包裝膜袋中芥酸酰胺含量測定的優(yōu)化及結果分析

侯曉東，陳旭明，李 婷

（國家食品軟包裝產品及設備質量監(jiān)督檢驗中心（廣東），廣東潮州 521011）

0 引言

包裝膜袋是目前食品工業(yè)領域應用最廣、種類最多、使用方便的一大類包裝制品。芥酸酰胺是一種基于脂肪酸氨基化合物合成的爽滑劑，因其成本低、效果好且無毒的特點，被廣泛應用于塑料、橡膠、粘合劑等行業(yè)領域［1］。GB 9685—2016《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品用添加劑使用標準》進一步明確了芥酸酰胺允許添加在材質為PE、PP、PVDC和PLA的食品接觸用塑料材料及制品中，按生產需要適量使用［2］。

目前芥酸酰胺的檢測常用氣相色譜-質譜聯(lián)用法［3］。萃取純化的方法主要有二甲苯電熱、異丁醇回流、甲醇-乙酸乙酯（2+1）超聲、氯仿-異丙醇（2+1）超聲等［4-8］。儀器設備、測試條件在特征離子的選擇上也各有差異。恰當?shù)貙μ崛∪軇⑻崛》绞胶吞卣麟x子的選擇，對檢測結果的準確可靠就顯得尤為重要。本文就上述提及的3個方面進行優(yōu)化，以求一個簡便可靠、適用性強的芥酸酰胺含量測定方法。同時就復合膜袋與薄膜間芥酸酰胺含量的關系、薄膜摩擦系數(shù)與芥酸酰胺含量的關系進行研究。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與儀器

芥酸酰胺標準品（純度98.0%，中國百靈威科技有限公司），無水乙醇、二甲苯、異丁醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、異丙醇，以上材料均為色譜純。

樣品信息：分別選取10批次薄膜和10批次復合膜袋，均來自于委托檢驗的樣品。

標準儲備液：稱取芥酸酰胺標準品50 mg，用無水乙醇溶解并定容至50 mL，即濃度為1 mg/mL。

QP2010 Ultra型氣質聯(lián)用儀（配EI源，日本島津公司）、MXD-01型摩擦系數(shù)儀（濟南蘭光機電技術有限公司）、KQ-400DB型超聲波清洗器（鞏義市予華儀器有限責任公司）、恒溫水浴鍋（汕頭市醫(yī)用設備廠有限公司）、旋轉蒸發(fā)儀（大龍興創(chuàng)實驗儀器（北京）有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品預處理

將試樣剪成碎片，準確稱取0.5 g（精確到0.001 g）至試管中，加入20 mL 無水乙醇超聲提取20 min，提取液轉移重復提取1次，合并2次提取液，用無水乙醇定容至50 mL。定容后溶液過0.45 μm有機濾膜后，待測。

1.2.2 色譜條件

色譜柱，Elite-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm；柱溫程序，初始柱溫80 ℃，保持1 min，以25 ℃/min升溫至280 ℃，保持7 min；進樣口溫度為280 ℃；分流比為10：1；載氣為氦氣（純度≥99.999%）；流速為 1.0 mL/min；進樣量為 1 μL。

1.2.3 質譜條件

傳輸線溫度為280 ℃；離子源溫度為230 ℃；電離方式為電子轟擊源（EI）；電離能量為70 eV；溶劑延遲為3 min；監(jiān)測方式選擇離子監(jiān)測（SIM）；質荷比（m/z）掃描范圍為40～450。選擇監(jiān)測離子質荷比分別為59，72，337；選擇定量離子質荷比為59。

2 試驗結果與分析

2.1 提取溶劑的選擇

芥酸酰胺在二甲苯、異丁醇、甲醇/乙酸乙酯（2+1）、氯仿/異丙醇（2+1）、無水乙醇中均可溶解，試驗比較了上述5種溶劑對同一樣品的提取效果（見圖1）。結果表明在相同的提取方式下，乙醇的提取效果最好，這可能是因為芥酸酰胺分子式中 CH3（CH2）7CH=CH（CH2）11CONH2的氨基結構（-NH2）與乙醇極性最接近，兩者相似相溶，因此乙醇的提取效果優(yōu)于其他4種溶劑。

圖1 5種提取溶劑對芥酸酰胺提取效果的比較Fig.1 Extraction effect comparison of five extraction solvents for erucamide

2.2 提取方式的選擇

以無水乙醇作為提取溶劑，比較超聲（超聲20 min，提取2次）、回流（回流2 h）和加熱（沸騰10 min）3種提取方式的提取效果（見圖2）。試驗表明3種提取方式的效果差異不顯著，考慮到回流提取時間長、試劑消耗多，加熱提取存在爆沸風險，而超聲提取耗時短、風險低、適合樣品批量處理等特點，因此試驗選擇超聲提取。

圖2 3種提取方式對芥酸酰胺提取效果的比較Fig.2 Extraction effect comparison of three extraction methods for erucamide

2.3 超聲條件的選擇

在確定提取溶劑和提取方式后，試驗比較超聲時間（10，20，30，40 min）和超聲次數(shù)（1，2，3，4）對芥酸酰胺提取效果的影響（見圖3）。

圖3 超聲條件的選擇Fig.3 Selection of ultrasonic conditions

結果表明超聲1次，芥酸酰胺含量在20 min時達到最高；超聲20 min，芥酸酰胺含量在第2次達到最大，隨著次數(shù)增多含量反而下降。綜上試驗以超聲20 min提取2次作為最優(yōu)條件。

2.4 特征離子的選擇

芥酸酰胺的分子量為337，在Scan模式下將8.0 mg/L的標準液在質荷比40～450的掃描范圍中進行質譜分析，得芥酸酰胺的質譜圖（見圖4）。遵循“化合物特有、響應豐度高”的特征離子選擇原則，選擇質荷比59，72，337作為特征離子，并以豐度最大的質荷比59作為定量離子，以保證檢測方法的靈敏度。

圖4 特征離子的選擇Fig.4 The selection of Characteristic ions

2.5 工作曲線與方法檢出限

吸取適量標準液用甲醇逐級稀釋并定容，得到濃度分別為 8.0，4.0，2.0，1.0，0.5 mg/L 的標準工作液系列；在上述儀器條件下進行測定，得到線性方程：Y=21 606.52X-5 220.26，其中X為芥酸酰胺的質量濃度（mg/L），Y為芥酸酰胺定量離子的峰面積，R=0.999 0。結果表明在0.5 mg/L～8.0 mg/L濃度范圍內，線性關系良好。根據(jù)檢出限為3倍信噪比的原則，對3個添加水平分別為1.0 mg/kg、2.0 mg/kg、5.0 mg/kg的空白樣品進行測試，得出方法檢出限為5.0 mg/kg。

2.6 準確度及精密度

按上述試驗條件，在同一已知空白樣品中，對3個不同添加水平的樣品進行試驗，每個添加水平各測6次（見表1）。結果表明試驗的加標回收率為93.9%～97.7%，相對標準偏差（RSD）為1.30%～2.80%，空白樣品譜圖及加標樣品譜圖見圖5。

圖5 空白樣品和加標樣品譜圖Fig.5 Chromatograms of blank sample and the spiked sample

表1 準確度和精密度試驗結果Tab.1 Results of accuracy and precision tests for erucamide

2.7 實際樣品測試

按優(yōu)化的條件，對10批次薄膜和10批次復合膜袋中的芥酸酰胺含量進行測定，同時測試薄膜樣品的摩擦系數(shù)。測試結果見表2。

表2 樣品中芥酸酰胺的測試結果Tab.2 Test results of erucamide in samples

10批次薄膜樣品中芥酸酰胺含量介于356～954 mg/kg之間，平均含量620 mg/kg。10批次復合膜袋樣品中芥酸酰胺含量介于63～468 mg/kg之間，平均含量210 mg/kg?？梢园l(fā)現(xiàn)薄膜中芥酸酰胺的含量總體高于復合膜袋中的含量，這主要是由于復合膜袋一般由薄膜、粘合劑和油墨組合而成，同等質量下薄膜部分所占的比重肯定低于薄膜樣品，因此復合膜袋中芥酸酰胺的含量總體較低。考慮到薄膜的組成單一，更有利于研究芥酸酰胺含量與某些物理性能參數(shù)間的關系，試驗對10批次薄膜樣品的摩擦系數(shù)進行測試，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)隨芥酸酰胺含量的增大而降低。這是由于芥酸酰胺含量越大，遷移到薄膜表面的量就越多，從而降低薄膜的摩擦系數(shù)［9］。

3 結語

本文通過對提取溶劑、提取方式、特征離子等條件的優(yōu)化進行研究，建立了氣質聯(lián)用法測定食品接觸用復合包裝袋中芥酸酰胺含量的方法，樣品預處理方法簡便快捷，方法靈敏度高，線性范圍廣，精密度及回收率均滿足實際工作的要求，適合日常批量產品的檢驗檢測。