聚氯乙烯類食品包裝材料中三甲基錫向食品模擬物的遷移規律

許欣欣，陳慧玲，毛麗莎，胡辛楠（深圳市疾病預防控制中心，廣東 深圳 518055）

?

聚氯乙烯類食品包裝材料中三甲基錫向食品模擬物的遷移規律

許欣欣，陳慧玲，毛麗莎，胡辛楠
（深圳市疾病預防控制中心，廣東 深圳 518055）

目的：建立聚氯乙烯類包裝材料和食品模擬物中三甲基錫的超高效液相色譜-串聯質譜（ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）聯用測定方法。用該方法研究聚氯乙烯中的三甲基錫向食品模擬物的遷移規律。方法：聚氯乙烯包裝材料樣品用乙酸乙酯提取。食品模擬物經陽離子固相萃取柱凈化富集，洗脫液水浴條件下氮氣吹干，殘渣用流動相溶解，旋渦混勻，過0.22 μm微孔濾膜，經C18色譜柱完成分離，MS/MS儀上采用多反應監測正離子模式測定三甲基錫，外標法定量。在設定的不同溫度條件下，將聚氯乙烯包裝材料浸泡于食品模擬物中，于不同的時間點移取浸泡液，經前處理后測定三甲基錫遷移量。結果：三甲基錫在0.1～100.0 μg/L范圍內線性關系良好（相關系數r=0.999 8），檢出限為0.02 μg/L。在1.0、10.0、50.0 μg/L 3 個添加水平范圍內的平均回收率為90.6%～97.3%，相對標準偏差不高于6.9%。測定結果顯示，三甲基錫遷移量在水模擬物中為0.19～1.65 μg/L、在體積分數10%乙醇模擬物中為0.19～9.89 μg/L、在3 g/100 mL乙酸模擬物中為0.11～9.96 μg/L、在正己烷模擬物中為0.15～3.54 μg/L。結論：建立的陽離子固相萃取-UPLC-MS/MS聯用法測定食品模擬物中三甲基錫的方法快速簡單、準確有效，三甲基錫在體積分數10%乙醇溶液和3 g/100 mL乙酸溶液遷移量較高，且隨溫度升高、時間延長，遷移量增加，一定時間后達到遷移平衡。

超高效液相色譜-串聯質譜；三甲基錫；食品模擬物；聚氯乙烯；食品包裝材料

食品包裝材料與食品產品的關系密不可分，其中的遷移物對食品的污染備受關注，是影響食品安全的重要因素之一。聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）類食品包裝材料因良好的延展性和透明性而使用廣泛，如塑料袋、保鮮膜、餐盒和包裝袋等在日常生活中隨處可見。制造PVC塑料時，為了使塑料的穩定性更好，延遲老化，需要加入熱穩定劑［1］。甲基硫醇錫能有效地抑制PVC中氯化錫單體的析出，是制作無毒PVC產品不可缺少的熱穩定劑之一。三甲基錫（trimethyltin，TMT）是甲基硫醇錫生產過程中的主要副產物［2］，對人體有較強的神經毒性和耳毒性［3］，若生產條件控制不當，會導致PVC成品中TMT含量增加，遷移至食品中，危害人體健康。

我國PVC類食品包裝材料相關的衛生標準有《食品用塑料自粘保鮮膜》［4］、《食品包裝用聚氯乙烯成型品衛生標準》［5］，但針對其中TMT的衛生標準和相應的檢測方法，還沒有做出規定。文獻資料報道的TMT分析測定方法有氣相色譜法［6-9］、液相色譜-原子熒光聯用法［10］、氣相色譜-質譜聯用法［11-12］、高效液相色譜聯合電感耦合等離子體質譜法［13-15］、超高效液相色譜-串聯質譜（ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）法［16-17］等。目前，國內外對TMT等有機錫化合物的研究多集中在職業接觸水平［18］與中毒調查［19-20］、環境樣品、皮革、電子塑料和海產品，對食品模擬物研究甚少。本實驗采用陽離子固相萃取前處理、C18色譜柱分離、UPLC-MS/MS分析，測定PVC類食品包裝材料及食品模擬物中TMT，并在不同遷移條件下向不同食品模擬物中的遷移行為進行了研究，從而得出遷移規律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

深圳街邊餐飲采集的3 份PVC塑料食品袋、2 份PVC塑料餐盒。

TMT（純度大于99%） 美國Sigma-Aldrich公司。甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、甲酸（均為色譜純）美國Merck公司；氨水、乙酸、鹽酸、乙醇（均為分析純） 廣州化學試劑廠；實驗用水為Millipore系統制得的超純水（電阻率不小于18.2 MΩ·cm）。

1.2 儀器與設備

API QTRAP 5500串聯三重四極桿質譜儀（配有Turbo-V源、蠕動泵、高純氮氣源及Analyst 1.6.2數據處理系統） 美國AB Sciex公司；LC-20A超快速液相色譜儀 日本島津公司；XS-205DU十萬分之一天平 瑞士梅特勒-托利多公司；Turbo VapⅡ型吹氮濃縮儀 美國Caliper公司；MS3型漩渦振蕩器 德國IKA公司；MCX固相萃取柱（3 mL/60 mg） 美國Waters公司；超純水發生器 美國Millipore公司；leapsil C18色譜柱（2.1 mm×150 mm，2.7 μm） 迪馬科技有限公司；0.22 μm有機系針筒式微孔濾膜過濾器。

1.3 方法

1.3.1 PVC食品包裝材料的前處理

將樣品剪碎，稱取5 g于具塞錐形瓶，加入30 mL乙酸乙酯，振蕩提取5 h。轉出乙酸乙酯，再加入15 mL乙酸乙酯，振蕩提取2 h，合并2 次提取液，在40 ℃水浴條件下氮氣吹干。殘渣用流動相溶解，旋渦混勻60 s，過0.22 μm微孔濾膜，用于UPLC-MS/MS測定。

1.3.2 遷移實驗

參考GB/T 23296.1—2009《食品接觸材料：塑料中受限物質：塑料中物質向食品及食品模擬物特定遷移試驗和含量測定方法以及食品模擬物暴露條件選擇的指南》［21］、美國食品藥品監督管理局［22］和歐盟指令82/711/EEC及其修正指令［23-25］對遷移實驗條件及食品模擬物的規定，本實驗采用水、體積分數10%乙醇溶液、3 g/100 mL乙酸溶液和正己烷作為食品模擬物，分別模擬水性食物（pH＞4.5）、酒精類食品、酸性食物（pH＜4.5）和脂肪類食品，用全浸泡接觸方式模擬遷移實驗，浸泡液2 mL/cm2樣品。

取單面面積為10 cm2樣品，剪碎，放入具塞錐形瓶中，分別準確加入40 mL 4 種食品模擬物。遷移實驗的一般時間條件0.5、1、2、4、24、240 h；一般溫度條件：室溫（20±2）、40、70 ℃。

1.3.3 食品模擬物凈化富集

水、10%乙醇溶液和3 g/100 mL乙酸溶液3 種食品模擬物的浸泡液水溶性大，氮氣吹干濃縮時間太長，故選擇固相萃取凈化富集。正己烷食品模擬物的浸泡液直接在40 ℃水浴條件下氮氣吹干。

MCX小柱使用前用5 mL甲醇、5 mL水、5 mL 0.125 mol/L HCl溶液活化，取40 mL浸泡液加入2 mL 0.125 mol/L鹽酸，搖勻上樣，棄去濾液，依次用5 mL水、5 mL 5%甲醇溶液淋洗，最后用5 mL 5%甲醇-氨洗脫，洗脫液用氮氣吹干后，用0.1%甲酸-甲醇溶液+0.1%甲酸溶液（10∶90，V/V）復溶，旋渦混合1 min，用于UPLC-MS/MS測定。

1.3.4 樣品測定

1.3.4.1 色譜條件

色譜柱：Dikma leapsil C18（2.1 mm×150 mm，2.7 μm）；柱溫：40 ℃；流速：0.30 mL/min；電噴霧電離正離子模式（electrospray ionization，ESI+）；0.1%甲酸-甲醇溶液+0.1%甲酸溶液（10∶90，V/V）等度洗脫；進樣量：10 μL。

1.3.4.2 質譜條件

離子源為ESI+，檢測方式為多反應監測（multiple reaction monitor，MRM）方式。質譜條件具體如下：噴霧電壓5 500 V，離子源溫度550 ℃，源內氣流速55 L/min，輔助氣流速55 L/min，碰撞氣流速中等，氣簾氣壓力20 psi，入口電壓10 V，聚焦電壓400 V，駐留時間40 ms，其他MRM參數見表1。

表1 T MTM RM部分參數指標Table1 Some parameters of multiplereacti on m on itor in g de tecti on f or TMT

1.3.4.3 標準溶液的配制

精確稱取標準物質0.001 00 g于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至10.0 mL，配成質量濃度為100 mg/L的標準儲備液，-20 ℃條件下保存；移取標準儲備液100 μL于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至10 mL，制備成質量濃度為1 mg/L的標準使用液，-20 ℃條件下保存。臨用前根據需要用流動相稀釋成適當質量濃度的標準系列工作液。

2 結果與分析

2.1 質譜條件優化

采用流動注射進行質譜條件優化，嘗試正負兩種離子掃描模式進行監測，發現正離子模式下信號較強，因此選擇正離子模式監測。TMT相對分子質量為199.27。全掃描模式下母離子為165，為去氯加氫形成的。子離子質譜碎片是以取代基的斷裂為主要裂解方式，通過對去簇電壓、碰撞池入口電壓、碰撞氣能量、碰撞池出口電壓、聚焦電壓等參數進行優化，確定最佳質譜參數，并且選擇母離子之外豐度高、且穩定的離子做定量離子，即分別選擇m/z 135作為TMT的定量離子。MRM優化掃描參數見表1，離子掃描圖見圖1。

圖1 T M T 離子掃描圖Fig.1 Product ions mode chromatogram of TMT

2.2 色譜條件優化

圖2 T MT 定量離子M RM 質譜圖Fig.2 Multiple reaction monitoring mass spectra of TMT

比較不同品牌的液相色譜柱，發現采用Dikma leapsil C18（2.1 mm×150 mm，2.7 μm），峰形尖銳對稱，保留時間適宜。TMT極性較大，分別采用甲醇+水、乙腈+水作流動相，結果表明，乙腈洗脫能力強，TMT保留時間較短，故選擇甲醇為有機相。在正離子模式下，流動相加入0.1%的甲酸溶液，結果發現離子豐度增強，從而確定流動相為0.1%甲酸-甲醇溶液+0.1%甲酸溶液（10∶90，V/V）。色譜圖見圖2。

2.3 方法學驗證結果

2.3.1 標準曲線線性范圍和檢出限

分別取7 個10 mL容量瓶，依次加入質量濃度為1.0 mg/L的TMT標準使用液各1、10、20、50、100、500、1 000 μL，用0.1%甲酸-甲醇溶液+0.1%甲酸溶液（10∶90，V/V）定容，混勻，得質量濃度分別為0.1、1.0、2.0、5.0、10.0、50.0、100.0 μg/L。在上述分析條件下，以峰面積為縱坐標，以TMT標準系列中質量濃度為橫坐標，計算標準工作曲線的線性回歸方程為：y=6.27×104x+1.66×104，相關系數（r）為0.999 8，以3 倍信噪比在標準曲線查得結果檢出限為0.02 μg/L，以10 倍信噪比在標準曲線查得結果定量限為0.06 μg/L。

2.3.2 方法的精密度和回收率

分別取質量濃度為1.0、10.0、50.0 μg/L的TMT標準溶液進樣10 μL，每個重復測7 次，計算得TMT的相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）在1.9%～6.6%之間。

PVC遷移用樣品剪碎，稱取5 g于具塞錐形瓶，分別取質量濃度為1.0、10.0、50.0 μg/L的TMT標準溶液，進行低、中、高3 個水平的加標回收實驗；需凈化富集的3 種食品模擬物試樣，進行上述低、中、高3個水平的加標回收實驗，平均加標回收率在88.7%～97.3%之間，RSD均小于6.9%。結果見表2。本研究方法能滿足PVC類包裝材料和食品模擬物中TMT分析要求。

表2 PVC樣品和食品模擬物的加標回收率和RSD（n=6）Table 2 Recoveries and relatives t and arddeviati on s of TMT spiked in to thr ee food s imu lants and PV C fo od p acka g in g m aterials（n= 6）

2.4 遷移規律

深圳街邊餐飲采集的3 份塑料食品袋（樣品1～3號）、2 份塑料餐盒（樣品4～5號），5 份樣品TMT含量測定結果分別為：1號2.75 mg/kg、2號0.90 mg/kg、3號3.80 mg/kg、4號0.15 mg/kg、5號1.98 mg/kg。按遷移實驗方法測定不同食品模擬物中不同溫度條件下24 h TMT的遷移量，結果見表3。TMT遷移量在10%乙醇溶液最高，3 g/100 mL乙酸溶液次之。常溫條件下水和正己烷中未檢出。食品模擬物中遷移量均隨溫度升高而增大。

表3 不同條件下的遷移實驗結果Table 3 Migrati on levels underd ifferentc on diti on s

選取初始含量水平較高的3號樣品，在不同溫度（室溫、40、70 ℃）條件下，浸泡于水、10%乙醇溶液、3 g/100 mL乙酸溶液和正己烷4 種食品模擬物中，于不同時間（0.5、1、2、4、24、240 h）取浸泡液處理測定，每個實驗點平行測定2 次（RSD小于10%），取平均值得出時間遷移規律，結果見圖3。

圖3 不同溫度條件下PVC樣品中TMT向食品模擬物遷移的時間趨勢圖Fig.3 Migration trends of TMT from PVC sample into different food simulants at different temperatures

3 結 論

有機錫化合物是常用的塑料穩定劑，食品接觸塑料材料中非法使用或濫用有機錫化合物，生產工藝不合適，導致TMT的遷移，會對人體造成危害。本實驗建立的UPLC-MS/MS聯用法測定食品模擬物中TMT，方法靈敏度高、操作簡單、結果準確。本方法在食品接觸塑料的質量檢測和監管過程中具有一定的應用前景。

［1］ 劉嶺梅.PVC加工熱穩定劑概述［J］.聚氯乙烯， 2001（2）: 43-48.DOI:10.3969/j.issn.1009-7937.2001.02.014.

［2］ 代佼， 王正虹， 李林.三甲基氯化錫的毒性及危害研究進展［J］.現代預防醫學， 2011， 38（8）: 1422-1425.

［3］ 于進濤， 丁大連， 孫虹， 等.三甲基錫的神經毒性和耳毒性［J］.中國耳科學雜志， 2013， 11（4）: 582-587.DOI:10.3969/ j.issn.1672-2922.2013.04.030.

［4］ 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 10457—2009 食品用塑料自粘保鮮膜［S］.北京： 中國標準出版社， 2009.

［5］ 衛生部.GB/T 5009.67—2003 食品包裝用聚氯乙烯成型品衛生標準［S］.北京： 中國標準出版社， 2004.

［6］ 鄧愛華， 龐晉山， 彭曉俊， 等.氣相色譜-雙柱雙檢測器測定塑料制品中10 種有機錫［J］.分析測試學報， 2015， 34（1）: 35-42.DOI:10.3969/ j.issn.1004-4957.2015.01.005.

［7］ 呂華東， 傅武勝， 林麒， 等.魚貝類水產品中有機錫的氣相色譜-脈沖火焰光度法測定研究［J］.分析實驗室， 2008， 27（10）: 38-41.DOI:10.3969/j.issn.1000-0720.2008.10.010.

［8］ 張聞， 萬益群.氣相色譜法測定白酒中甲基錫及乙基錫［J］.食品科學， 2012， 33（14）: 117-120.

［9］ 王充， 關玉群， 胡洗珉.簡便氣相色譜法測定空氣中的三甲基錫［J］.中國工業醫學雜志， 2001， 14（6）: 380-381.DOI:10.3969/j.issn.1002-221X.2001.06.029.

［10］ 李勇， 林燕奎， 李莉， 等.液相色譜-原子熒光光譜聯用檢測海產品中不同形態錫的研究［J］.食品安全質量檢測學報， 2014， 5（11）: 3467-3475.

［11］ 吳邦華， 張子群， 陳利平， 等.塑料成品及其穩定劑中三甲基氯化錫的氣相色譜-質譜聯用測定法［J］.職業與健康， 2005， 21（4）: 498-500.DOI:10.3969/j.issn.1004-1257.2005.04.007.

［12］ 崔連艷， 劉紹從， 呂剛.固相微萃取-氣質聯用測定海河水中痕量有機錫［J］.化學試劑， 2008， 30（1）: 23-25.DOI:10.3969/ j.issn.0258-3283.2008.01.006.

［13］ 于振花， 張杰， 王小如.高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用測定沉積物中的多種有機錫［J］.分析化學， 2011， 39（4）: 544-547.DOI:10.3724/SP.J.1096.2011.00544.

［14］ 冷桃花， 陳貴宇， 施敬文， 等.貝類水產品中有機錫和甲基汞的檢測研究［J］.食品安全質量檢測學報， 2014， 5（8）: 2339-2343.

［15］ YU Z H， JING M， WANG G， et al.Speciation analysis of organotin compounds in shellfish by hyphenated technique of high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry［J］.Chinese Journal if Analytical Chemistry， 2008， 36（8）: 1035-1039.

［16］ 祝偉霞， 劉亞風， 楊冀州.陽離子固相萃取-超高效液相色譜-串聯質譜法測定皮革制品中的4 種三取代有機錫化合物［J］.色譜， 2010，28（9）: 867-871.DOI:10.3724/SP.J.1123.2010.00867.

［17］ 毛雪金， 程麗華， 萬益群.液相色譜-串聯質譜法測定紫菜中三種三取代有機錫化合物［J］.分析科學學報， 2014， 30（4）: 462-466.DOI:10.13526/j.issn.1006-6144.2014.04.004.

［18］ 吳邦華， 戎偉豐， 王芳， 等.某聚氯乙烯塑料制品企業三甲基氯化錫接觸水平調查［J］.中國職業醫學， 2014， 41（2）: 141-146.DOI:10.11763/j.issn.2095-2619.2014.02.005.

［19］ 唐小江， 黃明， 李斌， 等.國內外三甲基氯化錫中毒事故分析［J］.中國工業醫學雜志， 2010， 23（5）: 352-356.

［20］ 胡建輝， 郭智屏， 賴關朝， 等.1 起塑料窗簾生產制品企業三甲基氯化錫中毒事故調查［J］.中國職業醫學， 2010， 37（3）: 257-258.

［21］ 國家認證認可監督管理委員會.GB/T 23296.1—2009 食品接觸材料： 塑料中受限物質： 塑料中物質向食品及食品模擬物特定遷移試驗和含量測定方法以及食品模擬物暴露條件選擇的指南［S］.北京:中國標準出版社， 2009.

［22］ Food and Drug Administration.Guidance for industry preparation of food contact notifications and food additive petitions for food contact substances: chemistry recommendations-final guidance［EB/OL］.（2012-07-20） http://www.cfsan.fda.gov/～dms/opa2pmnc.html.

［23］ European Commission.Council Directive 82/711/EEC.Laying down the basic rules necessary for testing migration of the constituents of plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs［S］.Official Journal of the European Union， L297，23.10.1982.

［24］ European Commission.Council Directive 93/8/EEC.Amending Council Directive 82/711/EEC.Laying down the basic rules necessary for testing migration of constituents of plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs［S］.Official Journal of the European Union， L90， 14.4.1993.

［25］ European Commission.Council Directive 97/48/EC.Amending annexⅡ（Technical regulations standards testing and certification） to the EEA agreement［S］.Official Journal of the European Union， L222， 12.8.1997.

Migration Pattern of Trimethyltin from PVC Food Packaging Materials to Food Simulants

XU Xinxin， CHEN Huiling， MAO Lisha， HU Xinnan
（Shenzhen Center for Disease Control and Prevention， Shenzhen 518055， China）

Objective: To develop an ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）method for determining trimethyltin （TMT） in polyvinyl chloride （PVC） food packaging materials and four food simulants and to further study the migration pattern of TMT from the packaging materials to the food simulants.Methods: TMT was extracted from PVC food packaging materials with ethyl acetate.After purification and enrichment with OASIS MCX C18cartridge， the eluate containing food simulants was evaporated to dryness with nitrogen in water bath， redissolved with the mobile phase， vortexed and filtered through a 0.22 μm membrane.The filtrate was detected by UPLC-MS-MS using positive ion electrospray ionization under multiple reaction monitoring （MRM） mode with a UPLC C18column as separation column， and quantified by an external standard method.At different temperatures， PVC food packaging materials were soaked in four food simulants， namely， water， 10% ethanol solution， 3 g/100 mL acetic acid solution and n-hexane， respectively.At certain time points， the soaking solution was analyzed by UPLC-MS/MS.Results: The standard calibration curve of TMT was linear in the range of 0.1-100.0 μg/L with a correlation coefficient of 0.999 8.The recoveries at three spiked levels （1.0， 10.0 and 50.0 μg/L） ranged from 90.6% to 97.3%， with relative standard derivations （RSDs） lower than 6.9%.TMT was detected in the range of 0.19-1.65， 0.19-9.89， 0.11-9.96 and 0.15-3.54 μg/L in water， 10% ethanol solution 3 g/100 mL acetic acid solution and n-hexane， respectively.Conclusion: The solid phase extraction-UPLC-MS/ MS method is simple， reliable， accurate，and applicable to determinate TMT in food simulants.TMT in PVC food packaging materials easily migrates to 10% ethanol solution and 3 g/100 mL acetic acid solution.These results showed that TMT migration has positive correlations with temperature and time， but the process was balanced after a certain period of time.

ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）； trimethyltin； food simulant； polyvinyl chloride （PVC）； food packaging materials

=1942016,ebook=201

10.7506/spkx1002-6630-201614035

R155.5

A

1002-6630（2016）14-0193-05

許欣欣， 陳慧玲， 毛麗莎， 等.聚氯乙烯類食品包裝材料中三甲基錫向食品模擬物的遷移規律［J］.食品科學， 2016，37（14）: 193-197.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614035. http://www.spkx.net.cn

XU Xinxin， CHEN Huiling， MAO Lisha， et al.Migration pattern of trimethyltin from pvc food packaging materials to food simulants［J］.Food Science， 2016， 37（14）: 193-197.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614035. http://www.spkx.net.cn

2015-11-03

深圳市衛生計生系統科研項目（201402073）

許欣欣（1984—），女，主管技師，碩士，研究方向為衛生檢驗。E-mail：xxx210@qq.com