食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯檢測方法研究進展

余建，蔣小良

（1.江門市鴻捷精細(xì)化工有限公司， 廣東江門 529000； 2.江門出入境檢驗檢疫局， 廣東江門 529000）

隨著生活水平的提高，人們越來越注重食品的安全和衛(wèi)生問題。食品安全不僅與食品質(zhì)量有關(guān)，還涉及到食品的原料、生產(chǎn)、包裝、銷售及儲存等各個方面，其中包裝材料的安全衛(wèi)生越來越多地被人們關(guān)注。塑料材料具有重量輕、運輸方便、化學(xué)穩(wěn)定性好、易于加工等特點，具有良好的裝飾效果以及食品保護等作用，在食品包裝材料中應(yīng)用較多。塑料材料在加工過程中往往加入一些增塑劑、穩(wěn)定劑、增粘劑、抗靜電物質(zhì)、潤滑劑和顏料等，來改變其特性和功能。

鄰苯二甲酸酯（PAEs）被大量用于塑料，作為聚氯乙烯塑料（PVC）的增塑劑和軟化劑。被添加的鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)游離在食品包裝材料表面，在與食品的長期接觸過程中，經(jīng)過滲透、吸收、溶解等過程，逐步遷移到食品當(dāng)中，嚴(yán)重影響食品安全，危害消費者的健康。近年來，人們對食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯檢測方法的研究越來越多。

1 鄰苯二甲酸酯的性質(zhì)

1.1 鄰苯二甲酸酯的理化性質(zhì)

鄰苯二甲酸酯一般為無色透明的油狀粘稠液體，是鄰苯二甲酸的一類重要衍生物，通常是由萘和鄰二甲苯催化氧化生成鄰苯二甲酸酐，然后鄰苯二甲酸酐與各種醇類酯化反應(yīng)生成的化合物，有鄰位、間位和對位3種異構(gòu)體。鄰苯二甲酸酯類水溶性低、水解慢、易溶于有機溶劑，難揮發(fā)且具有高脂溶性，屬于中等極性物質(zhì)。

1.2 鄰苯二甲酸酯的危害性

鄰苯二甲酸酯含有較弱的雌激素成分，可影響生物體的內(nèi)分泌，是環(huán)境類激素。它能通過呼吸、飲食和皮膚接觸進入人體，對人體健康造成危害。長期接觸鄰苯二甲酸酯對外周神經(jīng)系統(tǒng)有損傷作用，可引起多發(fā)性神經(jīng)炎和感覺遲鈍、麻木等癥狀，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有抑制和麻醉作用。長期接觸環(huán)境激素可對人體造成慢性危害，主要表現(xiàn)為對人和動物的生殖毒性，胎兒受母體激素影響極大，導(dǎo)致男性胎兒易出現(xiàn)尿道下裂、睪丸停止發(fā)育、小陰莖、精子數(shù)量減少、睪丸癌、前列腺癌等癥狀。女性胎兒易出現(xiàn)子宮內(nèi)膜癥、陰道癌、子宮癌、卵巢癌、乳房癌等癥狀。鄰苯二甲酸酯急性毒性不明顯，但動物實驗表明其具有致畸、致突變和致癌作用［1］。

2 樣品前處理方法

針對食品包裝材料樣品中鄰苯二甲酸酯檢測的預(yù)處理方法主要有超聲波輔助萃取、索氏提取、微波輔助萃取、震蕩提取以及加速溶劑萃取等。

2.1 超聲波輔助萃取

超聲波輔助萃取亦稱為超聲波萃取，與常規(guī)萃取技術(shù)相比，超聲波輔助萃取具有快速、價廉、高效等特點。龐世敏等［2］采用超聲萃取–氣相色譜法測定食品包裝保鮮袋材料中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，對樣品前處理和色譜分離條件進行了研究和優(yōu)化。結(jié)果表明最佳超聲萃取條件為：甲苯為溶劑，超聲時間為30 min，超聲功率為180 W，方法的平均回收率為96.05%～105.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.370%～5.75%（n=3）。劉俊等［3］采用超聲波輔助二氯甲烷提取，建立了氣相色譜–質(zhì)譜法同時測定食品包裝材料中14種鄰苯二甲酸酯類。在優(yōu)化的實驗條件下，14種目標(biāo)物的平均回收率為85%～108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.16%～2.7%。談金輝等［4］探討了食品包裝用塑料制品中鄰苯二甲酸酯類化合物的氣質(zhì)聯(lián)用（GC–MS）分析方法，采用超聲波輔助萃取，選擇離子監(jiān)測方式（SIM）對樣品進行檢測，方法的回收率為82.5%～108.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15%。

2.2 索氏提取

索氏提取利用虹吸原理，保持提取溶劑與樣品充分反應(yīng)，因而消除了振蕩提取中的傳質(zhì)不均衡，其提取的固體樣品范圍廣，且易于操作。但索氏提取過程需要較長時間，并且需要消耗大量溶劑，因此此技術(shù)不宜處理大批量樣品。何芃等［5］研究了以正己烷和乙醚為溶劑提取塑料樣品，通過自動索氏提取，并根據(jù)需要將提取液經(jīng)硅膠固相萃取小柱富集凈化，用氣相色譜–質(zhì)譜法分段選擇離子監(jiān)測對塑料中18種鄰苯二甲酸酯進行檢測。該方法相關(guān)系數(shù)（r2）均大于0.999，檢測限在6.03～727.67μg/kg之間，18種鄰苯二甲酸酯的平均回收率為80.02%～114.33%。馬康等［6］建立了索氏提取–氣相色譜法測定塑料食品包裝材料中13 種增塑劑的方法。樣品經(jīng)正己烷索氏提取后，用硅膠小柱凈化濃縮，用氣相色譜儀分析。13種增塑劑在0.1～1 000 mg/L范圍內(nèi)線性良好，檢出限為0.005～0.030 mg/L。樣品的加標(biāo)回收率為90%～116%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2%～4.9%。

2.3 微波輔助萃取

與傳統(tǒng)提取技術(shù)相比，微波萃取具有操作簡便快速、高效、節(jié)能、溶劑消耗量少等優(yōu)點，適用于多種固體、半固體樣品前處理。王新豫等［7］進行了開放式超聲微波協(xié)同萃取測定PVC塑料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑研究，結(jié)果表明，利用該方法對兩種實際塑料樣品中鄰苯二甲酸酯類化合物的萃取和分析，準(zhǔn)確測定了PVC塑料樣品中鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DEHP），鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP），鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)等鄰苯二甲酸酯類增塑劑的含量。李志偉等［8］采用微波萃取–GC–MS法對塑料中鄰苯二甲酸酯類化合物含量進行測定，確定正己烷－丙酮（體積比1∶1）為萃取劑，設(shè)定微波萃取起始溫度120℃，以5 ℃/min的速率升溫30 min（保持15 min）進行微波萃取，方法檢出限為0.1～10 mg/kg，回收率為 91.36%～101.52%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.5%～1.4%。

2.4 振蕩提取

振蕩提取是利用振蕩加快萃取速度，縮短樣品預(yù)處理時間。王東輝等［9］研究食品包裝用塑料中8種鄰苯二甲酸酯(國內(nèi)外作為環(huán)境污染物優(yōu)先控制)，以甲醇為萃取劑，采用振蕩萃取，該方法回收率在80%～120%之間，檢出限為0.01 mg/kg。

2.5 加速溶劑萃取

加速溶劑萃取是新發(fā)展的一種高效萃取技術(shù)，它的突出優(yōu)點是有機溶劑用量少、快速和回收率高。李波平等［10］建立了快速溶劑萃取–反相高效液相色譜檢測塑料中DEHP和鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP）的方法。以二氯甲烷為溶劑，經(jīng)快速溶劑萃取、濃縮、過濾，用反相高效液相色譜法測定。DEHP和DNOP在質(zhì)量濃度為0.1～100 mg/L范圍內(nèi)線性良好，加標(biāo)回收率為87%～108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.20%。陳軍等［11］研究了食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯增塑劑殘留，采用加速溶劑萃取（ASE）和氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析5種鄰苯二甲酸酯（鄰苯二甲酸二甲酯DMP，鄰苯二甲酸二乙酯DEP，DBP，鄰苯二甲酸丁芐酯BBP，DEHP），結(jié)果表明加速溶劑萃取用于食品包裝材料中鄰苯二甲酸酯的提取，最佳溫度條件為120℃，最佳循環(huán)次數(shù)為3 次，方法檢出限為0.1 mg/kg，回收率達到95.5%～99.8%，并且具有很好的重現(xiàn)性和精密度。

3 檢測方法

目前鄰苯二甲酸酯類化合物的主要檢測方法有光譜法、薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用法和液相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用法等。

3.1 光譜法

光譜法測定鄰苯二甲酸酯類化合物主要有紫外可見分光光度法、紅外光譜法和熒光光譜法等。張巍等［12］研究了ATR–FTIR法快速判定食品用塑料包裝材料的成分并完成了有害成分分析，利用ATR–FTIR法對飲料瓶、飲水桶、復(fù)合食品包裝材料、口香糖塑料罐和保鮮膜等幾種食品用塑料包裝材料進行了成分鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)口香搪罐中有混合成分存在，而PVC保鮮膜樣品中還含有對人體有害的增塑劑。采用溶解–沉淀法分離增塑劑，并通過FTIR分析判定增塑劑為DEHA。王成云等［13］利用ATR 技術(shù)測定樣品的紅外光譜，采用偏最小二乘法對所測的紅外譜圖進行分析，建立了一種無損快速分析方法，定量測定了PVC 食品包裝膜中增塑劑DEHA 的含量。遲建等［14］采用優(yōu)化的超聲提取法提取市售食品和食品包裝袋中的鄰苯二甲酸酯類化合物，并采用紫外－可見分光光度法（λmax=227 nm）測定其含量，結(jié)果顯示：被測定的食品和食品包裝樣品中普遍檢出了PAEs，其含量在0～1 308.88 mg/kg之間。

3.2 薄層色譜法

薄層色譜法又稱薄層層析，屬于固－液吸附色譜。陳惠等［15］建立了薄層掃描測定鄰苯二甲酸酯類化合物（DMP，DEP，DBP和DEHP）的方法，在20 min內(nèi)能夠較好地分離4種化合物。該方法用于食品袋中鄰苯二甲酸酯類化合物的測定，加標(biāo)回收率和樣品測定結(jié)果滿意。陳惠等［16］還建立了毛細(xì)管氣相色譜和薄層色譜測定5 種鄰苯二甲酸酯類化合物（DMP，DEP，DBP，鄰苯二甲酸二辛酯DOP，DEHP）的方法。樣品用乙醇浸泡，超聲提取，0.5μm濾膜過濾后進行氣相色譜和薄層掃描分析。DMP，DEP，DBP，DOP，DEHP 薄層掃描回收率為88.85%～120.19%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.6%～3.2%，檢出限分別為 2.0，1.8，2.6，3.2，3.1 ng。兩種方法樣品用量少，分離效果好，前者靈敏度、回收率高，后者樣品前處理簡單、費用低。

3.3 氣相色譜法

楊瑛等［17］采用氣相色譜–氫火焰離子化檢測法對4種塑料包材中16種鄰苯二甲酸酯類化合物進行測定，線性相關(guān)系數(shù)在0.996 5～1.000 0之間，檢出限為0.55～3.05 mg/kg。劉芃巖等［18］利用固相萃取–氣相色譜法對塑料包裝材料中的6種內(nèi)分泌干擾素DMP，DEP，DBP，BBP，DEHP，DNOP進行了研究。該法采用無水乙醇超聲輔助提取樣品，低溫處理并去除雜質(zhì)，結(jié)合ENVI–18 固相萃取技術(shù)凈化提取液，以氣相色譜–氫火焰離子化檢測器測定其含量，各待測組分的最小檢出量均小于0.04 mg/L，回收率為92.8%～116.7%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于8.21%。劉洋等［19］對市場上常見食品塑料包裝材料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的使用情況進行了抽樣調(diào)查，采用固相萃取–氣相色譜法檢測增塑劑。結(jié)果表明，13個樣品中PAEs化合物總量在41.30～16 563.05 mg/kg 之間，所有樣品中均含有增塑劑DEHP，5個樣品還含有DBP。DBP含量均超過3.0 mg/kg，最高含量16 016.98 mg/kg，DEHP 含量均超過1.5 mg/kg，最高含量達到15 200.78 mg/kg。

3.4 高效液相色譜法

張磊等［20］建立檢測塑料包裝材料中8種鄰苯二甲酸酯類化合物的高效液相色譜法，采用所建方法分析了7種塑料材質(zhì)、不同類型包裝食品的27個塑料包裝材料中的鄰苯二甲酸酯含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有抽檢樣品中均含有DBP，44%的樣品中含有DEHP，其中1個樣品中還含有BBP，其它樣品中的鄰苯二甲酸酯未被檢出。俞曄等［21］研究了食品包裝用塑料內(nèi)墊中5種鄰苯二甲酸酯的檢測方法，采用四氫呋喃溶解塑料內(nèi)墊，加入甲醇使高分子化合物沉淀，過濾，用乙腈–異丙醇(1∶1)稀釋后用反相高效液相色譜–DAD檢測器進行定量分析。方法最低檢測限：BBP，DBP 為2 μg/mL，DEHP為1 μg/mL，鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP）為5 μg/mL，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.68%～5.06%，回收率為82.4%～109.3%。

3.5 氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用法

白艷紅等［22］建立了氣相色譜–質(zhì)譜法測定市售3種不同質(zhì)地食品級塑料包裝袋中6種鄰苯二甲酸酯的方法。采用甲醇飽和正己烷溶解，超聲波提取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后定容，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾于色譜瓶中進行分析，外標(biāo)法定量，6種 PAEs的回收率為 88.7%～109.3%。吳剛等［23］研究了食品塑料包裝材料中鄰苯二甲酸酯類化合物的氣相色譜–質(zhì)譜分析方法，采用選擇離子監(jiān)測方式對樣品進行檢測?；厥章史謩e為 82.3%～90.1%（DBP），79.6%～87.8%（BBP），87.2%～96.2%（DEHP），80.4%～88.6%（DINP），79.5%～86.5%（DNOP）和98.4%～108%（DIDP），變異系數(shù)均小于10%（n=3）。周相娟等［24］建立了超聲提取后利用氣相色譜–質(zhì)譜法測定PVC膜中35種增塑劑的檢測方法，該方法在0.05～50 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.99，平均回收率為79.6%～109.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.9%～4.2%。郭春海等［25］建立了46種增塑劑在聚氯乙烯（PVC）食品包裝材料中的含量及其在水、3%乙酸、10%乙醇和橄欖油4種食品模擬物中遷移量的氣相色譜–質(zhì)譜測定方法。食品包裝材料、水質(zhì)模擬物和橄欖油中增塑劑分別采用溶解–沉淀法、正己烷液–液萃取和凝膠滲透色譜（GPC）法提取。采用氣相色譜–質(zhì)譜法，在選擇離子監(jiān)測模式下對46種增塑劑進行定性，采用外標(biāo)法進行定量測定。各種增塑劑在0.1～2.0 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.991 0～0.999 9，各組分檢出限均在0.005～0.05 mg/kg之間。在兩種食品模擬物中，3個濃度添加水平下46種增塑劑的加標(biāo)回收率在69.51%～107.21%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.53%～18.95%（n=6）。該方法可滿足PVC食品接觸制品及4種不同性質(zhì)的食品模擬物中多種類增塑劑的快速篩查和準(zhǔn)確定性、定量測定要求。

3.6 液相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用法

丁利等［26］建立了測定食品接觸材料中6種鄰苯二甲酸酯含量的高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC–MS/MS）法，6種目標(biāo)物線性關(guān)系良好（r2>0.999）。鄰苯二甲酸二丙酯（DPRP）和BBP的定量限為1.0 ng/mL，鄰苯二甲酸二環(huán)已酯（DCHP）、鄰苯二甲酸二正己酯（DNHP）、DHP、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP）的定量限為0.2 ng/mL；DPRP和 BBP 的 檢 測 限 為 0.2 ng/mL，DCHP，DNHP，DHP，DBEP的檢測限為0.05 ng/mL。該方法的加標(biāo)回收率為89.2%～107.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5.0%。楊榮靜等［27］建立了一種簡單、快速、準(zhǔn)確測定食品接觸材料中17種鄰苯二甲酸酯的高效液相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜法。17種目標(biāo)物的線性范圍均為 1～1 000μg/L，定量限（S/N>10）為 0.5 μg/L。王東輝等［28］使用反相液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC–MS/MS）分析方法，采用振蕩萃取，LC–MS/MS，MRM 多反應(yīng)監(jiān)測模式，對食品包裝用塑料中8種鄰苯二甲酸酯(國內(nèi)外作為環(huán)境污染物優(yōu)先控制)同時進行檢測，線性較好，方法回收率在80%～120%之間，檢出限為0.01 mg/kg。王曉兵等［29］建立了食品接觸材料中鄰苯二甲酸酯快速篩查確證的高效液相色譜 –高分辨質(zhì)譜法（HPLC–LTQ–Orb-itrap/MS）。實驗中采用加速溶劑萃取法為樣品前處理手段，采用高分辨質(zhì)譜有效地去除了基體干擾，通過靜電場軌道阱全掃描得到的精確相對分子質(zhì)量進行了化合物的定量，用離子阱的二級質(zhì)譜圖對未知化合物進行了進一步確證。結(jié)果表明：鄰苯二甲酸酯的檢測限為1 ng/mL，該方法的加標(biāo)回收率為89.8%～101.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于8.0%。

4 展望

近年來鄰苯二甲酸酯類化合物的樣品前處理和檢測技術(shù)發(fā)展迅速，新型的樣品前處理技術(shù)正向著簡便高效、選擇性好、樣品用量少、溶劑消耗量少、自動化程度高，適合多殘留分析等的方向發(fā)展。但這些新技術(shù)不能全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的振蕩法、索氏提取法或液–液萃取法，在很多情況下樣品前處理是在新技術(shù)與經(jīng)典方法配合下完成的。由于分析對象的日益復(fù)雜、樣品數(shù)量的增加以及新型儀器、技術(shù)的快速發(fā)展，PAEs的分析技術(shù)也將向著高分辨(分離)、高靈敏度方向發(fā)展。采用高分辨、高靈敏的檢測技術(shù)和準(zhǔn)確、可靠、簡便易行的檢測方法，對塑料包裝材料中的PAEs進行檢測，以及對PAEs在模擬體系中溶出條件的研究，對于更好地控制食品包裝中鄰苯二甲酸酯類污染物有一定的指導(dǎo)意義；為食品包裝用塑料袋的生產(chǎn)加工，起到警示作用；對保證食品生產(chǎn)和使用安全，保護消費者的身體健康，提高食品包裝質(zhì)量，使我國食品包裝質(zhì)量與國際接軌都具有重要意義。

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