常见食品中邻苯二甲酸酯类增塑剂含量及食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的测定

常见食品中邻苯二甲酸酯类增塑剂含量及食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的测定
杨悠悠;谢云峰;田菲菲;杨永坛
【摘要】采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法并结合液液萃取及基质分散固相萃取的样品处理方式,建立了测定饮料、牛奶、白酒3类食品中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析方法.研究结果表明16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的检出限(LOD,S/N=3)范围为0.005 ～0.025mg/L;峰面积的相对标准偏差(RSD)均小于2％.饮料、牛奶、白酒3种样品的加标回收率范围普遍在60％～110％.所建方法简便、灵敏、准确,可满足饮料、牛奶和白酒中痕量邻苯二甲酸酯类增塑剂的测定需要.此外,将该方法应用于食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移研究,以异辛烷为油脂食品模拟物,测定了保鲜膜与保鲜袋中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量.结果显示保鲜膜存在显著的邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移现象.%A total of 16 phthalates in food samples (beverage,milk and wine) were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combined with the sample preparation of liquid-liquid extraction and dispersive solid-phase extraction (dSPE).The limits of detection (LODs,S/N =3) for the 16 phthalates were fairly good,ranging from 0.005 to 0.025 mg/L.The relative standard deviations (RSDs) of the peak areas were less than 2％,showing good repeatability.In addition,the recoveries of phthalates in various matrices were generally ranging from 60％ to 1 10％.In conclusion,the developed method can help the trace analysis of phthalates in beverage,wine and milk.In order to strictly investigate the migration of phthalates from the daily food packages like plastic wraps and storage
bags,iso-octane was used as the simulant of fatty foods.The migration determined using the above optimized method showing the significant migration existing in plastic wraps and some unqualified products in current market is not meeting the national regulations about the migration limits of phthalates.
【期刊名称】《色谱》
【年(卷),期】2013(031)007
【总页数】5页(P674-678)
【关键词】气相色谱-质谱联用;基质分散固相萃取;邻苯二甲酸酯;增塑剂;食品;包装材料
【作者】杨悠悠;谢云峰;田菲菲;杨永坛
【作者单位】中粮营养健康研究院,北京100020;北京市营养健康与食品安全重点实验室,北京100020;中粮营养健康研究院,北京100020;北京市营养健康与食品安全重点实验室,北京100020;岛津国际贸易有限公司北京分析中心,北京100020;中粮营养健康研究院,北京100020;北京市营养健康与食品安全重点实验室,北京100020
【正文语种】中文
【中图分类】O658
2011年6月台湾“起云剂”风波以及2012年大陆白酒“塑化剂事件”引起人们对增塑剂的广泛关注。

增塑剂，又名“塑化剂”，常被添加到塑料食品包装材料中
以增加塑料制品的可塑性及延展性［1，2］，然而，增塑剂易受周围环境如保存温度、食品极性等影响而迁移到食品中［3］。

邻苯二甲酸酯类化合物是一类使用普遍的增塑剂，具有肾毒性和生殖毒性等［4，5］。

目前，欧盟、美国以及中国台湾、香港、大陆等国家和地区对食品包装材料中部分邻苯二甲酸酯类增塑剂的特定迁移限量(SML）均有限定。

如欧盟规定邻苯二甲酸二乙基己基酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸苯基丁基酯的SML分别为1.5、0.3、30 mg/kg，且不得接触油脂类食品及婴幼儿食品［6］。

自“起云剂”事件后，中国台湾、香港、大陆纷纷制定了食品中邻苯二甲酸酯类增塑剂的临时限量标准，严格监控食品中邻苯二甲酸酯的含量［7］。

目前，邻苯二甲酸酯类增塑剂的分离主要采用气相色谱(GC）和液相色谱(LC）方法，配合使用紫外和质谱检测器进行含量测定［8，9］。

邻苯二甲酸酯类增塑剂的样品前处理方法随样品基质不同而有差异。

凝胶渗透色谱法［10］多用于处理高油脂含量样品，该方法需要使用专业的凝胶渗透色谱仪，运行成本较高，难以普及。

液液萃取法常用于提取果汁饮料等简单基质样品中的邻苯二甲酸酯类增塑剂［11］，而对于牛奶、酱料等复杂基质样品，其前处理仍需结合固相萃取等样品净化技术［12，13］。

传统的固相萃取法虽然选择性高、净化效果好，但是存在固相萃取小柱花费高且净化时间长等不足。

近年来，固相微萃取法由于具有操作简便、萃取速度快等特点，也被应用于水［14］及化妆品［15］中邻苯二甲酸酯类增塑剂的提取和净化。

然而固相微萃取探头制备繁琐、精细，需要专业人员从事方法开发，限制了该技术在常规实验室推广应用。

基质分散固相萃取法，也称QuEChERS［16］，是一种在固相萃取基础上发展起来的快速萃取净化技术，它将 C18、N-丙基乙二胺(PSA）等填料与样品直接混合，利用填料与待净化液中杂质间的相互作用，实现目标分析物与杂质的分离，从而达到净化效果［16］。

由于该方法处理样品快速、简便、净化效率高，被广泛应用于农兽药残留［17］与
添加剂分析［18］领域，并逐渐延伸至复杂食品基质中增塑剂的分析检测［7，19－21］。

目前，对于白酒中邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析少有报道。

基于此，本文重点研究了白酒中邻苯二甲酸酯类增塑剂的前处理方法并进行了含量测定。

此外，结合液液萃取及基质分散固相萃取样品前处理技术以最大化样品回收率，进行了饮料及复杂食品基质牛奶中邻苯二甲酸酯类增塑剂的GCMS分析。

最后，将该方法应用于保
鲜膜与保鲜袋两种常用食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移研究，以获得食品包装材料安全性的评价数据。

1 实验部分
1.1 试剂
16种邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate，DMP）、邻苯二
甲酸二乙酯(diethyl phthalate，DEP）、邻苯二甲酸异丁酯(diisobutyl phthalate，DIBP）、邻苯二甲酸二正丁酯(di-n-butyl phthalate，DBP）、邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基）酯(bis(2-methoxyethyl）phthalate，DMEP）、邻苯
二甲酸二(4-甲基-2-戊基）酯(bis(4-methyl-2-pentyl）phthalate，BMPP）、邻苯二甲酸二(2-乙氧基乙基）酯(bis(2-ethoxyethyl）phthalate，DEEP）、邻苯
二甲酸二戊基酯(dipentyl phthalate，DPP）、邻苯二甲酸二己基酯(di-n-hexyl phthalate，DHXP）、邻苯二甲酸苯基丁基酯(benzyl butyl phthalate，BBP）、邻苯二甲酸二(2-丁氧基乙基）酯(bis(2-butoxyethyl）phthalate，DBEP）、邻
苯二甲酸二环己基酯(dicyclohexyl phthalate，DCHP）、邻苯二甲酸二乙基己基酯(bis(2-ethylhexyl）phthalate，DEHP）、邻苯二甲酸二苯基酯(diphenyl phthalate）、邻苯二甲酸二辛酯(di-n-octyl phthalate，DNOP）、邻苯二甲酸
二壬基酯(dinonyl phthalate，DNP）购于上海安谱科学仪器有限公司。

DEHP-
D4、DMP-D4购于德国 Dr.Ehrenstorfer公司;正己烷(色谱纯）购于Fisher
Scientific公司;氯化钠(分析纯）购于北京化学试剂公司。

牛奶、饮料、白酒、保鲜膜及保鲜袋购于某大型商业超市。

PSA、HC-C18、无水硫酸镁填料等分别购于北京振翔工贸有限责任公司、德国CNW科技公司及国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与使用条件
气相色谱-质谱联用仪(GCMS-QP 2010 plus，日本岛津公司）;色谱柱:DB-
5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm）。

仪器条件:载气为氦气，线流速为36.5 cm/s;不分流进样，进样口温度为250℃;离子源温度为200℃，接口温度为280℃，溶剂切除时间为6 min;升温程序为初始温度60℃，以20℃/min升温至220℃，保持1 min，再以5℃/min升温至280℃，保持4 min。

采用选择离子监测(SIM）模式进行数据的采集。

1.3 样品前处理
1.3.1 食品中邻苯二甲酸酯的检测
饮料样品:量取5 mL果汁饮料样品，加入1 g NaCl和4 mL正己烷，摇床摇晃 5 min(250次/min），5000 r/min离心5 min，取上清液待分析。

牛奶样品:量取5 mL牛奶样品，加入1 g NaCl和4 mL乙腈，摇床摇晃5
min(250次/min），5000 r/min离心5 min，取上清液。

转移上清液至干净的玻璃离心管中，加入50 mg PSA和200 mg无水硫酸镁，涡旋1 min，3000
r/min离心2 min，取上清液待分析。

白酒样品:量取5 mL白酒样品，90℃水浴加热30 min，加入2 mL正己烷，摇床摇晃5 min(250次/min），5000 r/min离心2 min，取上清液待分析。

1.3.2 包装材料中邻苯二甲酸酯的迁移量的测定
迁移量的测定基于国家标准GB/T 5009.156及SN/T 2037-2007，采用全部浸泡的方式。

剪取约2 cm2的保鲜膜、4 cm2的保鲜袋，分别浸入装有1、2 mL的异辛烷中，20℃浸泡两天。

取浸泡液待GCMS分析。

2 结果与讨论
2.1 邻苯二甲酸酯类增塑剂的分离分析
通过程序升温条件、柱流速、进样口温度、进样模式等一系列条件的优化，16种
邻苯二甲酸酯得到了基线分离，如图1所示。

为确保分析方法有较高的检测灵敏
度以及减少基质干扰，采用SIM模式。

由于部分邻苯二甲酸酯含有类似的碎片离子，为了确保定性和定量的准确性，以干扰最小为前提选取定量离子和定性离子。

选取的定性和定量离子如表1所示。

图1 16种邻苯二甲酸酯标准品经GC-MS分离的总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram(TIC）of 16 phthalates standards analyzed by GC-MS For peak identifications，see Table 1.
表1 16种邻苯二甲酸酯的定性和定量离子表Table 1 Qualitative and quantitative ions of the 16 phthalatesNo.in Fig.1 Compound Quantitative ion(m/z）Qualitative ions(m/z）194.002 DEP 149.00 177.00，222.00，121.003 DIBP 149.00 167.00，223.00，205.004 DBP 149.00 121.00，223.00，205.005 DMEP 59.00 207.00，104.00，149.006 BMPP 149.00 85.00，167.00，104.007 DEEP 73.00 104.00，193.00，149.008 DPP 149.00 104.00，219.00，237.009 DHXP 149.00 104.00，251.00，233.0010 BBP 149.00 91.00，206.00，123.0011 DBEP 57.00 193.00， 85.00，149.0012 DCHP 149.00 167.00，107.00，249.0013 DEHP 149.00 279.00，167.00，104.0014 diphenyl phthalate 225.00 77.00，104.00，153.0015 DNOP 279.00 149.00，167.00，121.0016 DNP mixture 293.00 149.00，127.00，1 DMP 163.00 77.00，133.00，167.00
2.2 方法学评价
2.2.1 线性关系、检出限及重现性
在优化的色谱条件下，采用内标法定量。

以DMP-D4和 DEHP-D4为内标:在测定DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP 和 DPP 时，以 DMP-D4 为内标;测
定另外8种邻苯二甲酸酯时则以DEHP-D4为内标。

以各目标化合物与内标物的
峰面积比对浓度比绘制标准曲线，所得到的线性方程及相关系数列于表2，相关系数均大于0.9990。

各目标化合物的检出限(LOD）列于表2中，DBEP、DNP混合物的LOD分别为0.010和0.025 mg/L，其他目标化合物的LOD均为0.005
mg/L。

结果表明本方法具有较高的检测灵敏度。

各邻苯二甲酸酯类增塑剂峰面积
的RSD为0.34%～1.76%(n=5），由此可见该方法重现性好。

2.2.2 回收率试验
为考察样品处理的可靠性，进行了加标回收率试验，考察高、低两个浓度水平0.1和0.5 mg/L的回收率，如表3所示。

对于简单基质的样品如水样或果汁饮料等，仅需采用正己烷进行提取即可获得满意的回收率，16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的
回收率范围为75%～107%。

含酒精样品中，酒精的存在会大大降低正己烷的提取率，尤其是对于极性较大的邻苯二甲酸酯，如DMP和DEP等。

提取前除去酒精，16种邻苯二甲酸酯的回收率可获得显著提高，为50%～110%。

其中，DMP及DEEP回收率较低，原因可能是极性较大或是乙氧基的存在造成了与乙醇的共挥发。

对于复杂基质如牛奶样品采用乙腈提取，根据相似相溶原理可有效避免牛奶中的非极性物质(如脂肪）以及能够去除蛋白质。

在净化过程中，采用无水MgSO4和PSA填料。

PSA是一种基于弱阴离子交换作用的填料，可有效去除提取液中的糖
类物质、脂肪酸等，而无水MgSO4的使用可有效去除提取液中的水分，保证PSA的净化效率［22］。

经过实验对比发现，采用无水MgSO4和PSA填料净化牛奶样品，可显著降低基质的干扰，提高实验的准确度。

对于需要日常监测的邻苯二甲酸酯DMP、DBP、DIBP 及 DEHP，它们的回收率范围为75%～94%，完全满足分析需求。

表2 16种邻苯二甲酸酯的线性相关性及LODTable 2 Linear relationships and LODs(S/N=3）of the 16 phthalatesY is the peak area ratio between the target analyte and the internal standard;X is the concentration ratio between the target analyte and the internal pound Linear equation Correlation coefficient Linear range/(mg/L）LOD/(mg/L）Peak area RSD/%(n=5）DMP Y=1.171X +0.020 0.9998 0.025 －1.00 0.005 1.26 DEP Y=1.214X+0.069 0.9996 0.025 －1.00 0.005 1.57 DIBP Y=1.644X+0.004 0.9996 0.025 －1.00 0.005 0.95 DBP Y=1.840X+0.038 0.9995 0.025 －1.00 0.005 1.02 DMEP Y=1.049X －0.032 0.9991 0.025 －1.00 0.005 0.56 BMPP Y=0.951X －0.034 0.9994 0.025 －1.00 0.005 0.45 DEEP Y=0.578X －0.024 0.9990 0.025 －1.00 0.005 1.34 DPP Y=1.929X －0.065 0.9993 0.025 －1.00 0.005 0.54 DHXP Y=2.996X －0.039 0.9996 0.025 －1.00 0.005 0.93 BBP
Y=1.330X －0.020 0.9997 0.025 －1.00 0.005 1.76 DBEP Y=0.697X －0.165
0.9993 0.025 －1.00 0.010 0.72 DCHP Y=2.250X －0.027 0.9997 0.025 －
1.00 0.005 0.34 DEHP Y=1.875X+0.094 0.9996 0.025 －1.00 0.005 0.70 Diphenyl phthalate Y=
2.355X －0.041 0.9996 0.025 －1.00 0.005 0.87 DNOP Y=0.305X －0.007 0.9996 0.025 －1.00 0.005 1.44 DNP mixture Y=0.259X －0.004 0.9998 0.050 －1.00 0.025 0.99
2.3 实际样品分析
采用建立的方法测定了饮料、白酒、牛奶样品中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的含量(见表3）。

饮料中未出现邻苯二甲酸酯超标的情况。

牛奶中DBP 超标，为
0.92 mg/L;白酒中的 DMP、DIBP、DBP分别为1.8、0.76和1.38 mg/L，DBP 的含量大于国家临时限量标准0.3 mg/L(见图2）。

图2 牛奶及白酒样品(稀释4倍）中邻苯二甲酸酯的总离子流图Fig.2 TICs of the
phthalates in milk and wine(4 times dilution）
2.4 包装材料迁移量分析
食品包装迁移量的分析中的关键环节为食品模拟物的选取，根据所包装食品基质的不同，可选取水、乙酸、乙醇、橄榄油、异辛烷等作为食品模拟物［23］。

为了
严格考察常见家用食品包装材料的安全性，在测定食品包装材料中增塑剂的迁移量时，采用异辛烷为食品模拟物，以模拟家中储存油脂食物时的迁移情况，结果如表3所示。

检测数据表明，在保鲜袋中基本不存在增塑剂的迁移;而在保鲜膜产品中，增塑剂的迁移行为非常明显，有明确迁移限量标准的DBP和DEHP均存在超标情况。

另外，作为国家重点监测对象的DIBP含量也较高，为8.17 mg/kg。

因而，保鲜膜在使用过程中应避免接触油脂性食品。

表3 邻苯二甲酸酯的回收率及其在食品中的含量和食品包装材料中迁移量的考察Table 3 Recoveries，the amounts of the 16 phthalates in food and their specific migrations from packages to food－:not detected;/:not investigated.Recovery/%Compound Amount in food/(mg/L）Migration amount from food packages/(mg/kg）Beverage 0.1 mg/L 0.50.50.5 Storage mg/L Milk 0.1 mg/L mg/L Wine 0.1 mg/L mg/L Beverage Milk Wine Plastic wrap 1 Plastic wrap 2bag DMP 97 106 94 88 61 61 0.04 0.13 1.80 －－－DEP 97 104 70 79 72 98 0.08 0.06 －－－－DIBP 101 101 75
83 89 107 － 0.12 0.76 8.17 0.26 －DBP 105 103 93 82 93 107 － 0.92 1.38 2.32 0.10 －DMEP 100 99 61 85 / / －－－ 0.01 － 0.01 BMPP 77107558267101－－－－－－DEEP 97 103 65 81 50 70 － 0.01 －－－
－DPP 97101567971108－－－－－－DHXP 77101608270107－－－－
－－BBP 82101627476104－－－－－－DBEP 83 97 59 69 70 110 － 0.01 － 0.02 －－DCHP 77 100 85 84 73 110 － 0.19 － 2.07 2.80 －DEHP 82 100
91 85 78 104 0.16 0.11 0.02 2.31 3.08 －Diphenyl
phthalate83102626671110－－－－－－DNOP 7596648073108－－－－－－DNP mixture 81100717587105－－－－－－
3 结论
本文建立了用于检测从简单到复杂的3类食品基质(饮料、白酒及牛奶）中16种邻苯二甲酸酯的GC-MS分析方法。

采用SIM模式显著提高了检测的灵敏度与选择性;通过优化液液萃取及基质分散固相萃取样品前处理方法，获得了较高的回收率，可满足实际样品中痕量邻苯二甲酸酯类增塑剂检测要求。

将所建立的方法应用于常见食品包装材料的安全性考察，发现保鲜膜存在显著的增塑剂迁移现象。

该方法简便、快速、经济、可靠，适用于对食品及食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的常规监测。

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