應用氣相色譜模擬分離軟件快速檢測火腿腸及腸衣中的塑化劑

汪聰茜 傅厚暾 萬昆 朱天容 宋春宇 胡思前

摘 要：利用氣相色譜模擬分離軟件，測定火腿腸及其腸衣中的塑化劑鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二環己酯、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯和鄰苯二甲酸二正辛酯的含量。對比超聲提取和索式提取2 種前處理方法對樣品中塑化劑的提取效果，確定了程序升溫條件，采用外標法定量。結果表明：6 種標準物質的標準曲線R2為0.996 7～0.998 8，最小檢出限為0.04 mg/kg，相對標準偏差為5.0%～9.3%；索式提取法的提取效果更顯著，某些火腿腸和火腿腸腸衣中含有高含量的生殖致癌物鄰苯二甲酸酯類物質。

關鍵詞：火腿腸；塑化劑；模擬分離；氣相色譜

Abstract： Gas chromatography separation simulation software was used to determine the contents of the plasticizers dimethyl phthalate （DMP）， diethyl phthalate （DEP）， dibutyl phthalate （DBP）， dicyclohexyl phthalate （DCHP）， bis（2-ethylhexyl） phthalate （DEHP） and di-n-octyl phthalate （DNOP） in sausage and casing. Ultrasonic-assisted extraction and Soxhlet extraction were compared for their efficiencies in the extraction of plasticizers. The optimum temperature programming condition was established. The plasticizers were quantified by the external standard method. Overall， the correlation coefficients for six plasticizers were 0.996 7–0.998 8， and the lowest detection limits was 0.04 mg/kg. The precision expressed as relative standard deviation was 5.0%–9.3%. Soxhlet extraction showed higher extraction efficiency than ultrasonic-assisted extraction. Some samples of sausage and casing were found to contain significant amounts of carcinogenic phthalates.

Keywords： sausage； plasticizer； simulated separation； gas chromatography

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201804008

中圖分類號：TS207.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2018）04-0044-04

塑化劑的主要成分是鄰苯二甲酸酯（phthalates，PAEs）類物質，它具有種類多、難以降解、生物富集性強的特點，對人體和其他動物均有較大的毒性[1]。近幾年，研究人員發現PAEs類污染物對兒童的危害更大，主要表現在致癌[2]、致畸[3]及免疫抑制性[4]方面，并會使人體的生殖功能出現異常[5]。到目前為止，可能含有塑化劑的產品有食品包裝袋、保鮮膜[6]、一次性塑料水杯、塑料手套、雨衣、鞋類、皮革類仿制品、浴室窗簾等日用品[7]、發膠、口紅、指甲油、乳液等化妝品以及方便面、白酒[8]、食用油[9]、濃湯類食品、粉末清潔用品、醫療儀器（注射針筒、血袋和醫療用塑膠軟管）、兒童玩具等[10]。用于食品包裝膜的增塑劑[11]主要為PAEs，如鄰苯二甲酸二（α-乙基已酯）酯（bis（2-ethylhexyl）phthalate，DEHP）、鄰苯二甲酸丁二酯（dibutyl phthalate，DBP）、鄰苯二甲酸二環己酯（dicyclohexyl phthalate，DCHP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（di-n-octyl phthalate，DNOP）、鄰苯二甲酸二甲酯（dimethyl phthalate，DMP）和鄰苯二甲酸二乙酯（diethyl phthalate，DEP）等。此類增塑劑屬于外增塑劑，一般不與聚合物發生化學反應，容易受到外部環境因素，如溫度、使用時間及pH值的影響而釋放到環境中[12]。即使與食物接觸時并未加熱，尤其是表面具有非極性油脂的魚肉等食物，塑化劑也容易溶出，從而隨食品進入人體，對人體健康造成威脅[13-14]。

火腿腸及其包裝膜中塑化劑的提取方法有索式提取、超聲提取、振蕩提取及微波萃取等[15-16]，檢測方法有氣相色譜（gas chromatography，GC）法、GC-質譜（mass spectrometry，MS）法及液相色譜法等[17-19]。采用GC模擬分離軟件快速分析檢測火腿腸及其腸衣中的塑化劑還未見報道。本研究采用索氏提取和超聲提取2 種方法處理火腿腸及其腸衣，利用本課題組自主研發的GC模擬分離軟件[20]快速檢測其中的塑化劑，所檢測塑化劑的主要種類為DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP和DNOP。本研究對食品中塑化劑種類的測定具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP、DNOP、正己烷、丙酮（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

Clarus 500氣相色譜儀 美國珀金埃爾默儀器（上海）有限責任公司；Elite-5毛細管柱 美國Perkin Elmer公司；W-2微量進樣器 上海安亭微量進樣器廠；GCD-300A氫氣發生器 北京中惠普分析技術研究所。

1.3 方法

1.3.1 GC條件

色譜柱型號：Elite-5（Crossbond 5%二苯基-95%二甲基聚硅氧烷）石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；氫火焰離子化檢測器溫度250 ℃；載氣：氮氣，流速30 mL/min；空氣流速450 mL/min；氫氣流速45 mL/min；程序升溫；進樣方式：分流進樣；分流比1∶4；進樣量1.0 μL[21-22]。GC模擬分離軟件應用程序為本課題組設計[23]。

1.3.2 溶液配制

標準儲備液的配制[24]：分別準確稱取各標準品（精確至0.1 mg），用少量正己烷溶解后，定容至100 mL，配制成質量濃度為1 000 mg/L的標準儲備液，于4 ℃冰箱中避光保存。

標準溶液的配制：將1 000 mg/L的標準儲備液用正己烷稀釋，配制質量濃度均分別為1、2、4、8、10 μg/mL的混合標準溶液。利用外標峰高法定量。

1.3.3 GC模擬分離

采用本課題組自主研發的GC模擬分離條件的軟件進行模擬分離。

1.3.3.1 校正組分的調整保留時間隨柱溫變化的參數

組分的調整保留值（或容量因子）（k）的對數與絕對溫度（T）的倒數呈線性關系：lnk=a+b/T。其中，a和b為與化合物種類有關的常數，測出時間為1.60 min。

1.3.3.2 校正保留時間和柱效

校正操作時，進行等溫操作，反復調整模擬分離的柱長、容量因子和載氣流速等參數，直到模擬分離的化合物的保留時間非常接近真實實驗測得的保留時間為止。調整塔板高度，使模擬分離的化合物的色譜峰峰寬與真實實驗測得的色譜峰峰寬一致。

1.3.3.3 等溫模擬分離

在模擬軟件數據庫中，選定需要模擬分離的塑化劑DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP和DNOP，反復調整柱溫，使需要分離的組分的分離度大于1.5，色譜峰形完整，快速分離，且分離完全。

1.3.3.4 程序升溫模擬分離

毛細管氣相色譜分離多數采用程序升溫[25]。通過6 組對照實驗，測得出峰時間與實際標準樣品的保留時間相對偏差為0.059%～2.130%。6 種PAEs物質標準品的分離采用的2 種升溫程序為：a）初始溫度60 ℃，保持1 min，以20 ℃/min的速率升溫至200 ℃，穩定1 min，然后以5 ℃/min的速率升溫至280 ℃；b）初始溫度100 ℃，保持1 min，以20 ℃/min的速率升溫至220 ℃，穩定1 min，然后以5 ℃/min的速率升溫至280 ℃。根據6 種標準物質的分離效果選擇合適的升溫程序。

1.3.4 樣品預處理

將火腿腸的腸衣洗凈、瀝干、剪碎，將火腿也剪碎，并混合均勻[26]。樣品1～6分別為香辣香脆腸腸肉、香辣香脆腸腸衣、玉米熱狗腸腸肉、玉米熱狗腸腸衣、香辣風味香腸（高油型）腸肉和香辣風味香腸（高油型）腸衣。

超聲提取[27]：準確稱取6 種樣品各0.2 g（精確至0.1 mg），置于帶塞的碘量瓶中，用20 mL正己烷將樣品分散均勻，經SB25-12DT超聲清洗機超聲提取30 min（溫度40 ℃），通過循環水式多用真空泵減壓抽濾，用正己烷重復提取3 次，每次10 mL，最后合并濾液，并用正己烷定容至50 mL，待GC分析。

索氏提取[28]：準確稱取6 種樣品適量（0.5～1.0 g）于濾紙包中，在索氏提取裝置中，以50 mL正己烷作為溶劑，經恒溫水浴（溫度80～100 ℃，回流時間8～10 h）提取完全后，靜置冷卻。發現6 種無色提取液中均有不同程度的分層現象。將各樣品溶液分液，向各層中滴加正己烷，能被溶解的提取液層用正己烷定容至100 mL。待GC分析。

2 結果與分析

2.1 GC定性分析

采用保留時間定性。由圖1可知，在本研究的色譜條件下，6 種物質均得到很好地分離，經單個標準樣品定性，6 種物質的出峰順序依次為DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP和DNOP。

2.2 外標峰高法定量回歸分析

以峰高（y）對相應標準物質的質量濃度（x）進行線性回歸。由表1可知，6 種PAEs標準曲線的R2均較高，均大于0.99，能夠滿足實驗要求。6 種PAEs的檢出限為0.04～0.56 mg/kg。

2.3 6 種塑化劑標準物質的GC分離結果

采用1.3.3.4節中的升溫程序b：初始溫度100 ℃，保持1 min，以20 ℃/min的速率升溫至220 ℃，穩定1 min，然后以5 ℃/min的速率升溫至280 ℃。由表2可知，比較保留時間可得，DCHP和DEHP的分離度小于1.5，二者未完全分離，故調整升溫程序：降低初始溫度至60 ℃，保持1 min，以20 ℃/min的速率升溫至200 ℃，穩定1 min，然后以5 ℃/min的速率升溫至280 ℃。在此條件下，6 種標準品的分離度大于1.5，能夠完全分離。

2.4 精密度實驗結果

分別移取5 mL 6 種標準物質的中間工作溶液于6 個25 mL比色管中，向其中加入等體積的樣品溶液，連續進樣[29]，計算得到DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP和DNOP 6 種標準物質的相對標準偏差分別為8.8%、9.1%、9.3%、6.7%、7.9%及5.0%，在5.0%～9.3%之間，表明方法的精密度較好。

2.5 實際樣品測定

由表3～4可知，腸肉、腸衣中均有不同程度的增塑劑污染。由表3可知，樣品1中DMP和DEP均未檢出，樣品3中只檢出DCHP；由表4可知，樣品1中6 種塑化劑均檢出，樣品3中檢出DMP、DCHP和DEHP。由2 種方法測得的塑化劑總量可以看出，索氏提取法明顯優于超聲提取法，這是由于索氏提取比超聲提取處理樣品的時間更長。腸衣膜中PAEs的含量大于腸肉中的含量，例如，在索式提取法所得樣品中，樣品2中PAEs的總含量為31.777 3 mg/g，而樣品1中為3.930 1 mg/g，因此塑料包裝食品中的PAEs可能來源于塑料包裝中PAEs的遷移。索氏提取法所得樣品3所含的PAEs總含量為0.885 4 mg/g，而樣品5的總含量為6.237 6 mg/g，樣品5的含油量明顯高于樣品3，說明油脂含量越高，PAEs的遷移量可能越大[30]。GB 5009.271—2016《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》[24]規定，PAEs不得接觸油脂性食品。將本研究測得的樣品中PAEs的含量與GB 5009.271—2016中的含量進行比較，可以發現樣品中PAEs的超標比較嚴重。

3 結 論

本研究采用超聲提取和索氏提取2 種方法對腸肉及腸衣中的PAEs進行提取，根據對樣品中6 種PAEs的含量進行分析，發現索氏提取法更能有效提取PAEs；通過GC模擬軟件實現了對DMP、DEP、DBP、DCHP、DEHP和DNOP 6 種塑化劑的完全分離，確定了適用于Elite-5色譜柱的分離條件，且6 種塑化劑均能在25 min內完全分離；采用保留時間定性、外標法定量，6 種PAEs的標準曲線R2為0.996 7～0.998 8，相對標準偏差在5.0%～9.3%之間；腸肉、腸衣樣品中均有不同程度的塑化劑污染。

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