氣相色譜串聯質譜法測定谷物中鄰苯二甲酸酯

李 旭，吳維吉，劉 佳，李鳳旭

(1.天津市糧油質量檢測中心，天津 300171；2.中國天津糧油批發交易市場，天津 300171)

鄰苯二甲酸酯類化合物(PAEs)，又稱酞酸酯，是工業生產中常用的一種增塑劑。含有PAEs的商品包括塑料薄膜、塑料瓶、保鮮盒、塑料玩具、醫用材料等。PAEs具有難揮發、溶解度低、易生物富集的特點。由于它們與塑料基質之間沒有形成共價鍵，會擴散到水、土壤等環境中或者遷移到與塑料接觸的食品中。PAEs進入食物鏈后，會干擾血液中的激素水平，從而對生殖系統產生影響[1-7]。2011年6月，衛生部將鄰苯二甲酸酯類物質列為食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用食品添加劑[8]。

目前在各類食品PAEs檢測的報道中，對谷物的關注相對較少。已有的文獻主要參照GB/T 21911—2008[9]的方法進行測定[10-11]。谷物既是人們日常生活一種重要的主食，也是食品加工鏈條的源頭之一。研究谷物中PAEs的污染情況，對保障食品安全和人民健康具有重要的意義。本實驗采用乙腈-水混合溶劑振蕩提取，QuEChERS方法凈化，GC-MS/MS檢測谷物中的16種PAEs類化合物。與國標相比，該法降低了PAEs的檢出限，同時使定性更加準確。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 儀器

TRACE 1310/TSQ QUANTUM XLS氣相色譜-三重四極桿質譜聯用儀：Thermo Fisher公司；XW-80A微型漩渦混合儀：上海滬西分析儀器廠；LD5-2B雷勃爾離心機：北京雷勃爾離心機有限公司；PSA玻璃固相萃取柱：迪馬科技公司；EDAA-2300TH超聲清洗器：上海安譜實驗科技股份有限公司；3100旋風磨：瑞典Perten儀器公司；SY88-TH礱谷機：韓國雙龍機械產業株式會社；XHF-D高速分散器：寧波新芝生物科技股份有限公司；SSL1回旋式振蕩器：英國Stuart公司。

1.1.2 試劑

16種PAEs混和標準溶液：濃度為1 000 mg/L，分別含有鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、鄰苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、鄰苯二甲酸二(2-乙氧基)己酯(DEEP)、鄰苯二甲酸二戊酯(DPP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)、鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二苯酯(Diphenyl phthalate)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)：美國O2si Smart Solutions公司；PSA粉(40～63 μm)，C18粉(40～63 μm)：上海安譜實驗科技股份有限公司；色譜純乙腈、色譜純正己烷：賽默飛公司；優級純乙腈、優級純正己烷、色譜純丙酮、優級純丙酮、分析純氯化鈉，分析純無水硫酸鎂：天津市化學試劑批發公司。

1.2 測定方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱：TR-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；不分流進樣，進樣量1 μL；載氣：氦氣，流速1 mL/min；升溫程序：60 ℃保持1 min，以20 ℃/min升至220 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升至300 ℃，保持4 min。

1.2.2 質譜條件

電子轟擊離子源(EI)，能量70 eV，離子源溫度280 ℃，溶劑延遲時間5 min，采取選擇反應監測模式(SRM)進行數據收集。

1.2.3 樣品前處理方法

用旋風磨將樣品粉碎成細顆粒(稻谷經礱谷機脫殼后粉碎)。稱取粉碎的樣品5 g，放入100 mL三角瓶中，加入10 mL去離子水，20 mL乙腈，振蕩提取30 min。過濾至裝有3 g氯化鈉的25 mL比色管中，振搖1 min，靜置15 min，取上層清液2 mL至裝有150 mg無水MgSO4、50 mg C18、50 mg PSA的玻璃管中，在渦旋混合器上混勻1 min。在1 000 r/min下離心5 min，取上清液600 μL至樣品瓶中待測。

2 結果與分析

2.1 色譜條件優化

PAEs沸點較高，極性較弱，因此應選擇弱極性的色譜柱，并且在程序升溫時采取較高的溫度。圖1為PAEs混合標準溶液的總離子流圖。可以看出，16種化合物能夠得到有效的分離。

圖1 PAEs混合標準溶液的總離子流

2.2 質譜條件優化

對標準溶液進行單極質譜全掃描，確定各化合物的最大豐度碎片，將其作為母離子(Parent ion)。再進行子離子掃描，在其產生的二級離子碎片中，選擇豐度最大的作為子離子(Product ion)。最后改變電子碰撞能量，選擇子離子強度最大的碰撞能量為最優碰撞能量。優化后的16種鄰苯二甲酸酯保留時間、監測離子(m/z)以及碰撞電壓(CE)見表1。

表1 保留時間(tR)、監測離子(Parent ion、Product ion)及碰撞電壓(CE)

2.3 前處理條件確定

2.3.1 提取溶劑及方式確定

分別考察乙腈、正己烷、丙酮、乙腈-水、丙酮-水混合溶液的提取效率，結果發現，乙腈-水和丙酮-水混合溶劑的提取效率最高。可能是PAEs雖然是極性偏弱的化合物，但是谷物中的含水量較低，純有機試劑的滲透作用不強，提取效果不如混合溶劑。丙酮-水的提取液中的色素等雜質較多，給凈化增加了困難。因此最終選擇乙腈-水混合溶劑作為提取液。

選擇某一PAEs含量較高的陽性樣品，考察不同振蕩時間對提取效果的影響。振蕩時間分別設為15、20、25、30、35、40 min，將不同時間下的提取液凈化，上機測定。結果表明，30 min以后的PAEs含量基本無變化。以DIBP為例，圖2是不同提取時間DIBP的含量變化情況。另外，對同一樣品分別采取了超聲提取30 min和均質機提取2 min兩種方式，幾種PAEs中的含量與振蕩提取的結果一致。最終采取振蕩提取的方式。

實驗曾嘗試用離心方法促進分層。將提取液過濾至含3 g氯化鈉的玻璃離心管中，劇烈振搖1 min，1 000 r/min離心10 min，乙腈和水層分層效果明顯。然而在離心過程中，提取液會接觸離心管的塑料塞。為了避免污染，最終采取靜置分層方法。

圖2 不同振蕩時間提取液中DIBP的濃度

2.3.2 凈化方法確定

比較了PSA玻璃固相萃取柱和QuEChERS 2種凈化方法。固相萃取柱法消耗的試劑較多，并且凈化液需要濃縮才能進樣，步驟較為繁瑣。同時，濃縮后試劑中的PAEs含量也會增加，造成本底偏高。最終采用QuEChERS方式進行凈化。

PSA能較好吸附游離脂肪酸等極性萃取物，同時能吸附少量色素。谷物中含有一定量的脂肪，通過加入C18粉能得到凈化。乙腈提取液中的少量水分可以用無水MgSO4去除。石墨化炭黑粉能夠有效吸附色素，但同時對PAEs也有一定的吸附。最終確定的凈化材料為無水MgSO4、C18和PSA。實驗發現，當吸取2 mL提取液時，加入150 mg無水MgSO4、50 mg C18、50 mg PSA即可取得理想的凈化效果。

2.4 干擾的排除

PAEs作為一種大量使用的塑化劑，在環境中幾乎無處不在。因此實驗過程中必須對儀器和試劑進行有效控制，保證樣品不被污染。前處理中使用的器具全部為玻璃制品。使用前用鉻酸洗液浸泡過夜，用蒸餾水沖洗干凈后在超聲清洗器中用水進行超聲，最后用去離子水沖洗、晾干。實驗所使用的有機試劑也可能含有PAEs[12]。對不同品牌的有機試劑的PAEs進行了測定，發現國產試劑中PAEs含量較高，最終選擇本底含量最低的賽默飛色譜純級試劑。

2.5 線性范圍及檢出限

將PAEs混合標準溶液稀釋成20～2 000 μg/L不同梯度的溶液，按照前述的GC-MS/MS條件上機測定。以峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標進行線性擬合，得到標準曲線的回歸方程、相關系數。取空白樣品制備不同梯度的加標樣品，按前述方法進行前處理，上機測定。考察各種化合物的峰面積，當某一化合物的峰面積約等于3倍信噪比時，將其所對應的加標濃度作為方法的檢出限。回歸方程、相關系數、檢出限見表2。

由表2可知，該方法在20～2 000 μg/L濃度范圍內線性良好，檢出限為1～100 μg/kg。其中DMEP、DEEP、DBEP、DNP由于響應信號小，所以檢出限較其他化合物偏高。DNP出峰附近的噪聲明顯偏高，因此其檢出限明顯高于其他化合物。

表2 回歸方程、相關系數、檢出限

2.6 回收率及重現性

分別制作含量為0.1 mg/kg和0.5 mg/kg的加標樣品，按上述方法進行處理。做6個平行試樣，同時測定空白樣品中的PAEs含量，計算回收率的平均值，結果見表3。

表3 回收率和相對標準偏差(RSD，n=6)

表3中的數據表明，16種加標化合物的回收率為84.1%～110.4%，相對標準偏差(RSD)為4.6%～13.7%，說明該方法對測定谷物中的PAEs有較強的可靠性。

3 實際樣品檢測

采用上述方法對小麥(7個樣品)、稻谷(5個樣品)、玉米(6個樣品)共18個樣品進行檢測。結果發現，樣品中DIBP、DBP、DPP、DEHP含量較高，見表4。這與先前報道中水體、土壤中PAEs調查的結果基本一致[13]。本實驗所有樣品均來自糧庫抽樣，儲存方式為散存無包裝。這些谷物從收獲、運輸到存儲過程中接觸塑料制品的機會很少，因此其中的PAEs可能來自于作物生長過程中受到環境的污染。

表4 實際樣品檢測結果

續表4

PAEs小麥稻谷玉米平均值/(mg/kg)平均值/(mg/kg)平均值/(mg/kg)DiphenylphthalateNDNDNDDNOPNDNDNDDNPNDNDND

注：ND為未檢出。

4 結論

本實驗研究了谷物中PAEs的測定方法。PAEs以乙腈-水提取，QuEChERS方法凈化，GC-MS/MS測定。該方法在20～2 000 μg/L范圍內呈良好線性關系，加標回收率為84.1%～110.4%，相對標準偏差(RSD)為4.6%～13.7%，方法檢出限為1～100 μg/kg。前處理簡便、快捷，定量準確。對實際樣品的測定發現，DIBP、DBP、DPP、DEHP檢出率較高。

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