活性炭脫除塑化劑(DBP)對白酒品質(zhì)的影響研究

董榕貴，張 潔，楊樹江，楊昌彪

（貴州省檢測技術研究應用中心，貴州 貴陽 550014）

貴州仁懷素以“中國酒都”著稱，貴州酒文化深厚而獨特，貴州白酒產(chǎn)業(yè)在中國具有十分重要的地位，但2012 年白酒塑化劑事件對白酒產(chǎn)業(yè)造成了較大的影響，引起人們廣泛關注。

塑化劑，又名增塑劑，是工業(yè)上被廣泛使用的高分子材料助劑，在塑料加工中添加這種物質(zhì)，可以增加其柔韌性，更容易加工。塑化劑種類繁多，其中使用最廣泛是一群稱為鄰苯二甲酸酯類的化合物，全球每年的使用量在800 萬噸以上,占75 %以上份額，其中鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)生產(chǎn)最多,其次是鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。

鄰苯二甲酸酯類塑化劑的主要危害不是致癌毒性，而是生殖毒性。鄰苯類塑化劑因其分子結(jié)構(gòu)類似荷爾蒙，故被稱為“環(huán)境荷爾蒙(Endocrine Disrupting Chemical,簡稱EDCs)”，塑化劑通過食物鏈進入人體，干擾人體正常激素分泌，造成內(nèi)分泌失調(diào)，長期食用含有塑化劑的食品，有可能導致性發(fā)育異常、引發(fā)肝癌等危險，同時還會造成雌性動物繁殖力下降。因此，白酒中的塑化劑備受關注。2012 年塑化劑超標事件，使整個白酒行業(yè)陷入了危機，塑化劑也逐漸出現(xiàn)在大眾的視野，引起人們廣泛關注。國家衛(wèi)生計生委于2014 年6 月27 日公布白酒產(chǎn)品中塑化劑風險評估結(jié)果，表示白酒中DEHP 和DBP 的含量在5 mg/kg 和1 mg/kg 以下時，對飲酒者的健康風險處于可接受水平。

白酒中塑化劑主要來源于原料，白酒基酒中的塑化劑含量較高，其中DBP 是白酒中檢出率最高且含量最高的塑化劑，若直接進行勾兌，將造成成品酒的質(zhì)量安全問題，危害消費者健康，且會引起產(chǎn)品召回，對企業(yè)造成經(jīng)濟損失。在釀造過程中除選用合格原料之外，對于已被塑化劑污染的基酒可用物理吸附手段進行脫除。張旋等研究了活性炭和大孔樹脂對4 種鄰苯類塑化劑的脫除，以及對白酒香氣成分的影響，結(jié)論表明活性炭為塑化劑的最佳吸附劑。唐平華等采用活性炭對醬香型白酒中的DBP 進行脫除，并能保持白酒原有的風味?；诖耍狙芯恳?3%vol 酒精含量的濃香型基酒為研究對象，選用兩種活性炭作為吸附劑，以不同的用量對DBP 進行脫除實驗，同時監(jiān)測乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯以及乳酸乙酯的損失情況，篩選出理想的吸附劑及用量，為白酒中塑化劑的去除工藝提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：53%vol 濃香型基酒（貴州省遵義市某酒廠）。

試劑及耗材：活性炭，江蘇興宏炭業(yè)科技有限公司；正己烷（色譜純），美國默克公司；無水乙醇（分析純），天津科密歐化學試劑有限公司；無水硫酸鈉（分析純），天津科密歐化學試劑有限公司；鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）標準品，壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司；白酒色譜分析標準物質(zhì)，壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。

儀器設備：Thermo scientific Trace 1300-ISQ7000，配備EI 源，美國賽默飛世爾公司；氮吹濃縮儀，美國Organnomation 公司；純水機，美國默克密理博公司；離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品的制備

取53%vol 濃香型基酒500 mL，添加一定量的DBP標準品，混勻備用。

1.2.2 鄰苯二甲酸二丁酯的測定

參照GB 5009.271—2016《食品安全國家標準食品中鄰苯二甲酸酯的測定》，取1.00 g 酒樣于10 mL玻璃離心管中，于60 ℃水浴下將乙醇氮吹除去，加入5 mL 正己烷，渦旋2 min，4000 r/min 離心5 min，取上清液供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定。

儀器條件如下：色譜柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：250 ℃，不分流進樣；載氣：高純氦氣（純度99.999%）,流速1.0 mL/min；柱溫升溫程序：60 ℃保持1 min，以15 ℃/min 升溫至150 ℃，再以8 ℃/min 升溫至230 ℃，傳輸線溫度：280 ℃。

電子轟擊源（electron impaction source，EI）：離子源溫度：300 ℃，電離能量70 eV；掃描模式：單離子監(jiān)測掃描(single ion monitoring，SIM)：149 m/z、223 m/z、205 m/z、104 m/z，其中定量離子149 m/z。

1.2.3 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯及乳酸乙酯的測定

取2 mL 試樣，加入1 g 無水硫酸鈉（使用前于300 ℃烘烤4 h），混勻，4000 r/min 離心5 min，取上清液測定。

儀器條件如下：色譜柱：VF-WAXMS（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：250 ℃，分流比60∶1；載氣：高純氦氣（純度99.999%），流速1.0 mL/min；柱溫升溫程序：40 ℃保持6 min，以3 ℃/min 升溫至60 ℃，再以8 ℃/min 升溫至120 ℃，保持1 min，以20 ℃/min 升溫至240 ℃，保持5 min；傳輸線溫度：280 ℃。

電子轟擊源（electron impaction source，EI）：離子源溫度：300 ℃，電離能量70 eV；掃描模式：全掃描（Full scan），19～300 m/z。

1.2.4 活性炭及用量的選擇

分別將顆粒狀活性炭和粉末狀活性炭按5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg、40 g/kg、50 g/kg、100 g/kg比例添加到50 mL 酒樣中，混勻，靜置36 h 后，過濾，取濾液分別測定DBP、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同活性炭及用量對DBP吸附的效果

由表1 可知，添加DBP 標準品后的濃香型基酒DBP 含量為4.31 mg/kg，遠高于國家衛(wèi)生標準限量，通過對兩種活性炭及7 種不同用量的試樣進行DBP 檢測，結(jié)果表明，活性炭添加量和脫除率呈正比關系，由于顆粒狀活性炭比表面積較小，吸附效果較弱，添加量在100 g/kg時，原4.31 mg/kg的DBP含量降到國家衛(wèi)生標準限量1.0 mg/kg 以下，脫除率為83 %；粉末狀的活性炭表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，在添加量為5 g/kg時，DBP 的脫除率達81%，將DBP 含量降低至國家衛(wèi)生標準限量以下。由此可見，活性炭對白酒中的DBP 有良好的吸附效果，粉末狀活性炭吸附效果優(yōu)于較顆粒狀活性炭。

表1 不同活性炭及用量對DBP含量的影響

2.2 DBP脫除后對白酒中四種酯類的影響

對試樣進行DBP 指標檢測的同時，測得不同活性炭及用量的乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯的含量，如表2、表3 所示。結(jié)果顯示，顆粒狀活性炭在用量100 g/kg 時，乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯的損失率分別為25.7 %、28.4%、29.4%和6.0%；粉末狀活性炭在用量5 g/kg時，乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯的損失率分別為8.7%、1.1%、2.9%和0.5%，由此可見，在滿足DBP 含量降低至國家衛(wèi)生標準限量以下的同時，又能保持原有的風味特點，最適吸附劑為粉末狀活性炭，且添加量為5 g/kg。

表2 不同顆粒狀活性炭用量對4種酯含量的影響

表3 不同粉末狀活性炭用量對4種酯含量的影響

3 結(jié)論

本研究以濃香型基酒作為研究對象，研究兩種活性炭及不同用量對DBP 吸附效果的影響，以及對乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量的影響。結(jié)果表明，基酒的DBP 含量在4.31 mg/kg水平時，最適活性炭為粉末狀活性炭，且最適添加量為5 g/kg。該方法操作簡便，成本低廉，安全性強，在有效脫除DBP 的同時又能很好的保持白酒原有的風味，為其他塑化劑的脫除工藝提供數(shù)據(jù)參考。