植物油中鄰苯二甲酸酯類化合物的一步萃取方法

金香子, 高漢勇, 王 釗, 鄒依霖, 李婉瑩, 郭子鈺, 孫華澤, 趙錦花, 李東浩

(延邊大學(xué)化學(xué)系, 長(zhǎng)白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 吉林 延吉 133002)

鄰苯二甲酸酯(phthalate esters, PAEs)是一類廣泛應(yīng)用于工業(yè)高分子材料的塑化劑,在生產(chǎn)過(guò)程中添加可增加材料的柔軟性,是必不可少的材料助劑。因其添加過(guò)程不屬于化學(xué)鍵結(jié)合,在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售過(guò)程中極易從包裝材料中遷移,污染食品。PAEs可導(dǎo)致人體內(nèi)分泌紊亂、生殖系統(tǒng)異常、畸胎、癌癥等安全問(wèn)題[1]。此類物質(zhì)具有親脂性,食用油更易受到PAEs的污染,已有研究報(bào)道植物油中PAEs超標(biāo)率達(dá)20.8%[2],因此檢測(cè)食用油中的PAEs尤為重要。

植物油的基質(zhì)特殊,含有大量的甘油三酯與其他脂肪類伴隨物。此類物質(zhì)溶于有機(jī)溶劑,與目標(biāo)物共萃取,隨之進(jìn)入色譜柱快速飽和并降解,影響PAEs的準(zhǔn)確定量分析。因此干擾物質(zhì)的凈化被認(rèn)為是檢測(cè)植物油中PAEs的重點(diǎn)與難點(diǎn)。植物油樣品中PAEs等有機(jī)污染物的常用前處理方法有基制分散固相萃取[3]、固相萃取[4-6]、凝膠滲透色譜法[7,8]等,但普遍存在檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、操作繁瑣、基質(zhì)干擾強(qiáng)、使用有機(jī)溶劑量大等不足[9-11],無(wú)法實(shí)現(xiàn)植物油中PAEs等痕量有機(jī)污染物的快速檢測(cè),急需建立一種高效、快速、實(shí)用的一步檢測(cè)方法。氣液微萃取(GLME)是基于氣流吹掃微萃取技術(shù)(GP-MSE)[12]的一種集萃取、凈化、濃縮為一步的前處理方法,利用目標(biāo)物與干擾物質(zhì)的沸點(diǎn)差異進(jìn)行萃取及富集,其原理與色譜相似,可以對(duì)復(fù)雜樣品中揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分進(jìn)行分析[13-15]。

本研究通過(guò)氣液微萃取技術(shù)聯(lián)用GC-MS,建立了植物油中PAEs的快速檢測(cè)方法,旨在實(shí)現(xiàn)植物油中PAEs等有機(jī)污染物的一步快速分析,滿足此類樣品的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)要求,為我國(guó)食品安全檢測(cè)提供新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

QP2010-Ultra氣相色譜-質(zhì)譜儀,日本島津公司;ME-101氣液微萃取儀,北本電器(中國(guó))有限公司。

正己烷,色譜純,美國(guó)Thermo Fisher公司;鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、鄰苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、鄰苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、鄰苯二甲酸二戊酯(DPP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)、鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)等15種鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(質(zhì)量濃度為100 mg/L),德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司;磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPP)為替代內(nèi)標(biāo),氘代菲(phenanthrene-D10,Phe-D10)為儀器內(nèi)標(biāo),其質(zhì)量濃度均為100 mg/L,美國(guó)Accustandard公司。

1.2 供試樣品

大豆油、調(diào)和油、香油與橄欖油樣品均購(gòu)自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng),常溫密封保存,備用。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

移取100 mg/L的15種鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL,用正己烷定容至10 mL,配制成10 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。移取TPP標(biāo)準(zhǔn)品1.00 mL,用正己烷定容至10 mL,配制成10 mg/L內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取儀器內(nèi)標(biāo)Phe-D10標(biāo)準(zhǔn)品1.0 mL,用正己烷定容至10 mL與100 mL,各配制成10 mg/L與1 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。配制的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液均于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

準(zhǔn)確吸取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(10 mg/L),用正己烷逐級(jí)稀釋,配制成質(zhì)量濃度分別為1、5、10、50、100、200、500、1 000、2 000 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,同時(shí)加入替代內(nèi)標(biāo)與儀器內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液(10 mg/L),使內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度均為200 μg/L,采用內(nèi)標(biāo)法定量。

1.3.2 樣品前處理

稱取0.1 g試樣(精確至0.001 g),加入到樣品管中,加入替代內(nèi)標(biāo)20 μL,取50 μL正己烷加入到200 μL襯管里作為接收相。設(shè)定萃取溫度300 ℃、氣流流速2 mL/min、冷凝溫度-4 ℃、萃取時(shí)間5 min等條件,萃取結(jié)束后樣液體積約為80 μL,加入20 μL 1 mg/L的儀器內(nèi)標(biāo),定容至100 μL,混勻,用于氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定。

1.3.3 GC-MS條件

色譜柱:DB-5MS石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣:高純(99.999%)氦氣,柱流速1.34 mL/min;進(jìn)樣量:2.00 μL,不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣口溫度:260 ℃;電離模式:電子轟擊(EI),轟擊能量:70 eV;色譜柱溫度程序:60 ℃保持1 min,然后以20 ℃/min程序升溫至220 ℃,保持1 min,再以5 ℃/min升溫至250 ℃,保持1 min,再以20 ℃/min升溫至290 ℃,保持7.5 min。選擇離子監(jiān)測(cè)(SIM):每種化合物分別選擇一個(gè)定量離子,2個(gè)定性離子。每組所有需要檢測(cè)的離子按出峰順序,分時(shí)段分別檢測(cè)見(jiàn)表1。

圖 1 加熱溫度及萃取時(shí)間對(duì)萃取效果的影響Fig. 1 Effects of heating temperature and extraction time on the extraction

No.CompoundRetentiontime/minQuantitativeion(m/z)Qualitativeions(m/z)1DMP8.0016377,1942DEP8.92149177,1053DIBP10.95149223,1044DBP11.83149223,2055DMEP12.19149104,1766BMPP12.93149167,2517DEEP13.40149104,1938DPP13.87149237,2199DHXP16.31149251,23310BBP16.5114991,20611DEBP18.01149193,10112DCHP18.59149167,24913DEHP18.66149167,27914DNOP20.53149279,26115DNP21.12149293,275

DMP: dimethyl phthalate; DEP: diethyl phthalate; DIBP: diisobutyl phthalate; DBP: dibutyl phthalate; DMEP: bis(2-methoxyethyl) phthalate; BMPP: bis(4-methyl-2-pentyl) phthalate; DEEP: bis(2-ethoxyethyl) phthalate; DPP: dipentyl phthalate; DHXP: dihexyl phthalate; BBP: benzyl butyl phthalate; DBEP: bis(2-n-butoxyethyl) phthalate; DCHP: dicyclohexyl phthalate; DEHP: bis(2-ethylhexyl) phthalate; DNOP: di-n-octyl phthalate; DNP: dinonyl phthalate.

1.3.4 基質(zhì)加標(biāo)試驗(yàn)

稱取樣品并加入20 ng 15種PAEs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.3.2節(jié)和1.3.3節(jié)進(jìn)行前處理與分析。每個(gè)樣品重復(fù)3次,計(jì)算回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

采用加標(biāo)回收率試驗(yàn)考察加熱溫度及萃取時(shí)間對(duì)4種代表性PAEs萃取效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知,在300 ℃條件下DMP、DBP、DEHP及DNP在萃取時(shí)間為5 min內(nèi)即可達(dá)到85%以上的回收率(87.6%～96.7%),因此選擇萃取加熱溫度為300 ℃,萃取時(shí)間為5 min。

2.2 GLME凈化效果

圖2是調(diào)和油加標(biāo)樣品的總離子流色譜圖(TIC)。從圖2可見(jiàn)GLME可以有效減少調(diào)和油樣品中的干擾物質(zhì)，達(dá)到良好的萃取效果。通過(guò)SIM監(jiān)測(cè)(見(jiàn)圖3)，15種目標(biāo)化合物峰形良好,可以滿足定性及定量要求。

圖 2 未萃取及采用GLME技術(shù)一步萃取15種PAEs加標(biāo)樣品的總離子流色譜圖Fig. 2 Total ion chromatograms (TIC) of a sample spiked with the 15 PAEs with or without one-step extraction of gas-liquid micro-extraction (GLME)

圖 3 采用GLME技術(shù)一步萃取15種PAEs加標(biāo)樣品的選擇離子流色譜圖Fig. 3 Selected ion chromatograms of the 15 PAEs in a spiked blend sample with GLME

2.3 15種PAEs的線性關(guān)系及檢出限

15種PAEs的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)(r2)、線性范圍、儀器檢出限(LOD,S/N=3)及定量限(LOQ,S/N=10)見(jiàn)表2。

表 2 15種PAEs的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、儀器檢出限及定量限Table 2 Regression equations, correlation coefficients (r2), linear ranges, instrument limits of detection (LODs) and limits of quantification (LOQs) of the 15 PAEs

y: the peak area ratio between the target analyte and the internal standard;x: the mass concentration ratio between the target analyte and the internal standard.

表 3 15種PAEs在4種植物油基質(zhì)中0.2 mg/kg加標(biāo)水平下的平均回收率和RSD(n=3)Table 3 Average recoveries and relative standard deviations (RSDs) of the 15 PAEs spiked in four vegetable oils at the level of 0.2 mg/kg (n=3)

2.4 回收率試驗(yàn)

表3給出了15種PAEs在4種植物油基質(zhì)中0.2 mg/kg加標(biāo)水平下的平均回收率和RSD,可以看出,15種PAEs的基質(zhì)加標(biāo)回收率為60.0%～112.3%,RSD為0.9%～28.4%。與傳統(tǒng)凝膠滲透色譜凈化[8]與固相萃取方法[5]相比,本方法在較短時(shí)間(5 min)內(nèi)即可完成食用油中PAEs的萃取及凈化,并得到了滿意的回收率。

2.5 實(shí)際樣品檢測(cè)

將本方法應(yīng)用于市售的4種植物油樣品中PAEs的檢測(cè),替代內(nèi)標(biāo)的回收率范圍為70.6%～118.2%,樣品檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

表 4 4種植物油樣品中15種PAEs的含量Table 4 Contents of the 15 PAEs in the four vegetable oils

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3 結(jié)論

本文利用氣液微萃取技術(shù)在5 min內(nèi)完成了植物油樣品中PAEs的萃取、凈化、濃縮,與GC-MS聯(lián)用建立了植物油中15種鄰苯二甲酸酯類塑化劑的一步萃取檢測(cè)方法。本方法快速、高效、準(zhǔn)確,為油脂樣品中15種常用塑化劑的快速檢測(cè)提供了新方法,為保障食品安全提供了技術(shù)支持。

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