非靶向篩查測定食品紙包裝材料中物質(zhì)

王茹，陳建華，蔣次清，許永，王晉，張承明

云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心（昆明 650231）

隨著食品安全意識的不斷提高和科技的快速發(fā)展，食品安全問題已成為國內(nèi)外高度關(guān)注的熱點[1-2]。食品接觸材料是關(guān)系食品安全性的一個重要方面，其包括所有擬與食品接觸的材料和物品，如包裝材料以及刀具、盤碟、加工機器和容器等[3-4]。紙質(zhì)包裝材料由于具有衛(wèi)生環(huán)保的特點，是目前最為廣泛使用的食品包裝材料。目前在各類食品包裝材料中，紙質(zhì)類包裝材料占總包裝材料的32%[5]。許多面包、奶制品等通常以紙質(zhì)的袋、盒、箱等形式進行包裝，其在食品行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，但紙類包裝的應(yīng)用也存在一定的安全隱患問題[6]。比如，紙類包裝所應(yīng)用的漂白劑、著色劑等通常含有甲醛、熒光物等輔助材料，其長時間與食物接觸會影響食品質(zhì)量[7]。

目前已報道的非靶向篩查測定方法常采用氣相色譜法及液相色譜/質(zhì)譜法，且為保證檢測方法的特異性，多采用串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)[8-9]?；谝合嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）的有機物定量分析方法雖然靈敏度高，但通常是針對某種或某類物質(zhì)，導(dǎo)致許多未知有機物無法被及時發(fā)現(xiàn)。因此，亟需建立快速、簡單的有機物篩查方法。氣相色譜-質(zhì)譜GC-MS是化合物結(jié)構(gòu)鑒定常用的分析技術(shù)之一，該技術(shù)能提供豐富的化合物結(jié)構(gòu)信息和分子量信息，有利于化合物結(jié)構(gòu)鑒定，同時還有NIST標準數(shù)據(jù)庫供參考。

試驗擬采用MPPO作為模擬物遷移物，超聲振蕩輔助乙醇萃取的濃縮前處理方法，建立一種GC/MS技術(shù)同時測定茶葉紙包裝中13種物質(zhì)的檢測分析方法，為紙包裝材料中物質(zhì)檢測提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)手段。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

改性聚苯醚（MPPO，常用商品名為Tenax-TA吸附劑），無水乙醇、乙腈，色譜純，氘代蒽（C14D10，CAS：1719-06-8），純度≥98%。13種標準品（見表1），食品包裝材料（茶葉盒包裝紙）。

DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海右一儀器公司）；色譜柱：19091 S-433 HP-5 MS，30 m-0.25 mm-0.25 μm（film）（Agilent公司，美國）；CP2245電子天平（感量：0.1 mg，德國Sartorius公司）；Milli-Q Integral 15超純水儀（德國Merck Millipore DE公司）；超聲波清洗器（德國Elma公司）；超聲萃取儀；680-600T氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Perkin Elmer公司）。

表1 13 種篩查物標準品的相關(guān)信息

1.2 方法

1.2.1 氣相色譜條件

色譜柱為毛細管色譜柱，固定相為（5%苯基）-甲基聚硅氧烷，規(guī)格為[30 m（長度）×0.25 mm（內(nèi)徑）×0.25 μm（膜厚）]；進樣口溫度為290 ℃；載氣為高純度氦氣（1.0 mL/min）；進樣量為1.0 μL，不分流進樣；升溫程序是在70 ℃下保持3 min，然后以10 ℃/min的速率升到290 ℃，保持5 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電離方式為電子轟擊離子源（EI），電離能量為70 eV，離子源溫度為 230 ℃，四級桿溫度為150℃，；掃描方式為全掃描模式，質(zhì)量數(shù)范圍29～550 amu；溶劑延遲3 min。

1.2.3 溶液的配制

1.2.3.1 氘代蒽內(nèi)標溶液的配制

準確稱取10 mg內(nèi)標物氘代蒽，精確至0.1 mg，用乙腈溶解并定溶于100 mL容量瓶中，配制成質(zhì)量濃度為100 μg/mL的氘代蒽內(nèi)標溶液。在0～4 ℃條件下密封避光貯存。

1.2.3.2 標準工作溶液的配制

準確稱取13種煙用非許可物質(zhì)標準品各5 mg置于10 mL容量瓶中，用內(nèi)標溶液定容至刻度，搖勻后得到各目標化合物質(zhì)量濃度均為0.5 mg/mL的混合標準儲備溶液。分別移取0.2，0.4，1，2和4 mL混合標準儲備液于10 mL容量瓶中，加入內(nèi)標溶液定容至刻度并搖勻，得到質(zhì)量濃度為10，20，50，100和200 μg/mL的標準工作溶液。

1.2.4 樣品前處理

準確稱取1 g±0.000 1 g MPPO，均勻平鋪于稱量皿底部；裁取茶葉盒包裝紙，準確裁取主包裝面，面積取0.385 dm2（內(nèi)徑70 mm）。將試樣平鋪（印刷面朝下）于MPPO上，壓蓋密封。將含有試樣的稱量皿置于70 ℃烘箱中進行遷移試驗，2 h后取出，自然冷卻至室溫。將稱量皿中的MPPO全部轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，分別添加100 μL氘代蒽乙腈內(nèi)標溶液和20 mL乙醇，超聲波提取20 min，在4 000 r/min條件下離心分離5 min，上層清液全部轉(zhuǎn)移至濃縮瓶中，在40 ℃水浴條件下氮吹濃縮至1 mL，經(jīng)0.45 μm有機相濾膜過濾后進行GC-MS分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理條件的優(yōu)化

2.1.1 萃取溶劑的選擇

在保持萃取方式、萃取時間、萃取液體積一致的條件下，分別用4種不同極性溶劑（乙腈、乙醇、甲醇、乙醚）萃取同一茶葉盒包裝紙樣品，測定結(jié)果見圖1。結(jié)果表明，乙醇、甲醇作為萃取劑時萃取效果最好，其中乙醇中各信號峰強度高于甲醇，因此萃取溶劑選用乙醇。

圖1 不同萃取溶劑對萃取效果的影響

2.1.2 萃取液體積的優(yōu)化

在保持萃取溶劑、萃取方式、萃取時間一致的條件下，考察不同體積萃取液對茶葉盒包裝紙萃取效果的影響。分別選擇10，20和30 mL乙醇萃取同一樣品，測定結(jié)果見圖2。結(jié)果表明，20 mL的乙醇即可獲取最多出峰量。

2.1.3 萃取時間的選擇

在保持萃取溶劑、萃取方式、萃取液體積一致的條件下，以茶葉盒包裝紙為研究對象，萃取時間分別設(shè)定為5，15和25 min，考察不同萃取時間對萃取效果的影響，測定結(jié)果見圖3。結(jié)果表明，15 min即可獲取最多出峰量。

2.2 樣品測定

對收集到的茶葉包裝材料按照1.2.3進行前處理，按照1.2.1進行分析檢測，結(jié)果見表2。檢測到了13種物質(zhì)，通過NIST標準數(shù)據(jù)庫檢測得知檢測出4-氯二苯甲酮、丁酸丁酯、2, 4, 6-三甲基苯甲醛、1-羥基環(huán)乙基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、油酸酰胺、3-5二叔丁基苯酚、馬來酸二丁酯、1, 3-二叔丁基苯、芥酸酰胺、硬脂酰胺、聯(lián)苯、二丙二醇丁醚。

2.3 標準曲線、檢出限與定量限

分別取系列標準工作溶液，按照1.2.1的條件對其進行分析測定，以各物質(zhì)的峰面積與內(nèi)標物峰面積的比值和各物質(zhì)濃度與內(nèi)標物濃度的比值分別為x軸和y軸，建立線性回歸方程；取標準工作溶液最低濃度重復(fù)進樣10次，求其標準差，以3倍標準差為檢出限，以10倍標準差為定量限。標線方程、決定系數(shù)、檢出限及定量限見表3，由表3可知，各非許可物質(zhì)工作曲線的決定系數(shù)R2均大于0.999，各物質(zhì)的檢測限和定量限分別為0.138～0.545和0.46～1.816 μg/g。

圖2 不同萃取體積對萃取效果的影響

圖3 不同萃取時間對萃取效果的影響

表2 茶葉盒包裝紙檢出物質(zhì)及保留時間

表3 標線方程、決定系數(shù)、檢出限及定量限

2.4 加標回收率與精密度

準確稱取3份茶葉包裝紙，分別加入低、中、高3個濃度水平的13種非許可物質(zhì)的標準樣品，隨后按照1.2.1的條件進行測定，測定3個加標水平下各非許可物質(zhì)的回收率，每個加標水平平行測定5次。密度與回收率見表4，可知13種物質(zhì)的回收率在80.62%～102.04%之間（RSD=1.42%～6.74%，n=5）。

表4 密度與回收率

3 結(jié)論

建立了一種GC/MS技術(shù)測定食品紙包裝材料中物質(zhì)成分檢測分析方法。所檢測的13種物質(zhì)在10～200 μg/g范圍內(nèi)的決定系數(shù)均達到了0.999以上，檢出限和定量限分別為0.138～0.545和0.46～1.816 μg/g。在高、中、低3個濃度的加標水平下，13種物質(zhì)的回收率在80.62%～102.04%之間（RSD=1.42%～6.74%，n=5）。該方法便于操作，有較高的靈敏度，可滿足快速準確分析的要求，適用于食品紙包裝材料模擬遷移物質(zhì)的檢測分析。

對收集到的6種茶葉包裝材料樣品進行檢測，從中檢測到了13種添加物，為4-氯二苯甲酮、丁酸丁酯、2, 4, 6-三甲基苯甲醛、1-羥基環(huán)乙基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、油酸酰胺、3-5二叔丁基苯酚、馬來酸二丁酯、1, 3-二叔丁基苯、芥酸酰胺、硬脂酰胺、聯(lián)苯、二丙二醇丁醚。