UPLC－MS/MS法同時測定食品接觸用油墨中20種光引發劑的遷移量

黎梓城，董 犇，陳燕芬，鐘懷寧，李 丹，鄭建國，潘靜靜

（廣州海關技術中心，廣東 廣州 510623）

光引發劑是印刷紫外固化油墨配方不可替代的成分，其混合物被廣泛應用于光聚物中[1－2]。光固化技術以其固化速度快、節能環保和生產效率高等優點得到快速發展，因此紫外光油墨逐步取代傳統的苯溶性油墨而被廣泛用于食品包裝印刷[3]。然而，在印刷過程中光引發劑不能完全被利用或除去，應用于包裝材料外表面的低相對分子質量的光引發劑遷移到食物中的事件仍然存在[4－5]。光引發劑具有一定的毒性，不僅對皮膚有刺激作用和接觸毒性，而且有生殖毒性、遺傳毒性和致癌作用[6－7]。研究表明，小分子的光引發劑既易揮發又易遷移，半揮發性的光引發劑可通過蒸氣間接污染食品[8]，低相對分子質量的光引發劑通過遷移直接污染食品，這不僅會給被包裝的食品帶來異味，而且遷移的物質會對人體健康造成潛在危害[9]。2009年，歐盟食品鏈與動物健康常設委員會規定食品包裝印刷油墨中二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮的遷移量不得超過0．6 mg/kg[10]，而我國國標GB 9685－2016《食品接觸材料及制品用添加劑使用標準》規定油墨中二苯甲酮的特定遷移量限量為0．6 mg/kg[11]。

食品接觸材料或食品中光引發劑的測定方法主要有液相色譜－串聯質譜法[12－15]、氣相色譜－質譜法[16－18]、凝膠色譜法[19－20]。上述方法可篩查并定量分析印刷紫外油墨中的光引發劑，但在實際印刷紫外油墨的工藝中，常需要多種光引發劑配合使用，而目前的方法多為單一或少量目標物的檢測，無法檢測多成分的光引發劑，不利于大量的實際樣品檢測。因此需要開發一種快速、簡單、高通量的鑒定和定量分析光引發劑遷移量的方法，以監測可能存在的風險，保證相關食品接觸材料的安全衛生要求。

本文利用超高效液相色譜－串聯質譜（UPLC－MS/MS）建立了食品接觸用油墨中光引發劑EHA、光引發劑ITX、光引發劑TPO等20種光引發劑遷移量的測定方法。本方法應用前景良好，可為生產企業或檢測機構提供輔助，避免安全事故的發生。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1290－6495液相色譜－三重四極桿質譜儀（美國安捷倫公司）；Eclipse Plus C18RRHD液相色譜柱（50 mm×3．0 mm×1．8μm，美國安捷倫公司）；渦旋振蕩儀（德國海道夫公司）；Milli Q QPOD純水機（德國默克公司）。

20種光引發劑標準品（見表1）購自CNW公司。甲酸、甲醇、乙醇（EtOH）、乙腈、異辛烷、正己烷為HPLC級，購自Fisher公司；乙酸（AcOH）為分析純，購自廣州化學試劑廠；橄欖油為分析純，購自默克林公司。

表1 20種光引發劑的質譜參數Table 1 Mass spectrometric parameters of 20 photo initiators

檢測樣品來自市面采購的復合膜、紙以及涂層。

1.2 標準溶液的配制

1.2.1 標準儲備溶液分別稱取20種光引發劑的標準品各10．00 mg，用甲醇分別溶解并定容于10 mL容量瓶中，得到1 000 mg/L的標準儲備溶液，于4℃下保存。

1.2.2 標準中間溶液分別移取0．1 mL 20種光引發劑的標準儲備溶液，用甲醇稀釋并定容于10 mL容量瓶中，得到10 mg/L的標準中間溶液，于4℃下保存。

1.2.3 標準工作溶液準確吸取20種光引發劑標準中間溶液0～0．5 mL于10 mL容量瓶中，用對應食品模擬物（4%乙酸、10%乙醇）及替代溶劑（95%乙醇、異辛烷）定容，得到20種光引發劑質量濃度分別為0、0．02、0．05、0．1、0．2、0．5 mg/L的標準工作溶液。

準確吸取20種光引發劑標準中間溶液0～0．5 mL于50 mL試管中，加入10 g橄欖油食品模擬物，得到20種光引發劑含量分別為0、0．0、0．05、0．1、0．2、0．5 mg/kg的標準工作溶液。

標準工作溶液的前處理與樣品溶液一致。

1.3 樣液的制備

根據樣品實際接觸食品的類型，按照GB 31604．1－2015選擇4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇、異辛烷和橄欖油作為食品模擬物[21]，按照GB 5009．156－2016進行遷移實驗[22]。

取1mL乙酸及乙醇類模擬物溶液，過0．22μm濾膜，供測定；取2mL異辛烷至試管中，將溶液于40℃下氮吹至近干，加2mL甲醇定容，過0．22μm濾膜，供測定；取2g橄欖油模擬物至試管中，加入3mL正己烷和2mL80%甲醇水溶液，渦旋混勻10min，待靜置分層后，取下層清液，過0．22μm濾膜，供測定。

1.4 儀器條件

1.4.1 色譜條件色譜柱：Eclipse Plus C18RRHD（50mm×3．0mm×1．8μm）；流動相：A為0．1%甲酸，B為甲醇；流速：0．4mL/min；進樣體積：10μL；柱溫：40℃。洗脫梯度：0～1min，90%A；1～4min，90%～60%A；4～10min，60%～5%A；10～13．5min，5%A；13．5～13．6min，5%～90%A；13．6～15min，90%A。

1.4.2 質譜條件電噴霧離子源（ESI）正離子模式；霧化氣：310．3 kPa；噴霧電壓：500 V；毛細管電壓：4 000 V；氣流速度：7 L/min；氣流溫度：300℃；鞘氣（N2）流速：11 L/min；鞘氣（N2）溫度：380℃；駐留時間：10 ms，其他質譜參數見表1。

2 結果與討論

2.1 流動相的選擇

光引發劑易溶于甲醇和乙腈，因此選擇反相色譜常用的甲醇－水體系和乙腈－水體系進行考察。鑒于甲酸有利于物質更好地形成[M+H]+的分子離子峰，實驗對比了分別以0．1%甲酸－甲醇和0．1%甲酸－乙腈作為流動相的分離效果，結果顯示甲醇體系得到的峰形更優，因此選擇0．1%甲酸－甲醇作為流動相。

2.2 質譜條件的選擇

本研究的光引發劑屬于酮類，而酮類在ESI源下易形成[M+H]+的分子離子峰。在ESI正離子模式下進行全掃描，可獲得理想的分子離子峰[M+H]+。以分子離子峰為母離子，調節適當的碎裂電壓，選擇響應值高、干擾小的2個碎片作為定性離子和定量離子，同時分別優化各離子對的碰撞能量。優化后的質譜條件見“1．4．2”，20種光引發劑（0．1 mg/L）的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 20種光引發劑的總離子流色譜圖Fig．1 Total ion chromatogram of 20 photo initiators peak numbers denoted were the same as those in Table 1

2.3 油基食品模擬物提取條件的選擇

2.3.1 提取溶劑的優化結合各物質結構，考察了分別以甲醇、80%甲醇水溶液、乙腈為提取溶劑時的效果。結果表明，甲醇與80%甲醇水溶液的提取效果相當，乙腈次之。由于80%甲醇水溶液的乳化效果不明顯，更便于操作，因此選擇80%甲醇水溶液作為提取溶劑。

2.3.2 提取時間的優化考察了提取時間（5、10、15、20 min）對20種光引發劑提取量的影響（如圖2）。由圖2可見，提取時間為10 min時，20種光引發劑的提取量達到穩定，隨著時間增加，提取量的增加趨勢變化不大，甚至出現下降的情況。因此選擇最佳提取時間為10 min。

圖2 提取時間對20種光引發劑提取量的影響Fig．2 Effect of extraction time on the extraction of 20 photo initiators peak numbers denoted were the same as those in Table 1

2.3.3 實際樣品驗證選取1個含光引發劑ITX的樣品對上述兩個提取條件進行了驗證，樣品于100℃下經橄欖油浸泡2 h后，分別按照“2．3．1”和“2．3．2”的方法進行提取。由提取結果得出的優化條件與“2．3．1”和“2．3．2”一致。

2.4 線性范圍、檢出限與定量下限

將不同食品模擬物中的20種光引發劑系列標準溶液，按照已優化的前處理方法和儀器條件進行測定，以峰面積（Y）對20種光引發劑的質量濃度（X，mg/L）繪制標準曲線。結果顯示，食品模擬物為4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇、異辛烷和橄欖油時，20種光引發劑的線性范圍為0．02～0．5 mg/L，相關系數（r2）均大于0．995，表明本方法線性良好。

選取空白試樣進行全模擬液遷移試驗，取所得浸泡液進行不同濃度（低于限量）的加標，計算目標峰的信噪比（S/N）。分別依據S/N≥3和S/N≥10初步確定檢出限和定量下限，然后采用空白基質加標的方式進行實際驗證，最終確定檢出限和定量下限。考慮到方法的可操作性，選取最不靈敏的化合物的信噪比進行判斷。因此最終得到20種光引發劑的檢出限均為0．01 mg/kg，定量下限均為0．02 mg/kg。

2.5 加標回收率與相對標準偏差

按本方法對4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇、異辛烷和橄欖油（空白食品模擬物）進行加標回收實驗，加標水平為0．02、0．1、0．5 mg/L，平行測定6次，計算回收率和相對標準偏差（RSD），結果見表2。各食品模擬物中20種光引發劑的加標回收率為87．1%～104%，RSD為2．1%～8．6%，表明本方法的準確度和精密度良好。

表2 各食品模擬物的加標回收率和相對標準偏差Table 2 Recoveries and relative standard deviations of each food simulant

（續表2）

2.6 實際樣品分析

利用本方法對5款復合膜、3款紙制品以及2款涂層共10款樣品進行分析。樣品分別在4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇、異辛烷與橄欖油5種食品模擬物中進行20種光引發劑的遷移試驗后上機測試。結果顯示，有3個樣品檢出光引發劑ITX，含量為0．05～0．68 mg/kg；1個樣品同時檢出光引發劑150和1-（聯苯基-4-基）-2-甲基-2-嗎啉基丙烷-1-酮（如圖3），含量分別為4 mg/kg和18 mg/kg；2個樣品檢出光引發劑379，含量分別為0．054 mg/kg和0．18 mg/kg。結果表明本方法可用于實際樣品的測定。

圖3 陽性樣品的色譜圖Fig．3 Chromatogram of a positive sample

3 結 論

本文建立了超高效液相色譜－串聯質譜測定食品接觸用油墨中20種光引發劑遷移量的方法。該方法操作簡單、靈敏度高、檢測種類多、準確可靠，可用于市售食品接觸材料中多種光引發劑的檢測。研究結果可為食品包裝材料的風險監測提供參考，也可為生產企業實現產品質量提升提供可靠的技術支持。