氣相色譜-串聯質譜法測定食糖中18種鄰苯二甲酸酯

王小鵬，黃敏興*，曾秋霞，楊李勝，劉志鵬，余構彬

(1廣東省科學院生物工程研究所，廣東廣州510316；2中國輕工業甘蔗制糖工程技術研究中心，廣東廣州510316)

0 前言

鄰苯二甲酸酯(Phthalic acid esters，PAEs)，又名酞酸酯，作為一種人工合成的增塑劑而被廣泛應用于食品包裝材料、塑料玩具、醫療設備等塑料生產，以達到增強產品的柔軟性和延展性的目的[1-2]。鄰苯二甲酸酯與塑料其他基質成分之間的化學鍵極不穩定，從而導致鄰苯二甲酸酯極易從塑料遷移到環境和食品中[3]。研究表明，PAEs會干擾內分泌系統功能，導致人體內分泌系統紊亂，影響人體生殖發育，在體內長期積累會致癌、致畸、致突變[4-5]。

從古至今，食糖在提高人類的營養和豐富人們的物質生活方面都扮演著一個很重要的角色，食糖的食用安全已經關系到千家萬戶的身體健康[6-7]。隨著社會經濟的發展，食糖的外包裝也出現了多姿多彩的塑料包裝袋，但同時也存在增塑劑從塑料包裝袋轉移到食糖中的風險，因此，對食糖中增塑劑遷移含量的測定，對監控食糖食用安全具有重要意義[8-9]。

目前PAEs的檢測方法主要有氣相色譜法[10-12]、液相色譜法[13-14]、氣相色譜-質譜法[15-16]、氣相色譜-串聯質譜法[17-18]、液相色譜-串聯質譜法[19-20]等。色譜法定性能力差，易出現假陽性；色譜-質譜法選擇性差，靈敏度相對較低；色譜-串聯質譜法抗干擾能力強，靈敏度高，能夠準確定性、定量。本文擬建立氣相色譜-串聯質譜法同時測定食糖中 18種鄰苯二甲酸酯的分析方法，以期為監控食糖中鄰苯二甲酸酯含量提供有效技術支撐。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B氣相色譜儀(美國安捷倫公司)；Agilent 7000D 質譜儀(美國安捷倫公司)；色譜柱HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)(美國安捷倫公司)；WIGGENS Vortex 3000渦旋振蕩器(北京桑翌實驗儀器研究所)；KQ-500DE數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；H1850R臺式高速冷凍離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司)；Milli-Q超純水器(美國 Millipore公司)。

18種鄰苯二甲酸酯混合液體標準品(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-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、鄰苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、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(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、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(DPhP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP))購于上海安譜實驗科技股份有限公司；正己烷(色譜純，上海星可高純溶劑有限公司)；甲醇(色譜純，廣州彼西絡科技有限公司)。

1.2 實驗準備

為防止實驗所需玻璃儀器、試劑中殘余的鄰苯二甲酸酯干擾實驗結果，因此，在實驗前需用重鉻酸鉀對玻璃儀器進行氧化處理，用二氯甲烷對試劑進行萃取處理。

1.3 樣品前處理

準確稱取2.00 g(精確到0.01 g)樣品于玻璃離心管中，加入10 mL甲醇，渦旋5 min，超聲提取20 min，5000 r/min離心5 min，準確移取5 mL上清液于40℃氮吹至近干，正己烷定容至1 mL，供GC-MS/MS測定。

1.4 標準溶液與標準工作曲線配制

準確移取 18種鄰苯二甲酸酯混合液體標準品(1000 mg/L)1 mL于100 mL容量瓶中，用正己烷準確定容，配制成質量濃度為10 mg/L的混合標準中間溶液，并置于 4℃冰箱中保存。準確移取混合標準中間溶液，用正己烷逐級稀釋，配制濃度為0.01、0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L標準系列溶液。

1.5 分析條件

1.5.1 色譜條件

進樣口溫度：250℃；載氣：高純氦氣(99.999%)；碰撞氣：高純氮氣(99.999%)；柱流量：1.15 mL/min；進樣方式：不分流進樣；進樣量：1 μL。升溫程序：初始柱溫為40℃，保持1 min，以30℃/min的速率升至 180℃，再以 10℃/min的速率升至300℃，保持3 min。

1.5.2 質譜條件

離子源：電離轟擊(EI)離子源；電離能量：70 eV；離子源溫度：300℃；傳輸線溫度：300℃；溶劑延遲：5 min；檢測方式：多反應檢測模式。

2 結果與討論

2.1 色譜條件優化

鄰苯二甲酸酯是一類弱極性化合物，根據相似相溶原理，選擇非極性或弱極性的色譜柱能達到更好的分離效果，本實驗主要選取了HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、HP-35(30 m×0.25 mm×0.25 μm)和 HP-1MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)3種不同色譜柱進行比較，分離效果見圖1～3。結果表明，HP-5MS UI色譜柱對 18種鄰苯二甲酸酯的分離效果優于另外2種色譜柱，各目標物的峰形更加尖銳對稱，響應更高，因此本實驗選擇HP-5MS UI色譜柱用于分析。

2.2 質譜條件優化

為提高方法的準確度、靈敏度，需對各目標物的離子對、碰撞能量、駐留時間等質譜條件進行優化。在固定色譜條件下，采用電離轟擊(EI)離子源，對鄰苯二甲酸酯進行一級全掃描分析，選取豐度較高的離子作為母離子，同時確定各目標物的保留時間，設定5～30 eV(每5 eV一個間隔)碰撞能量，對各目標物的母離子進行產物離子掃描，選取2個豐度較高的離子作為子離子，獲得定性離子對、定量離子對，優化后的質譜參數見表1。

圖1 HP-35色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

圖2 HP-1MS色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

圖3 HP-5MS UI色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

表1 18種鄰苯二甲酸酯質譜參數

2.3 前處理條件的優化

溶劑提取法作為傳統、經典的有機物提取方法，具有操作簡單、成本費用低、提取效率高等特點。根據鄰苯二甲酸酯能溶于大多數有機溶劑的特點，實驗比較了正己烷、甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯等5種不同提取溶劑對18種鄰苯二甲酸酯的提取效果，結果見圖4。結果表明，對18種鄰苯二甲酸酯的提取效率從高到底依次是甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、丙酮，因此本實驗選取甲醇作為提取溶劑。

2.4 線性范圍、檢出限和定量限

將配制好的標準系列溶液進行上機測定，并以質量濃度為橫坐標，以相應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線，得到各目標物的線性方程、相關系數，見表2。以3倍信噪比確定18種鄰苯二甲酸酯的檢出限為0.0003～0.0029 mg/kg，以10倍信噪比確定18種鄰苯二甲酸酯的定量限為 0.0009～0.0096 mg/kg。

圖4 5種不同提取溶劑對18種鄰苯二甲酸酯的提取效果

表2 線性范圍、線性方程、相關系數、檢出限、定量限

2.5 回收率和精密度

選取食糖空白樣品，分別添加0.02、0.05、0.1 mg/kg 3個不同濃度水平的鄰苯二甲酸酯混合標準溶液，按上訴優化后的前處理方法進行6次平行實驗，經GC-MS/MS上機測試分析，得到各目標物的平均回收率和相對標準偏差，見表3。結果顯示，18種鄰苯二甲酸酯的平均回收率為82.4%～104.3%，相對標準偏差為1.3%～5.6%。

2.6 實際樣品測定

對來自市面上 10批不同廠家生產的預包裝食糖進行測試分析。結果表明，3批樣品有檢出鄰苯二甲酸酯，檢出的鄰苯二甲酸酯種類為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-乙基)己酯(DEHP)，殘留量符合相關衛生標準要求，因此，未檢出不合格樣品，具體結果 如表4所示。

表3 18種PAEs的加標回收率和相對標準偏差(n=6)

表4 樣品檢測結果 單位：mg/kg

3 結論

本研究建立了氣相色譜-串聯質譜測定食糖中18種鄰苯二甲酸酯的檢測方法，該方法簡便、高效、線性良好、回收率及精密度均滿足實驗要求，適用于食糖中鄰苯二甲酸酯的批量測定。通過利用該方法對實際樣品的測定，獲得食糖中鄰苯二甲酸酯的含量數據，可以幫助企業在生產過程中更加注重各個環節的質量控制，避免鄰苯二甲酸酯遷移到食糖中，保障消費者的食用安全。