超高效液相色譜法測定食品包裝材料中五種抗氧化劑遷移量

張勇　楊悅　齊欲莎　馮海龍

摘 要：采用水基模擬物（蒸餾水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模擬物（異辛烷），建立了超高效液相色譜法測定食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑遷移量的檢測方法。結果表明：在2.00～100.00 mg/kg濃度范圍內，具有良好的線性關系，相關系數≥0.999 5；檢出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范圍1.50～3.00 mg/kg；加標回收率在80.7%～115.7%之間，相對標準偏差（RSD）在0.5%～2.8%之間，表明該方法簡便、準確，可用于食品包裝材料中5種抗氧化劑遷移量的同時檢測。

關 鍵 詞：抗氧化劑；遷移；食品包裝材料；超高效液相色譜法

中圖分類號：TQ320.77； O657.7+2 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2017）07-1487-04

Determination of the Migration Quantity of Five Antioxidants in Food Packaging Materials by Ultra Performance Liquid Chromatography

ZHANG Yong， YANG Yue， QI Yu-sha， FENG Hai-long

（Xi'an Institute of product quality supervision and inspection， Shaanxi Xi'an 710065，China）

Abstract： Through using water-based simulants including distilled water， 3% acetic acid and 10% ethanol and oil-based simulant （isooctane）， a novel ultra performance liquid chromatography method for determination of the migration quantity of five antioxidants in plastic packaging materials was developed. The results showed that the method had a good linear relationship in the range from 2 to 100 mg/kg， and the correlation coefficient was 0.999 5； the detection limit was in the range from 0.50 to 1.00 mg/kg， the limit of quantitation range was from 1.50 to 3 mg/kg； the rate of recovery was in the range from 80.7% to 115.7%， the relative standard deviation （RSD） was in the range from 0.5% to 2.8%. So the method is simple and accurate， can be used to detect the migration quantity of 5 kinds of antioxidants in food packaging materials.

Key words： antioxidants； migration； food packaging materials； ultra performance liquid chromatography

食品接觸材料中有毒有害物質已經成為食品污染的重要來源之一。隨著酒鬼酒瓶蓋塑化劑污染風波、不粘鍋特富龍、國產奶瓶雙酚A、PVC毒保鮮膜事件、毒奶瓶事件等，暴露出了食品接觸材料存在的問題，給食品接觸材料的生產及相關行業造成不可估量的損失[1， 2]。塑料中加入抗氧化劑，目的在于降低塑料在加工過程中受熱氧化，減緩塑料在儲存使用過程中由于曝露在光線下而進行的自發氧化，防止塑料變黃、變碎以延長塑料商品壽命。但是由于成品塑料中的抗氧化劑自加入之時起就在不停地反應以保證塑料品質，所以塑料食品包裝材料中會殘留有抗氧化劑反應產生的裂解物質以及抗氧化劑分子單體。尤其對于聚乙烯、聚丙烯等包裝材料而言，抗氧化劑及其裂解物是食品包裝材料中遷移進入食品的主要物質[3]，一旦抗氧化劑遷移到食品中去，可產生一定的毒性。如叔丁基茴香醚（BHA）、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）有致癌作用，特丁基對苯二酚（TBHQ）對動物有致突變的可能；硫代酯類抗氧化劑吸入、攝入或經皮膚吸收后對身體有害，對眼及上呼吸道有刺激作用[3-4]。

我國國家標準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》[5]和歐盟ROHS指令2011/65/EU等均規定了食品容器、包裝材料用添加劑的使用原則、允許使用的添加劑品種、使用范圍、最大使用量、最大殘留量或特定遷移量，但是大部分添加劑缺少檢測方法標準。

目前對抗氧化劑的常用分析方法有氣相色譜法[6-7]、氣相色譜-質譜法[8-9]、液相色譜法[10-12]等。但上述研究主要集中于食品、化妝品和飼料，且主要檢測的是抗氧化劑殘留量，對塑料食品包裝材料的研究較少[10]。但事實顯示食品包裝材料中的抗氧化劑只有遷移到食品中才對人體產生實質性危害。為了加快食品接觸材料中抗氧化劑檢測方法的開發及其標準化推廣應用，本文采用超高效液相色譜法對5種抗氧化劑（BHA、BHT、抗氧化劑CA、硫代二丙酸雙十二烷酯（DLTP）、3，3- 硫代二丙酸雙十四烷酯（DMTP））建立檢測方法，并應用于食品包裝材料中抗氧化劑遷移量的實際檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Acquity Ultra-performance LC超高效液相色譜儀（美國Waters公司）；分析天平（德國Sartorius公司）；自動氮吹濃縮儀（美國caliper）；烘箱BINDER（USA）；塑料封接機（SF-200）。BHA、BHT購于福州瑞協實驗器材有限公司；抗氧化劑CA購于美國CHEM SERVICE；硫代二丙酸雙十二烷酯（DLTP，>90.0%）；硫代二丙酸雙十四烷酯（DMTP，>94.0%）購于梯希愛（上海）化成工業發展有限公司；異辛烷（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；正庚烷、乙醇、乙酸、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、甲苯、二氯甲烷、氯仿（分析純，上海試一化學試劑有限公司）；超純水（Synery UV超純水系統，美國Millipore公司）。

標準儲備溶液：分別精確稱取5種抗氧化劑化合物標準品各0.10 g，用甲醇溶液準確定容至100 mL容量瓶中，配制成1.0 g/L的標準儲備液，4 ℃下冷藏待用。

標準工作溶液：準確移取各種標準儲備溶液適量于容量瓶中，用甲醇定容至100 mL容量瓶中，依次配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/L的標準工作液，4 ℃下冷藏待用。

1.2 液相色譜條件

色譜柱：Acquity UPC2 HSS C18 SB柱（3.0 mm × 100 mm， 1.8 μm）；流動相：水-甲醇（40∶60）等度洗脫8 min；流速：1 mL/min；柱溫：25 ℃；檢測波長：280 nm，進樣量10 μL。

1.3 樣品前處理

1.3.1 水基樣品模擬物

將樣品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL蒸餾水或3%乙酸水溶液或10%乙醇水溶液后用塑料封接機密封，于60 ℃下浸泡2 h；移取全部浸泡液于分液漏斗中，用10 mL乙酸乙酯萃取3次（10 mL 3），收集上層萃取液；氮吹至干，準確加入1 mL乙腈渦旋溶解，經0.22 μm有機微孔濾膜過濾，供UPLC檢測。

1.3.2 油基樣品模擬物

將樣品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL異辛烷后用塑料封接機密封，于20 ℃下浸泡48 h；氮吹至干，準確加入1 mL乙腈渦旋溶解，經0.22 μm有機微孔濾膜過濾，供UPLC檢測。

2 結果與討論

2.1 萃取溶劑的選擇

根據相似相溶原理，通過實驗對比了甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、正庚烷、異辛烷等溶劑對5種抗氧化劑（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA）的溶解情況。實驗結果表明，不同溶劑對5種抗氧化劑的提取效率的影響不同，其中丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷這4種溶劑能將5種抗氧化劑全部溶解，尤其乙酸乙酯萃取率高達98.7%。因此選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑。

2.2 色譜柱的選擇

在實際分離過程中，為了在較短時間內使目標物獲得良好的分辨率和峰形，試驗比較了BEH柱、BEH 2-EP柱、HSS SB C18 和CSH Fluoro-Phenyl柱對5種抗氧化劑的分離效果。當色譜柱為BEH 2-EP和CSH Fluoro-Phenyl時，分析時間較長達13.0 min，DLTP拖尾較為嚴重；使用BEH色譜柱時，樣品中的某一雜質與BHA未能分離，嚴重影響其定量的準確性。當使用HSS SB C18色譜柱時，5種抗氧化劑分離較好，且峰型尖銳，分析時間僅5.0 min，見圖1，故本試驗選用HSS C18 SB柱為最佳色譜柱。

2.3 檢測波長的選擇

用液相色譜儀中DAD檢測器在波長190～400 nm范圍內，對5種抗氧化劑化合物進行全波長掃描（步進值為2 nm）。掃描結果顯示，5種抗氧化劑化合物（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA）的吸收曲線呈現相似趨勢，且均在280 nm和260 nm處對紫外吸收具有最大吸收，尤其是280 nm紫外吸收干擾較少。因此本試驗選擇280 nm作為5種抗氧化劑化合物的檢測波長。

2.4 食品模擬物與浸泡條件的選擇

根據歐盟的規定將食品按其性質的不同分為水性食品、酸性食品、醇類食品和脂肪類食品。本實驗通過選擇蒸餾水模擬水性食物（模擬物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模擬酸性食物（模擬物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模擬酒精類食物（模擬物C），異辛烷模擬脂肪類食物（模擬物D）對食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑開展遷移實驗。

遷移試驗中，接觸時間和接觸溫度一般按照食品接觸產品在實際使用中可預見的與食品接觸的最長時間和最高使用溫度進行選取。結合歐盟指令規定，本實驗采用塑料包裝材料作為實驗樣品，模擬物A、模擬物B、模擬物C接觸時間均為2 h，接觸溫度均為60 ℃，模擬物D接觸時間為48 h，接觸溫度為20 ℃。

2.5 線性范圍和檢出限

將5種抗氧化劑儲備液配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/kg的混合標準工作液，按1.2中的液相色譜條件進樣，并以峰面積（縱坐標y，AU）對含量（橫坐標x，mg/L）繪制標準曲線，分別得BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA的線性方程、線性范圍及相關系數；以空白樣品基質稀釋標準溶液至信噪比為10（S/N=10）時為定量限（LOD），以信噪比為3（S/N=3）為檢出限（LOQ），結果見表1所示。結果表明，使用該方法對5種抗氧化劑目標物的檢測，在線性范圍內，5種抗氧化劑具有良好的線性關系（r > 0.999 5），且檢出限及定量限范圍分別為0.50～1.00 mg/kg和1.50～3.00 mg/kg，可對低濃度目標物進行準確的檢測。

2.6 回收率與精密度

選取了經檢測不含本文中提到的5種抗氧化劑的包裝材料膜，分別用4種食物模擬物浸泡后，向浸泡液添加1～100 mg/kg的5種抗氧化劑混合標準溶液，放置10 min，按“1.3樣品前處理”進行操作后，按“1.2液相色譜條件”進樣測定計算加標回收率（表2）。結果顯示，加標回收率在80.7%～ 115.7%之間，相對標準偏差（RSD）在0.5% ～2.8%之間。

2.7 實際樣品檢測

對6種PVC陽性樣品分別檢測了它們在4種食物模擬物浸泡液中的遷移情況。實驗結果表明，六種陽性樣品在蒸餾水模擬水性食物（模擬物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模擬酸性食物（模擬物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模擬酒精類食物（模擬物C）3種水基模擬物中均沒有檢測到5種抗氧化劑中的任何一種；而在異辛烷模擬脂肪類食物（模擬物D）中檢測到了BHA、BHT、DLTP、DMTP 4種抗氧化劑，其中BHT遷移量測定值高達18.32 mg/kg，DLTP遷移量測定值高達15.45 mg/kg。這說明食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑存在著一定的遷移量，尤其是異辛烷模擬脂肪類食物時，5種抗氧化劑遷移量較為顯著，食品包裝材料生產企業和檢驗監管部門應加強其質量監督管理。

3 結 論

本文采用水基模擬物（蒸餾水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模擬物（異辛烷），建立了超高效液相色譜法測定食品包裝材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化劑CA等5種抗氧化劑遷移量的檢測方法。結果表明：在2.00～100.00 mg/kg濃度范圍內，具有良好的線性關系，相關系數≥0.999 5；檢出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范圍1.50～3.00 mg/kg；加標回收率在80.7%～115.7%之間，相對標準偏差（RSD）在0.5%～2.8%之間。該方法簡便、準確，具有良好的回收率和精密度，為食品包裝材料生產企業和檢驗監管部門提供了一種同時檢測5種抗氧化劑遷移量的方法。

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