頂空-氣相色譜／質(zhì)譜法測定餐墊紙中16種揮發(fā)性有機物殘留

肖原，邵宇政，馬海東

(廣東省汕頭市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東汕頭 515041)

頂空-氣相色譜／質(zhì)譜法測定餐墊紙中16種揮發(fā)性有機物殘留

肖原，邵宇政，馬海東

(廣東省汕頭市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東汕頭 515041)

采用頂空-氣相色譜／質(zhì)譜法同時測定餐墊紙中16種揮發(fā)性有機化合物(無水乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、己醛乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、苯、甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯)的含量。采用恒流模式，流速設(shè)定為2.5 mL／min，程序升溫，16種揮發(fā)性有機化合物可以很好地分離。各成分工作曲線的相關(guān)系數(shù)r2均大于0.999 5，加標回收率在86.6%～104.8%之間，測定結(jié)果的相對標準偏差均不大于6.9% (n=6)；各成分的檢出限均低于0.01 mg／m2。該法具有進樣簡單，分離效果好，精密度高等特點，能夠滿足餐墊紙中揮發(fā)性有機物檢測要求。

餐墊紙；頂空-氣相色譜／質(zhì)譜法；揮發(fā)性有機物

揮發(fā)性有機化合物(VOC)是指室溫下飽和蒸氣壓超過了133.32 Pa的有機物(苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等)，其沸點在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)成氣態(tài)存在于空氣中，它們具有毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產(chǎn)生急性損害［1-2］。

食品包裝用紙制品已經(jīng)成為食品包裝不可分割的重要組成部分，其質(zhì)量安全隱患不容忽視。餐墊紙是常見的食品包裝用紙制品，有不少消費者去麥當勞、肯德基等西式快餐店就餐時，習慣直接把番茄醬等調(diào)味料倒在五顏六色的帶有油墨印刷廣告的托盤墊紙上，用薯條去蘸醬吃，然而在此過程中餐墊紙中殘留的揮發(fā)性有機化合物會遷移到食物中，被人們誤食，對人體的健康造成危害［3-4］。

目前關(guān)于餐墊紙中揮發(fā)性有機化合物殘留量檢測方法的研究很少［5-6］，類似的方法有YC／T 207-2006和GB／T 10004-2008等［7-10］。筆者利用頂空-氣相色譜／質(zhì)譜技術(shù)，以餐墊紙為研究材料，通過優(yōu)化試驗參數(shù)，對16種揮發(fā)性有機化合物殘留量進行測定，為評判餐墊紙的安全性提供依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：Agilent 7890A-5975C型，配頂空進樣器，美國Agilent 公司；

電子天平：XP204型，瑞士Mettler-Toledo公司；頂空瓶：20 mL；

甲基甲酰胺：分析純；

無水乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、己醛乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、苯、甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯標準物質(zhì)：純度不小于99.5%；

混合標準溶液配制：準確稱取上述各類標準物質(zhì)0.1 g(精確到0.01 mg)，于50 mL的容量瓶中，用二甲基甲酰胺定容至標線，分別取1，2，4，8，10 μL于干凈的頂空瓶中，配制成各有機物質(zhì)量濃度為0.1，0.2，0.4，0.8，1.0 μg／mL的系列混合標準溶液，立即密封，待測。

1.2 頂空條件

樣品瓶平衡溫度：80℃；環(huán)路溫度：90℃；傳輸線溫度：100℃；氣相循環(huán)時間：30 min；平衡時間30 min。

1.3 GC-MS測定條件

色譜柱：Agilent 19091N-136：260℃(60 m×250 μm，0.25 μm)或等效柱；進樣口溫度：200℃；載氣：He；分流比10∶1；流速：2.5 mL／min；升溫程序：45℃保持8 min，然后以3℃／min升溫至75℃；傳輸線溫度：240℃；離子源溫度：230℃；掃描范圍30～300 amua。

1.4 樣品制備

裁取0.2 m2待測樣品，并將樣品迅速裁成10 mm×30 mm的碎片，放入清潔的頂空瓶中，迅速密封，供頂空-氣相色譜／質(zhì)譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 頂空條件的選擇

參照GB／T 10004-2008，頂空瓶的平衡溫度為80℃，平衡時間為30 min，然后根據(jù)頂空進樣器中對環(huán)路溫度和傳輸線溫度的設(shè)置要求(環(huán)路溫度比加熱箱溫度高10～15℃，傳輸線溫度比加熱箱溫度高20～25℃)分別設(shè)定環(huán)路溫度90℃，傳輸線溫度100℃。氣相循環(huán)時間是根據(jù)氣相運行的時間與氣相到Ready時的總時間設(shè)定，因氣相的運行時間為18 min，后運行5 min，預留降溫到Ready狀態(tài)時的時間7 min，據(jù)此設(shè)定氣相循環(huán)時間為30 min。

2.2 色譜條件的選擇

在設(shè)定參數(shù)時，采用恒流模式，流速和升溫程序能影響化合物的分離效果。流速太快，不能完全分離；流速太慢，目標物還沒完全出峰就已經(jīng)運行結(jié)束。試驗發(fā)現(xiàn)，當流速設(shè)為2.5 mL／min，升溫程序按45℃運行8 min，然后3℃／min升到75℃時，16種目標物在運行時間內(nèi)均已出峰，并且各個目標物色譜峰都能很好地分離。16種揮發(fā)性有機物的混合標準溶液總離子流圖見圖1，保留時間見表1。

圖1 混合標準溶液總離子流圖

2.3 質(zhì)譜條件的選擇

對16種有機物做全掃描，得到這16種目標物的離子掃描質(zhì)譜圖，其特征離子見表1。因該方法涉及到的溶劑種類比較多(16種)，涵蓋的質(zhì)量數(shù)從46～107，所以選擇掃描的質(zhì)量范圍為30～300。

表1 16種揮發(fā)性有機物的保留時間和特征離子

2.4 線性方程與相關(guān)系數(shù)

對1.1中配制的系列混合標準溶液進行頂空分析，并利用每種標樣的峰面積(X)與其相應的質(zhì)量濃度(Y，0.1，0.2，0.4，0.8，1 μg／mL)進行線性回歸，得到線性方程與相關(guān)系數(shù)見表2。由表2可知，各有機物的相關(guān)系數(shù)r2均大于0.999 5，說明在0.1～1.0 μg／mL范圍內(nèi)，各有機物的峰面積與其質(zhì)量濃度之間有很好的線性關(guān)系，可以進行定量分析。

表2 16種揮發(fā)性有機物的線性方程及相關(guān)系數(shù)

2.5 方法的檢出限

以10倍信噪比確定16種有機物的最低檢出量和檢出限，結(jié)果見表3。

表3 16種有機物的檢出限

由表3可知，信噪比最低的是丁酮，其最低檢出量為0.151 μg，檢出限為0.008 mg／m2。為了計算和表述的統(tǒng)一和方便，選取0.01 mg／m2作為本方法的檢出限。

2.6 精密度試驗與回收試驗

在6份200 cm2陰性樣品中分別加入2，5，8 μL(相當于4，10，16 μg) 3個不同水平的標準溶液，然后分別進行頂空測定，并根據(jù)測定結(jié)果計算方法的精密度和回收率，結(jié)果見表4。由表4可知，16種溶劑第1添加水平的回收率為86.6%～104.5%；第2添加水平的回收率為93.1%～104.8%；第3添加水平的回收率為92.3%～101.8%，相對標準偏差均不大于6.9%，表明方法的準確度和精密度良好。

表4 加標回收試驗與精密度試驗結(jié)果

3 結(jié)論

建立了一種利用頂空-氣相色譜／質(zhì)譜法測定餐墊紙中16種揮發(fā)性有機化合物(無水乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、己醛乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、苯、甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯)殘留量的方法。該方法具有進樣簡單，分離效果好，精密度高等特點，適用于沸點較低的揮發(fā)性有機物的定性及定量測定，能夠滿足餐墊紙中揮發(fā)性有機物檢測要求，可為食品包裝用紙制品安全性后續(xù)方面的研究及我國食品包裝用紙相關(guān)法律法規(guī)制定提供參考。

［1］董永智，盛志藝，周仕祿，等.卷煙商標殘留成分的頂空-GC／MS分析［J］.煙草科技，2006(10): 49-52.

［2］李忠，蔣次清.頂空氣相色譜法測定卷煙材料中的溶劑殘留［J］.煙草科學研究，2003(4): 77-79.

［3］GB／T 10004-2008 包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合［S］.

［4］戴宏民，戴佩華，周均.食品包裝材料的遷移及安全壁壘研究［J］.重慶工商大學學報(自然科學版)，2009，26(1): 40-48.

［5］劉玉敏，路慶華，莊明珠，等.靜態(tài)頂空汽相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用快速測定茶粉中殘留溶劑［J］.分析測試學報，2007，26(1): 122-124.

［6］章博，龐奇志.室內(nèi)揮發(fā)性有機化合物污染及預防措施［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004(5): 19-20.

［7］YC／T 207-2006 卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機化合物的測定頂空-氣相色譜法［S］.

［8］GB／T 10004-2008 包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合［S］.

［9］楊祖彬，戴佩華，戴宏民，等.食品包裝材料安全保障體系的系統(tǒng)研究［J］.食品工業(yè)科技，2009，30(6): 295-297.

［10］鮑倫軍，屈鈞.氣相色譜法［J］.檢驗檢疫科學，2001，11(4): 57-60.

Determination of 16 Kinds Volatile Organic Compounds in Paper Placemats by Headspace-Gas Chromatography／Mass Spectrometry

Xiao Yuan，Shao Yuzheng，Ma Haidong
(Guangdong Shantou Institute of Quality and Metrology Supervision Testing， Shantou 515041, China)

A method for determination of sixth volatile organic compounds (ethanol，isopropanol，n-butanol，acetone，methyl ethyl ketone，hexanal，ethyl acetate，isopropyl acetate，butyl acetate，propylene glycol monomethyl ether acetate，n-propyl benzene，toluene，m-xylene，p-xylene，o-xylene) in the paper placemat by headspace-gas chromatography-mass spectrometry was established. Constant current mode was used, flow rate was set up at 2.5 mL／min, and temperature programming was carried out. The results showed that 16 kinds of volatile organic compounds could be well separated. The correlation coefficients r2were not less than 0.999 5. The recovery of each component was 86.6%-104.8%，and the relative standard deviation of determination results was not more than 6.9% (n=6). The detection limit of each component was less than 0.01 mg／m2. The method has the property of simple injections，good separation and high precision，and it can meet the testing requirements of volatile organic compounds in paper placemats.

paper placemats; headspace-gas chromatography／mass spectrometry; volatile organic compound

O656.4

A

1008-6145(2014)04-0023-04

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.007

聯(lián)系人：肖原；E-mail: 499251283@qq.com

2014-05-11