包裝材料對鐵觀音茶中鄰苯二甲酸酯含量的影響

高貫威，劉平香，陳金發(fā)，王國慶，陳紅平，劉新，魯成銀*

1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所農(nóng)業(yè)部茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室，310008；2.國家茶葉質(zhì)量安全工程技術(shù)研究中心，350002

鄰苯二甲酸酯（Phthalate esters,PAEs），又稱酞酸酯類化合物，是世界上生產(chǎn)量最大、使用范圍最廣的人工合成有機化合物之一。PAEs主要添加于聚氯乙烯薄膜、人造革和包裝材料等塑料制品中，以增大產(chǎn)品的可塑性，其最大添加量達到30%[1]。PAEs具有致畸、致癌、致突變等毒性，因此美國環(huán)保局（EPA）將鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）和鄰苯二甲酸二正辛酯（DnOP）共6種PAEs列為優(yōu)先控制污染物[2]。歐洲食品安全局（EFSA）將DBP、BBP、DEHP和鄰苯二甲酸二異壬酯（DiNP）的每日容許攝入量（TDI）分別規(guī)定為0.01、0.50、0.05、0.15 mg/kg；另外，歐盟（EU）規(guī)定DBP、BBP和DEHP的遷移限量分別為0.3、30和1.5 mg/kg[3]。我國將DMP、DBP、DEHP這3種鄰苯二甲酸酯列入水中優(yōu)先控制污染物黑名單[4]。

PAEs與塑料基質(zhì)以弱的范德華力相連接，塑料包裝中的PAEs隨著時間的推移逐漸遷移到茶葉中[5]。鐵觀音茶多采用小包裝袋抽真空保存，造成茶葉與塑料包裝袋的接觸面積增大。另外，由于韻香型、陳香型等鐵觀音需要存放較長的時間以產(chǎn)生特殊的茶葉風(fēng)味，因此茶葉與包裝袋的接觸時間較長。從而，包裝袋中的PAEs可能會遷移到鐵觀音中，造成茶葉中PAEs污染，進而危害人體健康。本文利用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS）檢測了包裝材料及茶葉中PAEs含量，分析了不同的儲存溫度條件下不同種類塑料內(nèi)包裝袋中PAEs向鐵觀音中遷移的規(guī)律，為探究茶葉中PAEs來源提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一、材料與方法

1.儀器與試劑

16種PAEs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中，DMP（99.5%）、DEP（99.5%)、鄰苯二甲酸二丙酯（DPrP，99.0%）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DiBP，99.0%）、DBP（99.0%）、鄰苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP，98.0%）、鄰苯二甲酸二（4-甲基2-戊基）酯（BMPP，99.0%）、鄰苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（DEEP，99.0%）、鄰苯二甲酸二戊酯（DPP，99.2%）、BBP（98.0%）、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP，99.5%）、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯（DCHP，99.9%）、DEHP（98.5%）、鄰苯二甲酸二苯酯（DPhP，99.9%）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DnOP，99.0%）共15種PAEs購于德國Dr.Ehrenstorfer GmbH（Augsburg,Germany）；鄰苯二甲酸二壬酯（DNP，99.4%）購于美國Chem Service（West Chester,PA,USA）。同位素內(nèi)標(biāo)DEHP-D4（純度均大于98%）購于德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。甲醇、乙腈、丙酮和正己烷均為色譜純（德國Merck公司）。超純水由法國Millipore超純水系統(tǒng)制得。無水硫酸鎂、氯化鈉（分析純，北京化學(xué)試劑公司），使用前分別在馬弗爐450℃灼燒4 h。N-丙基乙二胺鍵合硅膠（PSA）、石墨化碳黑（GCB）購于天津博納艾杰爾公司。

標(biāo)準(zhǔn)儲備液：分別準(zhǔn)確稱取16種PAEs標(biāo)準(zhǔn)品，用丙酮溶解，定容至100 mL，然后將16種PAEs單個標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4℃下避光保存。

標(biāo)準(zhǔn)工作液：用正己烷配制質(zhì)量濃度為1～500 μg/L的PAEs梯度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并各加入50 μg/L的DEHP-D4內(nèi)標(biāo)物，現(xiàn)配現(xiàn)用。

2.儀器設(shè)備

Varian 450氣相色譜儀、Varian 300串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀（美國Varian公司）、Mass Workstation 6.9.2氣相色譜質(zhì)譜工作站；T10高速均質(zhì)器（德國IKA公司）；高速冷凍離心機（上海盧湘儀離心機儀器有限公司）；AL104 Mettler Toledo電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；Millipore超純水系統(tǒng)（法國Millipore公司）。

3.樣品制備

從市場采集4種香型的鐵觀音（濃香型、清香型、韻香型和陳香型）和2種鐵觀音內(nèi)包裝袋（分別編號為1號和2號包裝袋）。分別采用1號和2號內(nèi)包裝袋對韻香型鐵觀音進行包裝，每個塑料包裝袋中分別裝有8 g茶葉樣品。設(shè)置不同的儲存時間（0、20、40、60、90 d）和儲存溫度（常溫17～24℃和4℃），探究內(nèi)包裝袋中PAEs向鐵觀音中遷移的規(guī)律。

4.樣品前處理

包裝材料：將試樣粉碎至≤0.02 g的細小顆粒，準(zhǔn)確稱取0.2 g試樣（精確至0.1 mg）至具塞三角瓶中，加入20 mL正己烷，超聲提取30 min，濾紙過濾，再用正己烷（每次10 mL）重復(fù)上述提取3次，將提取液合并，用正己烷定容至50.0 mL，進樣分析。

茶葉樣品前處理參照文獻[6]，稱取2.0 g磨碎的茶葉樣品于40 mL錐形玻璃離心管中，加入50 μL的DEHP-D4同位素標(biāo)樣，并渦旋30 s，加入5 mL去離子水后渦旋30 s，靜置30 min，加入10 mL乙腈，18 000 r/min均質(zhì)2 min后加入5.0 g NaCl和5.0 g無水MgSO4，劇烈震蕩1 min，4 000 r/min離心10 min，取2 mL上清液至玻璃離心管中（內(nèi)有200 mg PSA、100 mg GCB和100 mg無水MgSO4），劇烈震蕩1 min后，4 000 r/min離心10 min，取上清液至進樣瓶中，待GC-MS/MS分析。

5.儀器條件

GC–MS/MS條件按照文獻[6]設(shè)定，色譜柱：VF-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：氦氣（純度≥99.999%）；流速：1.0 mL/min；進樣量：1 μL；進樣方式：不分流；進樣口溫度：250℃；連接桿溫度：280℃；升溫程序：初始溫度80℃，保持1 min，以15℃/min速率升溫至180℃，保持2 min，以5℃/min速率升溫至280℃，保持15 min。

電離方式：電子電離源；電離能量：70 eV；燈絲電流：50 mA；電子倍增管電壓：1 000 V；四極桿溫度：40℃；離子源溫度：230℃；溶劑延遲：5 min；碰撞氣：氬氣（純度99.999%）；碰撞氣壓力：0.3 Pa。PAEs和PAEs-D4的保留時間、特征離子對、定量離子對及優(yōu)化碰撞能量見文獻[6]。

6.方法驗證

為降低背景污染的干擾，本試驗器皿均為玻璃制品，甲醇浸泡過夜，使用前用丙酮沖洗，70℃下烘干，NaCl和無水MgSO4均在450℃灼燒4 h。篩選PAEs含量較低的鐵觀音樣品對該方法進行了驗證，結(jié)果表明，BBP在2～500 μg/L，DEEP、DBEP和DCHP在5～500 μg/L，BMPP、DPhP和DNP在10～500 μg/L，DMEP 在 25～500 μg/L，以及其他 8種PAEs在1～500μg/L之間，R2＞0.9913，線性關(guān)系良好。定量限（LOQs）以10倍信噪比（S/N）來計算，16 種 PAEs化合物的 LOQs值為 1～120 μg/L。在50、200、500 μg/kg 3個加標(biāo)水平下，每個加標(biāo)水平測定6次，根據(jù)峰面積外標(biāo)法計算回收率，并扣除茶葉樣品中PAEs（DBP、DMP、DiBP和DEHP）峰面積，結(jié)果表明PAEs平均回收率在84.5%～109.9%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于20%，準(zhǔn)確度與精密度滿足檢測需求。

二、結(jié)果與分析

1.鐵觀音中PAEs含量水平

鐵觀音樣品中PAEs的檢出情況及含量水平如表1所示。茶葉樣品中共檢出7種PAEs（DEP、DBP、DMP、DiBP、DEHP、DNP、DPP）。其中，DBP、DEHP、DMP和DiBP檢出率為100%，且殘留水平較高，含量分別在39.5～497.5 μg/kg、75.0～269.5 μg/kg、6.0～108.5 μg/kg和26.0～248.0 μg/kg之間。在4種不同香型的鐵觀音中，7種PAEs含量總和（∑ 7PAEs）為190.5～1 052.5 μg/kg，其中韻香型鐵觀音7PAEs含量最低，為190.5 μg/kg，因此，選擇PAEs含量水平較低的韻香型鐵觀音進行遷移試驗。

表1 4種香型鐵觀音中PAEs污染水平（±SD，n=3） μg/kg

表1 4種香型鐵觀音中PAEs污染水平（±SD，n=3） μg/kg

注：ND指未檢出，下同。

2.茶葉內(nèi)包裝袋中PAEs含量水平

試驗所用2種包裝袋的PAEs含量見表2。其中，1號包裝袋中檢出DEHP、DEP和DiBP 3種PAEs，總含量為4 187.5 μg/kg。2號包裝袋檢出4種PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），總含量為15 312.5 μg/kg。

表2 包裝袋中PAEs的含量水平（±SD，n=3） μg/kg

表2 包裝袋中PAEs的含量水平（±SD，n=3） μg/kg

3.茶葉內(nèi)包裝袋中PAEs向茶葉中遷移的規(guī)律

包裝袋中檢出4種PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），其中DEP含量相對較低，不同儲存時間下的茶葉樣品中均未檢出DEP，因此難以確定包裝袋中DEP向茶葉中遷移的規(guī)律。圖1統(tǒng)計了茶葉中DBP、DEHP和DiBP 3種PAEs的含量變化規(guī)律。當(dāng)采用1號包裝袋進行包裝時，常溫儲存條件下，茶葉中DEHP和DiBP的含量在0～20 d內(nèi)均有一定程度的上升，而在20～40 d內(nèi)有一定程度降低，隨后保持平穩(wěn)狀態(tài)；在4℃的儲存條件下，茶葉中DEHP含量在0～60 d內(nèi)略有增加，但在60～90 d內(nèi)顯著降低，DiBP含量在20～90 d內(nèi)呈上升趨勢。采用2號包裝袋進行包裝時，常溫儲存條件下，茶葉中DBP和DEHP含量隨儲存時間變化差異不明顯，DiBP在0～20 d內(nèi)顯著降低，隨后有一定的上升；在4℃儲存條件下，3種PAEs含量變化規(guī)律與在常溫儲存條件下相近。

圖1 不同儲存條件對鐵觀音茶葉樣品中PAEs含量的影響

不同儲存時間下茶葉樣品中PAEs含量水平差異的顯著性分析結(jié)果表明，茶葉樣品用2號包裝袋進行包裝時，在兩種儲存條件下，DBP和DEHP含量水平在90 d的儲存時間內(nèi)均沒有顯著性差異，DiBP含量在0～40 d內(nèi)有一定波動，但在儲存0、60、90 d的結(jié)果無顯著性差異，可能是由于DiBP在定量時受到咖啡堿的干擾造成茶葉中PAEs定量波動。當(dāng)采用1號包裝袋包裝時，PAEs含量檢測結(jié)果整體波動較大，但DEHP和DiBP含量在兩種儲存條件下，存儲前和儲存90 d樣品間沒有顯著性差異。陳惠等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，食品中酞酸酯類增塑劑的含量與貯存時間沒有明顯的相關(guān)性，與本研究結(jié)果一致。

綜上所述，以試驗所用2種塑料內(nèi)包裝袋包裝茶葉在常溫和4℃的儲存條件下，經(jīng)過90 d的儲存，茶葉樣品中PAEs含量差異較小，即塑料包裝袋中的PAEs向茶葉樣品中遷移的量較低。

三、結(jié)論

鐵觀音茶葉樣品中檢出7種PAEs（DEP、DBP、DMP、DiBP、DEHP、DNP和 DPP），總含量水平在190.5～1 052.5 μg/kg之間。鐵觀音2種內(nèi)包裝袋樣品中共檢出4種PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），總含量分別為4 187.5 μg/kg和15 312.5 μg/kg。遷移試驗結(jié)果表明，茶葉塑料內(nèi)包裝袋中的PAEs在常溫（17～24℃）和4℃的儲存條件下，90 d的儲存時間內(nèi)，向茶葉中遷移的量較低。

[1]杜嫻.重慶主城兩江水體與沉積物中鄰苯二甲酸酯和多環(huán)芳烴污染水平及特征[D].重慶:重慶大學(xué),2012.

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[4]柴麗月,辛志宏,蔡晶,等.食品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量的測定[J].食品科學(xué),2008,29(7):362-365.

[5]尹鵬.鄰苯二甲酸酯類化合物在茶葉上的污染水平及其遷移規(guī)律的研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2014.

[6]Yin P,Liu X,Chen H,et al.Determination of 16 phthalate esters in tea samples using a modified QuEChERS sample preparation method combined with GC-MS/MS[J].Food Additives and Contaminants:PartA,2014,31(8):1406-1413.

[7]陳惠,汪瑗,朱若華,等.毛細管氣相色譜法測定塑料包裝及其內(nèi)食品中酞酸酯[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2006,16(1):101-103.