超高效液相色譜法測(cè)定食品包裝材料中五種抗氧化劑遷移量

張勇　楊悅　齊欲莎　馮海龍

摘 要：采用水基模擬物（蒸餾水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模擬物（異辛烷），建立了超高效液相色譜法測(cè)定食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑遷移量的檢測(cè)方法。結(jié)果表明：在2.00～100.00 mg/kg濃度范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)≥0.999 5；檢出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范圍1.50～3.00 mg/kg；加標(biāo)回收率在80.7%～115.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.5%～2.8%之間，表明該方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確，可用于食品包裝材料中5種抗氧化劑遷移量的同時(shí)檢測(cè)。

關(guān) 鍵 詞：抗氧化劑；遷移；食品包裝材料；超高效液相色譜法

中圖分類號(hào)：TQ320.77； O657.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2017）07-1487-04

Determination of the Migration Quantity of Five Antioxidants in Food Packaging Materials by Ultra Performance Liquid Chromatography

ZHANG Yong， YANG Yue， QI Yu-sha， FENG Hai-long

（Xi'an Institute of product quality supervision and inspection， Shaanxi Xi'an 710065，China）

Abstract： Through using water-based simulants including distilled water， 3% acetic acid and 10% ethanol and oil-based simulant （isooctane）， a novel ultra performance liquid chromatography method for determination of the migration quantity of five antioxidants in plastic packaging materials was developed. The results showed that the method had a good linear relationship in the range from 2 to 100 mg/kg， and the correlation coefficient was 0.999 5； the detection limit was in the range from 0.50 to 1.00 mg/kg， the limit of quantitation range was from 1.50 to 3 mg/kg； the rate of recovery was in the range from 80.7% to 115.7%， the relative standard deviation （RSD） was in the range from 0.5% to 2.8%. So the method is simple and accurate， can be used to detect the migration quantity of 5 kinds of antioxidants in food packaging materials.

Key words： antioxidants； migration； food packaging materials； ultra performance liquid chromatography

食品接觸材料中有毒有害物質(zhì)已經(jīng)成為食品污染的重要來(lái)源之一。隨著酒鬼酒瓶蓋塑化劑污染風(fēng)波、不粘鍋特富龍、國(guó)產(chǎn)奶瓶雙酚A、PVC毒保鮮膜事件、毒奶瓶事件等，暴露出了食品接觸材料存在的問(wèn)題，給食品接觸材料的生產(chǎn)及相關(guān)行業(yè)造成不可估量的損失[1， 2]。塑料中加入抗氧化劑，目的在于降低塑料在加工過(guò)程中受熱氧化，減緩塑料在儲(chǔ)存使用過(guò)程中由于曝露在光線下而進(jìn)行的自發(fā)氧化，防止塑料變黃、變碎以延長(zhǎng)塑料商品壽命。但是由于成品塑料中的抗氧化劑自加入之時(shí)起就在不停地反應(yīng)以保證塑料品質(zhì)，所以塑料食品包裝材料中會(huì)殘留有抗氧化劑反應(yīng)產(chǎn)生的裂解物質(zhì)以及抗氧化劑分子單體。尤其對(duì)于聚乙烯、聚丙烯等包裝材料而言，抗氧化劑及其裂解物是食品包裝材料中遷移進(jìn)入食品的主要物質(zhì)[3]，一旦抗氧化劑遷移到食品中去，可產(chǎn)生一定的毒性。如叔丁基茴香醚（BHA）、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）有致癌作用，特丁基對(duì)苯二酚（TBHQ）對(duì)動(dòng)物有致突變的可能；硫代酯類抗氧化劑吸入、攝入或經(jīng)皮膚吸收后對(duì)身體有害，對(duì)眼及上呼吸道有刺激作用[3-4]。

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9685-2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[5]和歐盟ROHS指令2011/65/EU等均規(guī)定了食品容器、包裝材料用添加劑的使用原則、允許使用的添加劑品種、使用范圍、最大使用量、最大殘留量或特定遷移量，但是大部分添加劑缺少檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)。

目前對(duì)抗氧化劑的常用分析方法有氣相色譜法[6-7]、氣相色譜-質(zhì)譜法[8-9]、液相色譜法[10-12]等。但上述研究主要集中于食品、化妝品和飼料，且主要檢測(cè)的是抗氧化劑殘留量，對(duì)塑料食品包裝材料的研究較少[10]。但事實(shí)顯示食品包裝材料中的抗氧化劑只有遷移到食品中才對(duì)人體產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性危害。為了加快食品接觸材料中抗氧化劑檢測(cè)方法的開(kāi)發(fā)及其標(biāo)準(zhǔn)化推廣應(yīng)用，本文采用超高效液相色譜法對(duì)5種抗氧化劑（BHA、BHT、抗氧化劑CA、硫代二丙酸雙十二烷酯（DLTP）、3，3- 硫代二丙酸雙十四烷酯（DMTP））建立檢測(cè)方法，并應(yīng)用于食品包裝材料中抗氧化劑遷移量的實(shí)際檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Acquity Ultra-performance LC超高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司）；分析天平（德國(guó)Sartorius公司）；自動(dòng)氮吹濃縮儀（美國(guó)caliper）；烘箱BINDER（USA）；塑料封接機(jī)（SF-200）。BHA、BHT購(gòu)于福州瑞協(xié)實(shí)驗(yàn)器材有限公司；抗氧化劑CA購(gòu)于美國(guó)CHEM SERVICE；硫代二丙酸雙十二烷酯（DLTP，>90.0%）；硫代二丙酸雙十四烷酯（DMTP，>94.0%）購(gòu)于梯希愛(ài)（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司；異辛烷（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；正庚烷、乙醇、乙酸、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、甲苯、二氯甲烷、氯仿（分析純，上海試一化學(xué)試劑有限公司）；超純水（Synery UV超純水系統(tǒng)，美國(guó)Millipore公司）。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：分別精確稱取5種抗氧化劑化合物標(biāo)準(zhǔn)品各0.10 g，用甲醇溶液準(zhǔn)確定容至100 mL容量瓶中，配制成1.0 g/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，4 ℃下冷藏待用。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：準(zhǔn)確移取各種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液適量于容量瓶中，用甲醇定容至100 mL容量瓶中，依次配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液，4 ℃下冷藏待用。

1.2 液相色譜條件

色譜柱：Acquity UPC2 HSS C18 SB柱（3.0 mm × 100 mm， 1.8 μm）；流動(dòng)相：水-甲醇（40∶60）等度洗脫8 min；流速：1 mL/min；柱溫：25 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm，進(jìn)樣量10 μL。

1.3 樣品前處理

1.3.1 水基樣品模擬物

將樣品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL蒸餾水或3%乙酸水溶液或10%乙醇水溶液后用塑料封接機(jī)密封，于60 ℃下浸泡2 h；移取全部浸泡液于分液漏斗中，用10 mL乙酸乙酯萃取3次（10 mL 3），收集上層萃取液；氮吹至干，準(zhǔn)確加入1 mL乙腈渦旋溶解，經(jīng)0.22 μm有機(jī)微孔濾膜過(guò)濾，供UPLC檢測(cè)。

1.3.2 油基樣品模擬物

將樣品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL異辛烷后用塑料封接機(jī)密封，于20 ℃下浸泡48 h；氮吹至干，準(zhǔn)確加入1 mL乙腈渦旋溶解，經(jīng)0.22 μm有機(jī)微孔濾膜過(guò)濾，供UPLC檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取溶劑的選擇

根據(jù)相似相溶原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、正庚烷、異辛烷等溶劑對(duì)5種抗氧化劑（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA）的溶解情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同溶劑對(duì)5種抗氧化劑的提取效率的影響不同，其中丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷這4種溶劑能將5種抗氧化劑全部溶解，尤其乙酸乙酯萃取率高達(dá)98.7%。因此選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑。

2.2 色譜柱的選擇

在實(shí)際分離過(guò)程中，為了在較短時(shí)間內(nèi)使目標(biāo)物獲得良好的分辨率和峰形，試驗(yàn)比較了BEH柱、BEH 2-EP柱、HSS SB C18 和CSH Fluoro-Phenyl柱對(duì)5種抗氧化劑的分離效果。當(dāng)色譜柱為BEH 2-EP和CSH Fluoro-Phenyl時(shí)，分析時(shí)間較長(zhǎng)達(dá)13.0 min，DLTP拖尾較為嚴(yán)重；使用BEH色譜柱時(shí)，樣品中的某一雜質(zhì)與BHA未能分離，嚴(yán)重影響其定量的準(zhǔn)確性。當(dāng)使用HSS SB C18色譜柱時(shí)，5種抗氧化劑分離較好，且峰型尖銳，分析時(shí)間僅5.0 min，見(jiàn)圖1，故本試驗(yàn)選用HSS C18 SB柱為最佳色譜柱。

2.3 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

用液相色譜儀中DAD檢測(cè)器在波長(zhǎng)190～400 nm范圍內(nèi)，對(duì)5種抗氧化劑化合物進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描（步進(jìn)值為2 nm）。掃描結(jié)果顯示，5種抗氧化劑化合物（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA）的吸收曲線呈現(xiàn)相似趨勢(shì)，且均在280 nm和260 nm處對(duì)紫外吸收具有最大吸收，尤其是280 nm紫外吸收干擾較少。因此本試驗(yàn)選擇280 nm作為5種抗氧化劑化合物的檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.4 食品模擬物與浸泡條件的選擇

根據(jù)歐盟的規(guī)定將食品按其性質(zhì)的不同分為水性食品、酸性食品、醇類食品和脂肪類食品。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)選擇蒸餾水模擬水性食物（模擬物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模擬酸性食物（模擬物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模擬酒精類食物（模擬物C），異辛烷模擬脂肪類食物（模擬物D）對(duì)食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑開(kāi)展遷移實(shí)驗(yàn)。

遷移試驗(yàn)中，接觸時(shí)間和接觸溫度一般按照食品接觸產(chǎn)品在實(shí)際使用中可預(yù)見(jiàn)的與食品接觸的最長(zhǎng)時(shí)間和最高使用溫度進(jìn)行選取。結(jié)合歐盟指令規(guī)定，本實(shí)驗(yàn)采用塑料包裝材料作為實(shí)驗(yàn)樣品，模擬物A、模擬物B、模擬物C接觸時(shí)間均為2 h，接觸溫度均為60 ℃，模擬物D接觸時(shí)間為48 h，接觸溫度為20 ℃。

2.5 線性范圍和檢出限

將5種抗氧化劑儲(chǔ)備液配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/kg的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，按1.2中的液相色譜條件進(jìn)樣，并以峰面積（縱坐標(biāo)y，AU）對(duì)含量（橫坐標(biāo)x，mg/L）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別得BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA的線性方程、線性范圍及相關(guān)系數(shù)；以空白樣品基質(zhì)稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液至信噪比為10（S/N=10）時(shí)為定量限（LOD），以信噪比為3（S/N=3）為檢出限（LOQ），結(jié)果見(jiàn)表1所示。結(jié)果表明，使用該方法對(duì)5種抗氧化劑目標(biāo)物的檢測(cè)，在線性范圍內(nèi)，5種抗氧化劑具有良好的線性關(guān)系（r > 0.999 5），且檢出限及定量限范圍分別為0.50～1.00 mg/kg和1.50～3.00 mg/kg，可對(duì)低濃度目標(biāo)物進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)。

2.6 回收率與精密度

選取了經(jīng)檢測(cè)不含本文中提到的5種抗氧化劑的包裝材料膜，分別用4種食物模擬物浸泡后，向浸泡液添加1～100 mg/kg的5種抗氧化劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，放置10 min，按“1.3樣品前處理”進(jìn)行操作后，按“1.2液相色譜條件”進(jìn)樣測(cè)定計(jì)算加標(biāo)回收率（表2）。結(jié)果顯示，加標(biāo)回收率在80.7%～ 115.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.5% ～2.8%之間。

2.7 實(shí)際樣品檢測(cè)

對(duì)6種PVC陽(yáng)性樣品分別檢測(cè)了它們?cè)?種食物模擬物浸泡液中的遷移情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，六種陽(yáng)性樣品在蒸餾水模擬水性食物（模擬物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模擬酸性食物（模擬物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模擬酒精類食物（模擬物C）3種水基模擬物中均沒(méi)有檢測(cè)到5種抗氧化劑中的任何一種；而在異辛烷模擬脂肪類食物（模擬物D）中檢測(cè)到了BHA、BHT、DLTP、DMTP 4種抗氧化劑，其中BHT遷移量測(cè)定值高達(dá)18.32 mg/kg，DLTP遷移量測(cè)定值高達(dá)15.45 mg/kg。這說(shuō)明食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑存在著一定的遷移量，尤其是異辛烷模擬脂肪類食物時(shí)，5種抗氧化劑遷移量較為顯著，食品包裝材料生產(chǎn)企業(yè)和檢驗(yàn)監(jiān)管部門應(yīng)加強(qiáng)其質(zhì)量監(jiān)督管理。

3 結(jié) 論

本文采用水基模擬物（蒸餾水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模擬物（異辛烷），建立了超高效液相色譜法測(cè)定食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑遷移量的檢測(cè)方法。結(jié)果表明：在2.00～100.00 mg/kg濃度范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)≥0.999 5；檢出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范圍1.50～3.00 mg/kg；加標(biāo)回收率在80.7%～115.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.5%～2.8%之間。該方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確，具有良好的回收率和精密度，為食品包裝材料生產(chǎn)企業(yè)和檢驗(yàn)監(jiān)管部門提供了一種同時(shí)檢測(cè)5種抗氧化劑遷移量的方法。

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