可能導致萃取劑嚴重揮發，影響測定結果的準確性。試驗選擇超聲時間分別為10，20，30，40 min時，比較了不同的超聲時間對DHXP、BBP、DBEP、DCHP和DEHP 等5種PAEs回收率的影響，結果見圖4。

圖4 超聲時間對5種PAEs回收率的影響Fig.4 Effect of time of ultrasonic extraction on recovery of 5 PAEs

由圖4可知:隨著超聲時間的延長，5種PAEs的回收率逐漸增大;當超聲時間為30 min時，5種PAEs的回收率均達到較大值;繼續延長超聲時間，5種PAEs的回收率趨于穩定。試驗選擇的超聲時間為30 min。

2.3.4 超聲溫度

研究表明，在較高溫度下有機物和基質活性位點之間的作用力更容易被破壞，溶劑的溶解能力明顯提升，同時溶劑的表面張力和黏度會隨著溫度的升高而降低，使得溶劑和基質之間的接觸保持的更加良好[3]。試驗選擇的超聲溫度分別為20，30，40 ℃時，比較了不同的超聲溫度對DHXP、BBP、DBEP、DCHP和DEHP 等5種PAEs回收率的影響，結果見圖5。

圖5 超聲溫度對5種PAEs回收率的影響Fig.5 Effect of temperature of ultrasonic extraction on recovery of 5 PAEs

由圖5可知:5種PAEs的回收率隨著超聲溫度的升高而增大;當超聲溫度為30℃時，5種PAEs的回收率均達到較大值;繼續增大超聲溫度為40℃時，5種PAEs的回收率反而下降。試驗選擇的超聲溫度為30 ℃。

2.4 空白試驗影響

試驗中發現相隔數天的空白試驗數據有較明顯差異，因此在每一批試驗時都必須做空白試驗，且保證同一批試驗中試劑、玻璃儀器、固相萃取柱等條件相同，應選用色譜純試劑以降低試劑空白，試驗用水應為重蒸水，所有涉及玻璃器皿必須洗滌浸泡后經200 ℃烘干2 h。不應使用帶有塑料管路的可調定量加液器吸取試劑，操作中不應帶塑料薄膜手套，整個試驗過程中，應確保避免接觸塑料制品。

2.5 標準曲線與檢出限

按照儀器工作條件對17種PAEs的混合標準溶液系列進行測定，以17種PAEs的質量濃度為橫坐標，與其對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。17種PAEs的線性范圍、線性回歸方程和相關系數見表2。以3倍信噪比計算方法的檢出限(3S/N)，結果 見表2。

表2 17種PAEs的線性參數和檢出限Tab.2 Linearity parameters and detection limits of the 17 PAEs

2.6 精密度和回收試驗

按照試驗方法對梨、菠菜和奶粉等12種樣品分別進行不同濃度水平的加標回收試驗，每個加標樣品平行測定6次，扣除樣品的本底值和空白后，計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)，結果見表3。

表3 梨、菠菜和奶粉等樣品的精密度和回收試驗結果(n＝6)Tab.3 Results of tests for precision and recovery of pear，spinach and milk powder samples(n＝6)

表3(續)

表4 白酒、食醋和醬油等樣品的精密度和回收試驗結果(n＝6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery of white wine，vinegar and soy sauce samples(n＝6)

表4(續)

由表3和表4可知:基質較為復雜的樣品，例如奶粉、蔬菜、芒果汁等回收率偏高，而基質相對較為簡單的樣品，例如白酒、黃酒、食醋等回收率較好;大部分食品中DEP、DAP、DIBP和DPh P的回收率均較高于其他PAEs的回收率。

2.7 樣品分析

試驗選擇了水果、蔬菜、乳制品、酒類、調味品等12種有PAEs殘留風險的樣品，按照試驗方法對其進行測定。結果表明:梨和芒果汁樣品中均未檢出PAEs殘留;其余樣品中均檢出不同濃度水平的PAEs，檢 出 種 類 有DMP、DIBP、DBP、DMEP、DEEP、BBP、DEHP，其中DBP 和DEEP 的檢出率最高，有8種樣品檢出DBP 和DEEP，具體結果見表5。

表5 樣品分析結果Tab.5 Analytical results of samples μg·kg－1

表5(續) μg·kg－1

蔬菜中檢出PAEs大致可歸因于土壤中存在PAEs，以及運輸過程中使用塑料袋進行包裝等。酒類、調味品等樣品中檢出PAEs可推測為產品生產過程中接觸到塑料制品，亦或原料中帶入等。面包、乳制品中檢出PAEs可能歸因于產品的塑料包裝以及生產過程中接觸等。