同位素稀釋—氣相色譜—質(zhì)譜法同時測定嬰幼兒配方奶粉中8種己二酸酯塑化劑

黃永輝

(1. 福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，福建 福州 350002；2. 國家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，福建 福州 350002)

己二酸酯類塑化劑(adipate plasticizers，AEs)是一類以直鏈的亞甲基為主體的化合物，與環(huán)狀結(jié)構(gòu)的塑化劑相比，在較低溫度下仍然可以保持聚合物分子鏈間的運動，有良好的耐寒性能。由于還具有良好的光穩(wěn)定性和加工性能，且價格相對低廉，AEs被廣泛應(yīng)用于食品包裝材料特別是PVC包裝膜的生產(chǎn)中[1-2]。PVC包裝膜常作為熟食、油脂食品、蔬菜等物品的外包裝材料。AEs與基質(zhì)之間沒有形成化學(xué)共價鍵，而是以氫鍵和范德華力連接，因此容易被釋放出來。食品在與包裝材料或生產(chǎn)管路接觸過程中，特別在高溫下，AEs很可能會遷移到食品中，進而隨食品進入人體[3-4]。研究[5-7]表明，AEs中的己二酸二(乙基己基)酯(DEHA)在生物體內(nèi)長期積累并達到一定量后，會有致畸、致癌、致突變的可能，在人體的代謝過程以及對其他AEs的危害水平也正在研究評估中。因此，國內(nèi)外對AEs在很多領(lǐng)域的使用進行了限制。中國在飲用水衛(wèi)生標(biāo)準中規(guī)定，DEHA含量不得超過0.4 mg/L[8]。歐盟2011/10/EC號指令規(guī)定DEHA在食品中的特定遷移量為18 mg/kg。中國GB 9685—2016中規(guī)定DEHA和己二酸二辛酯在食品中的特定遷移量都為18.0 mg/kg。韓國在2005年6月禁止DEHA用于PVC食品保鮮膜中。中國于2005年10月25日，由國家質(zhì)檢總局發(fā)布155號公告，其中明確規(guī)定禁止在PVC食品保鮮膜中使用DEHA[9]。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，特別是外賣餐飲行業(yè)的興起，塑化劑的污染情況不容樂觀，甚至在牛奶、乳飲料、酸奶、嬰幼兒奶粉中已被檢測出含有鄰苯二甲酸酯類塑化劑成分[10-13]。嬰幼兒配方奶粉是嬰幼兒主要的營養(yǎng)來源，而嬰幼兒本身的器官發(fā)育不完全，代謝排毒能力較差，因此嬰幼兒配方奶粉的衛(wèi)生安全顯得尤其重要?！爸袊_灣塑化劑事件”讓大家對鄰苯二甲酸酯類塑化劑的危害引起了極大的重視，目前中國對食品中鄰苯二甲酸酯類塑化劑開展了大量的監(jiān)督抽檢工作，特別是每個月都對全國嬰幼兒配方奶粉的鄰苯二甲酸酯類塑化劑進行抽檢監(jiān)測。嬰幼兒配方奶粉的生產(chǎn)需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程，由于工藝和環(huán)境的因素，很可能被AEs污染，如使用了含有AEs的PVC軟管進行奶源采集，環(huán)境中的粉塵，生產(chǎn)過程中的塑料管道，儲存牛奶及奶粉的容器和包裝，都有AEs遷移到奶粉中的風(fēng)險。而目前中國還沒有檢測食品中AEs含量的相關(guān)標(biāo)準或法規(guī)。對各類食品中AEs的檢驗方法和污染情況研究逐漸增多，然而AEs種類研究較少，最多不超過5種，大部分研究只針對DEHA(已在水、方便面調(diào)味包、水產(chǎn)品、肉類食品等各類食品中檢測出DEHA[11,14-20])，但未見檢測嬰幼兒配方奶粉中AEs含量的相關(guān)研究。研究擬從食品安全風(fēng)險監(jiān)測的角度出發(fā)，通過優(yōu)化儀器和前處理條件，建立同位素稀釋—氣相色譜—質(zhì)譜法檢測嬰幼兒配方奶粉中8種AEs殘留量的分析方法，以期為監(jiān)測嬰幼兒配方奶粉中AEs污染情況提供技術(shù)支持。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890N/5977型，美國Agilent公司；

超純水純化系統(tǒng)：Milli-Q型，美國Millipore公司；

分析天平：BT224S型，德國Sartorius公司；

旋渦混均器：XH-B型，江蘇康健醫(yī)療用品有限公司；

己二酸二甲酯(DMA)、己二酸二正丁酯(DBA)、己二酸二(乙基己基)酯(DEHA)：德國Dr.Ehrenstorfer公司；

己二酸二乙酯(DEA)、己二酸二異丁酯(DIBA)、己二酸二(2-丁氧基乙)酯(BBOEA)、己二酸二(1-丁基戊基)酯(BBPA)、己二酸二正辛酯(DNOA)、己二酸二(2-乙基已)酯-d4(DEHA-d4)：德國Sigma公司；

其余試劑：色譜純或重蒸分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 玻璃器皿處理

所用的刻度玻璃器皿洗凈后，用重蒸水淋洗3次，丙酮浸泡1 h，正己烷淋洗，晾干備用。其他玻璃器皿洗凈后，用重蒸水淋洗3次，丙酮浸泡1 h，200 ℃下烘烤2 h。

1.3 色譜質(zhì)譜條件

色譜柱：ZB-5MS彈性石英毛細管色譜柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度280 ℃；分流進樣，且分流比為5∶1，進樣體積1 μL；升溫程序：起始溫度60 ℃，保持1 min，以20 ℃/min升至220 ℃，再以5 ℃/min 升至280 ℃，保持15 min。載氣：高純He(>99.999%)，載氣流速1.0 mL/min。EI離子源溫度230 ℃；能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃。溶劑延遲時間6 min；在分析過程中質(zhì)譜采用SIM模式分段掃描。8種AEs和內(nèi)標(biāo)化合物保留時間、定量和定性選擇離子見表1。

1.4 標(biāo)準溶液的制備

分別準確稱取適量8種AEs標(biāo)準品于25 mL容量瓶中，以正己烷溶解并定容至刻度，配制成濃度為34.3～1 137.0 μg/mL的標(biāo)準儲備液。準確移取適量標(biāo)準儲備液于25 mL容量瓶中，并以正己烷稀釋定容至刻度，配制成8種AEs混合標(biāo)準溶液，于冰箱中0～4 ℃保存?zhèn)溆谩蚀_稱取DEHA-d4氘代內(nèi)標(biāo)于25 mL容量瓶中，以正己烷溶解并定容至刻度，配制成內(nèi)標(biāo)儲備液，于冰箱中0～4 ℃ 保存?zhèn)溆?。準確吸取適量內(nèi)標(biāo)儲備液于25 mL容量瓶中，用正己烷定容，配制成內(nèi)標(biāo)中間液。然后在配制8種 AEs系列標(biāo)準溶液過程中準確吸取適量體積的內(nèi)標(biāo)中間液。

1.5 樣品處理

準確稱取奶粉樣品1 g(精確至0.000 1 g)于25 mL具塞比色管中，并加入40 μL DEHA-d4內(nèi)標(biāo)物溶液，加3 mL 蒸餾水并渦旋30 s，待樣品充分溶解后，準確加入10 mL正己烷，渦旋30 s萃取，再超聲30 min，靜置分層后，將上清液置于離心管中并以15 000 r/min離心3 min，取上清液至進樣瓶中用于GC-MS測定。

表1 8種AEs和內(nèi)標(biāo)化合物保留時間、定量和定性選擇離子

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

AEs是一類極性較弱的化合物，待分離化合物沸點相差較大(110～405 ℃)，通常采用程序升溫進行分離。目前相關(guān)研究和標(biāo)準絕大部分都采用固定相為5%苯基+95%聚二甲基硅氧烷的毛細管色譜柱進行分析。試驗表明，8種AEs使用ZB-5MS石英毛細管柱時，通過優(yōu)化升溫程序具有良好的響應(yīng)和分離度，故將其作為試驗用色譜柱。進樣口溫度主要由待分析的目標(biāo)化合物的沸點范圍決定，同時還應(yīng)該考慮色譜柱使用溫度。在設(shè)置進樣口溫度時，通常接近樣品中最高沸點組分的沸點，但要低于容易發(fā)生熱分解組分的分解溫度。8種AEs沸點高，進樣口溫度低不利于汽化。選擇進樣口溫度200，220，240，260，280，300 ℃進行試驗，發(fā)現(xiàn)隨溫度的升高，大部分化合物峰面積并沒有明顯變化，與280 ℃和300 ℃時峰面積基本一致?？紤]到溫度過高會導(dǎo)致進樣口的橡膠墊圈老化，殘渣很容易落入色譜柱并污染色譜。因此，進樣口溫度設(shè)定為280 ℃。色譜條件建立好后使用SIM掃描模式，8種AEs標(biāo)準品的總離子流圖見圖1。

圖1 8種AEs標(biāo)準物質(zhì)總離子流圖Figure 1 Total ion chromatogram of 8 AEs standards

2.2 前處理條件的確定

AEs在有機溶劑中具有良好的溶解性。結(jié)合當(dāng)前研究，奶粉基質(zhì)中增塑劑的提取溶劑最常用的是正己烷和乙腈，乙腈為蛋白質(zhì)沉淀劑,作為提取溶劑時可減少奶粉出現(xiàn)乳化現(xiàn)象對圖譜的干擾，且乙腈為極性溶劑可與水互溶，便于提取；正己烷為非極性溶劑，可與水相形成穩(wěn)定的分層，有利于除去一些親水性雜質(zhì)，對于目標(biāo)提取物的提取更為準確。試驗采用樣品加水溶解后，直接加入提取溶劑渦旋振蕩和超聲提取的前處理方法，比較了常用溶劑如正己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇和乙腈的提取效果。結(jié)果表明，以正己烷為萃取溶劑，萃取效果最好，8種己二酸酯類化合物的回收率可達90%。因此，試驗前處理方法使用正己烷作為提取溶劑。不同溶劑提取效率見圖2。

圖2 不同溶劑提取效率Figure 2 Extraction efficiency of different solvents

2.3 技術(shù)指標(biāo)

2.3.1 方法線性、檢出限和定量限 按試驗優(yōu)化的儀器條件對8種AEs的混合標(biāo)準系列溶液進行分析。以目標(biāo)化合物濃度與內(nèi)標(biāo)濃度比值作為X軸，以目標(biāo)化合物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值作為Y軸進行線性回歸，得出線性回歸方程。依照國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)的定義，以信噪比S/N>3為檢出限，S/N>10為定量限，按稱樣1.0 g，定容10 mL，計算方法檢出限和定量限。各組分在兩個數(shù)量級線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2>0.999，檢出限為0.08～0.12 mg/kg，定量限為0.2～0.4 mg/kg(見表2)。

表2 8種AEs線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.3.2 方法回收率和精密度 選用空白樣品，并根據(jù)試驗建立的方法在3種不同添加濃度的水平，每個水平濃度6個平行，計算回收率和相對標(biāo)準偏差。各組分平均回收率在96.2%～103.3%，相對標(biāo)準偏差在3.2%～8.1%。結(jié)果表明，該方法的回收率和相對標(biāo)準偏差均具有較好的準確度和精密度，滿足分析要求。8種 AEs添加回收率和相對標(biāo)準偏差見表3。

表3 空白樣品中8種AEs添加回收率和相對標(biāo)準偏差

2.4 實際樣品檢測

用建立好的方法對不同階段的嬰幼兒配方奶粉共56個批次(1段奶粉19罐，2段奶粉18罐，3段奶粉19罐)中8種AEs含量進行了檢測分析。結(jié)果表明，隨機抽取的56個樣品中8種AEs均未被檢出。圖3為代表性實際樣品選擇離子圖。

圖3 實際樣品總離子流圖Figure 3 Total ion chromatogram of real samples

3 結(jié)論

試驗通過優(yōu)化色譜條件、質(zhì)譜條件和前處理條件，建立了同位素稀釋—氣相色譜—質(zhì)譜法測定嬰幼兒奶粉中8種己二酸酯類塑化劑含量的方法。該方法采用正己烷作為提取溶劑，超聲提取法萃取，內(nèi)標(biāo)法定量。而采用超聲提取可以實現(xiàn)快速、高效、低耗能，具有操作簡單、方便、易于實施等特點。經(jīng)添加回收的方式考察了方法的準確度和精確度，結(jié)果表明，試驗建立的檢測方法回收率高、重現(xiàn)性好、靈敏度高、能夠快速實現(xiàn)，適用于嬰幼兒配方奶粉中己二酸酯類塑化劑含量的分析測定。