氣相色譜-質(zhì)譜法測定含油脂食品中新型增塑劑對苯二甲酸二辛酯

黃孟麗，李雪銀，邢夢珂，江改青，孫小杰

（南京市食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇南京 210038）

食品接觸材料作為食品安全的重要環(huán)節(jié)，其安全性被越來越多國家所重視，食品接觸材料如塑料、橡膠等可能會在產(chǎn)品的使用過程中釋放出一定量的有毒有害化學(xué)成分[1]，這些化學(xué)成分會遷移至食品中從而被人體攝入，危害人類健康[2,3]。鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)俗稱增塑劑，普遍用于塑料制品中以增加產(chǎn)品的柔韌性和強(qiáng)度[4]，在食品包裝材料、聚氯乙烯薄膜和醫(yī)療用品中也比較常見，鄰苯類增塑劑具有潛在的急性毒性、慢性毒性、致畸性、致突變性和生態(tài)毒性，并顯示較強(qiáng)的內(nèi)分泌干擾性[5]。

對苯二甲酸二辛酯（DOTP）（Dioctyl terephthalate，C24H38O4，CAS 6422-86-2）是20世紀(jì)80年代，由美國Eastman公司研制成功并逐步發(fā)展起來的一種新型增塑劑，它與目前常用的鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯（DEHP）相比，具有耐熱、耐寒、難揮發(fā)、抗抽出、柔軟性和電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)，DOTP不含鄰苯二甲酸鹽，不在歐盟及其他國家限制使用的鄰苯二甲酸增塑劑范圍內(nèi)，目前越來越多的生產(chǎn)企業(yè)利用其來替代鄰苯類增塑劑，在制品中顯示出優(yōu)良的持久性、耐肥皂水性及低溫柔軟性，廣泛應(yīng)用于耐電纜料、食品包裝材料等中。DOTP具有較強(qiáng)的脂溶性，當(dāng)其用于食品包裝材料與具有一定脂肪含量的食品接觸時(shí)，較易遷移至食品中而對人體健康造成一定危害[6]，含油脂類食品中存在DOTP污染的風(fēng)險(xiǎn)。

DOTP作為新型的增塑劑，國外文獻(xiàn)基本集中于DOTP環(huán)境污染、生物毒性、制備、降解和遷移方面的研究[7-15]，國內(nèi)文獻(xiàn)基本集中于DOTP的制備、應(yīng)用的研究[16-18]，對于DOTP在食品中的檢驗(yàn)技術(shù)報(bào)道較少，主要涉及白酒中DOTP的檢驗(yàn)方法[6,19]，但對于含油脂類食品的檢驗(yàn)方法暫無報(bào)道；GB 9685-2016[20]中對DOTP在食品中的最大殘留量、特定遷移量、特定遷移總量限量均無特別限制，但其附錄規(guī)定特定遷移量、特定遷移總量限量均無限量的情況，添加劑的遷移量不得超過60 mg/kg，目前，關(guān)于食品中DOTP殘留量的數(shù)據(jù)報(bào)道較少，吳曉宗等[7]報(bào)道了白酒中DOTP的含量在0.026 mg/kg～0.922 mg/kg，說明食品中存在DOTP污染的風(fēng)險(xiǎn)，但對于含油脂內(nèi)食品中DOTP殘留量的數(shù)據(jù)暫無報(bào)道。本文建立了含油脂食品中對DOTP的分析檢測方法，并積累了實(shí)際樣品中DOTP的殘留量的數(shù)據(jù)，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)積累。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

儀器：氣相色譜-質(zhì)譜儀7890B-5977B，美國Agilent公司；氮吹儀N-EVAP-24，Organomation公司；離心機(jī)SC-2546，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；電子天平CPA225D，德國賽多利斯公司；超聲儀UP500-HE，南京君達(dá)公司；渦旋混合器JBKT 18281，美國Thermo公司。

標(biāo)準(zhǔn)品：對苯二甲酸二辛酯（CAS號：6422-86-2）。

試劑：正己烷、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二氯甲烷、色譜純，美國AOE公司。

材料：PSA/硅膠玻璃柱（CNW，500 mg/500 mg，6 mL）；PSA/硅膠玻璃柱（Agela，500 mg/500 mg，6 mL）；PSA/硅膠玻璃柱（福裕，500 mg/500 mg，6 mL）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

準(zhǔn)確稱取DOTP標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)50.00 mg，用正己烷溶解并定容至50 mL棕色容量瓶，配成1 mg/mL的DOTP標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4 ℃冰箱中冷藏保存，使用時(shí)用正己烷稀釋配成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 儀器條件

色譜條件：色譜柱選用HP-5MS UI毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；升溫程序：60 ℃保持1 min，以20 ℃/min升溫至220 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升溫至250 ℃保持1 min，以1 ℃/min升溫至255 ℃保持2 min，再以20 ℃/min升溫至290 ℃保持3 min；載氣：氦氣，流速1 mL/min；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL。

質(zhì)譜條件：氣相色譜與質(zhì)譜接口溫度：280 ℃；電子轟擊源（EI）：70 eV；監(jiān)測方式SIM模式；溶劑延遲：7 min。監(jiān)測方式：選擇離子模式（SIM），DOTP的保留時(shí)間和特征離子見表1。

表1 DOTP的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 MS parameters of DOTP

1.4 樣品前處理

液態(tài)含油脂樣品：樣品混勻后準(zhǔn)確稱取試樣0.5 g（精確至0.0001 g）于10 mL具塞磨口玻璃管中，依次加入100 μL正己烷和2 mL乙腈，渦旋1 min，超聲提20 min，2000 r/min離心5 min，收集上清液。殘?jiān)屑尤? mL乙腈，渦旋1 min，2000 r/min離心5 min，收集上清液。再加入2 mL乙腈重復(fù)提取1次，合并3次上清液，待SPE凈化。

固態(tài)、半固態(tài)含油脂樣品：樣品混勻后準(zhǔn)確稱取試樣0.5 g（精確至0.0001 g）于10 mL具塞磨口玻璃管中，加入1.0 mL正己烷，渦旋2 min，再加入5 mL乙腈，渦旋1 min，超聲提取20 min，2000 r/min離心5 min，收集上清液，再加入5 mL乙腈重復(fù)提取1次，合并上清液，40 ℃氮?dú)獯抵两?，加? mL乙腈，渦旋混勻，待SPE凈化。（注：固態(tài)含油樣品融化為液態(tài)油脂混勻后稱取，并在提取過程中保持液態(tài)。）

SPE凈化：PSA/硅膠玻璃柱（CNW，500 mg/500 mg，6 mL）依次加入5 mL二氯甲烷、5 mL乙腈活化，棄去流出液，將待凈化液加入玻璃柱，收集流出液，再加入5 mL乙腈，收集流出液，合并兩次收集的流出液，加入1 mL丙酮，40 ℃氮吹至近干，正己烷準(zhǔn)確定容至2 mL，渦旋混勻，供GC-MS分析。（注：整個(gè)操作過程中，應(yīng)避免接觸塑料制品。超聲時(shí)，冰浴保持溫度在25 ℃以下。）

1.5 數(shù)據(jù)處理

標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液通過氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行測試，以標(biāo)準(zhǔn)品的濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)品峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，用繪制的標(biāo)曲工作曲線對樣品溶液進(jìn)行定量計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 定性及定量離子的選擇

參考標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.271-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鄰苯二甲酸酯的測定》色譜條件，采用全掃描模式（質(zhì)量范圍為m/z50～400）對DOTP標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)DOTP與鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）峰重疊，為了兼顧其它鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的檢測離子，最終選擇261、279、121、112為DOTP的特征離子，261為定量離子，這樣可實(shí)現(xiàn)與DINP的區(qū)分，DOTP的質(zhì)譜圖如圖1所示。

圖1 DOTP的質(zhì)譜圖Fig.1 The MS spectrum of DOTP

2.2 樣品前處理的優(yōu)化

2.2.1 提取溶劑的選擇

DOTP不溶于水，能溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，在正己烷、甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷溶劑溶解度較大。首先對不同有機(jī)溶劑互溶性和提取效率進(jìn)行比較，以植物油為基質(zhì)比較了正己烷、甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷五種有機(jī)溶劑的互溶性和提取效率，具體操作如下：準(zhǔn)確稱取大豆油試樣0.5 g于25 mL具塞磨口玻璃管中，準(zhǔn)確加入10 mL提取溶劑，渦旋1 min，劇烈振搖1 min，超聲提取20 min，2000 r/min離心5 min，取上清液，供GC-MS分析。樣品與各溶劑的互溶性如圖2，其中樣品與正己烷、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷互溶，說明大量脂肪都進(jìn)入了有機(jī)相，后續(xù)SPE凈化過程中會堵塞固相萃取柱；樣品與乙腈有明顯的分層，說明脂肪在乙腈中的溶解度極低，乙腈提取一次回收率76%，重復(fù)提取三次后回收率92%并趨于穩(wěn)定，最終選擇乙腈作為提取溶劑。

圖2 不同提取溶劑與樣品互溶性Fig.2 The mutual solubility of different extraction solvents with sample

2.2.2 凈化條件的選擇

文獻(xiàn)中含油脂樣品中鄰苯類增塑劑凈化填料主要有PSA、硅膠兩種填料[21-24]，PSA可用于去除有機(jī)酸、色素、金屬離子，硅膠可用于分離非極性和弱極性化合物。比較了PSA粉末、硅膠玻璃柱、PSA/硅膠的復(fù)合填料玻璃柱的凈化效果：PSA粉末回收率不穩(wěn)定，硅膠玻璃柱回收率偏低，PAS/硅膠復(fù)合玻璃柱回收率穩(wěn)定且回收率較高。對于不同品牌的PSA/硅膠復(fù)合玻璃柱進(jìn)行了對比，結(jié)果如表2所示，CNW和Agela兩個(gè)品牌的回收率較高，Agela家柱子比較容易堵塞，回收率不穩(wěn)定，最終選用CNW家的柱子進(jìn)行凈化。

表2 不同品牌PSA/硅膠復(fù)合玻璃柱回收率Table 2 The recovery of different brands of PSA/silica composite solid phase extraction column

2.3 線性方程、檢出限及定量限

含油脂類食品按照形態(tài)可分為三大類：液態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)含油脂類食品，實(shí)驗(yàn)過程中，我們挑選三種形態(tài)所對應(yīng)的三種典型的樣品：植物油、芝麻醬和黃油作為基質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

取DOTP標(biāo)準(zhǔn)儲備液逐級稀釋至所需系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以DOTP峰面積為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)及線性范圍見表3，結(jié)果表明，DOTP在0.125～2.50 μg/mL范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限0.20 mg/kg，定量限為0.50 mg/kg。分別對三種典型基質(zhì)：植物油、芝麻醬和黃油進(jìn)行了檢出限和定量限的添加，結(jié)果表明三種基質(zhì)檢出限添加水平的S/N均大于3，定量限添加水平的S/N均大于10，滿足分析要求。

表3 DOTP在植物油、芝麻醬、黃油三種基質(zhì)中檢出限、定量限、線性相關(guān)系數(shù)及線性范圍Table 3 The limit of detection, the quantitation limit, the correlation coefficients (R2) and the concentration range of DOTP in oil, tahini and butter

2.4 回收率及精密度

以不含DOTP的典型性樣品植物油、芝麻醬、黃油的陰性樣品作為空白進(jìn)行高中低三個(gè)不同濃度加標(biāo)回收試驗(yàn)。準(zhǔn)確稱取空白樣品6份，按照方法的分析條件進(jìn)行6次重復(fù)測定，并計(jì)算本方法的回收率和精密度。具體結(jié)果如表4所示。由表可知，加標(biāo)樣品中各種對苯二甲酸二辛酯的回收率為78.11～104.53%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.13～7.21%，表明該方法回收率較高、平行性好，可用于大豆油、芝麻醬、黃油等含油食品中DOTP的準(zhǔn)確測定。

表4 DOTP在植物油、芝麻醬和黃油中的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 4 The average recovery and relative standard deviation of DOTP in oil, tahini and butter (n=6)

2.5 基質(zhì)效應(yīng)的考察

氣相相色譜/質(zhì)譜法（GC/MS）具有分析速度快、定性能力強(qiáng)等優(yōu)勢，但是GC/MS中存在較為明顯的基質(zhì)效應(yīng)[25-27]，常表現(xiàn)為較強(qiáng)的基質(zhì)誘導(dǎo)增強(qiáng)效應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致定量分析結(jié)果出現(xiàn)重大偏差?；|(zhì)效應(yīng)的評價(jià)方法：ME=B/A× 1 00%，A為純?nèi)軇┲心繕?biāo)物的峰面積，B為樣品基質(zhì)溶液中同等濃度的目標(biāo)物峰面積，80%≤ME%≤120%，表明基質(zhì)效應(yīng)不明顯，和忽略不計(jì)；ME%<80%或ME%>120%，表明存在基質(zhì)效應(yīng)，表現(xiàn)為基質(zhì)抑制或基質(zhì)增強(qiáng)[28]。本實(shí)驗(yàn)考查了三種典型樣品（芝麻醬、黃油、植物油）在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1 μg/mL的基質(zhì)效應(yīng)，結(jié)果如表5所示，芝麻醬中DOTP的基質(zhì)效應(yīng)不明顯，可忽略不計(jì)，植物油和黃油中DOTP具有較強(qiáng)的基質(zhì)效應(yīng)，表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)，在實(shí)際樣品檢測中不同的基質(zhì)溶液基質(zhì)效應(yīng)相差較大，因此，實(shí)際檢測中不同的樣品采用相對應(yīng)的基質(zhì)配制校正溶液，減少結(jié)果誤差。

表5 植物油、芝麻醬和黃油中DOTP的基質(zhì)效應(yīng)Table 5 The matrix effect of oil, tahini and butter on DOTP

2.6 實(shí)際樣品的測試

使用本方法對具有代表性的40批黃油、芝麻醬、辣椒油、植物油、肉制品等食品進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表6。由表6可知芝麻醬、辣椒醬、植物油、肉制品中均有檢出，檢出率為40%，檢出含量0.64 mg/kg～1586.34 mg/kg，部分樣品檢出含量較高，值得我們重視。

表6 各類含油食品中對苯二甲酸二辛酯含量檢測結(jié)果匯總表（mg/kg）Table 6 Summary of determination results of DOTP in various lipid food

3 結(jié)論

本文研究了含油食品中對苯二甲酸二辛酯的氣相色譜-質(zhì)譜檢測方法，通過乙腈提取，固相萃取小柱凈化，氮吹定容上機(jī)。通過考察方法的性能參數(shù)，結(jié)果表明其線性范圍、檢出限、定量限、回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等均能滿足檢測分析的要求。利用所建的方法對40批實(shí)際樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)10批陽性樣品，檢出率為25.00%，含量在0.64 mg/kg～1586.34 mg/kg，其中部分陽性樣品含量較高，超過60 mg/kg，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。本方法的建立有利于食品中對苯二甲酸辛酯分析檢測和數(shù)據(jù)的積累，有利于食品中DOTP的污染情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。