氣相色譜-質譜法測定菜籽油中17種鄰苯二甲酸酯的優化研究

◎ 茍 怡，王 霓，熊雙麗，吳秋婷，何建瓊

（1.綿陽市產品質量監督檢驗所，四川 綿陽 621000；2.西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010；3.四川旅游學院，四川 成都 610000；4.四川御康農業科技有限公司，四川 德陽 618500）

2011年，臺灣披露不法生產商用工業加工助劑塑化劑代替棕櫚油配制“起云劑”用于食品加工，引起全國對塑化劑安全問題的恐慌和高度關注[1]。塑化劑是工業上廣泛使用的高分子材料助劑，鄰苯二甲酸酯（PAEs）是塑化劑的一大類，其使用量約占塑化劑用量的90%[2-3]。PAEs為無色油狀粘稠液體，易溶于有機溶劑，難溶于水，常溫下不易揮發[4]。PAEs在飲用水和空氣中的暴露水平都很低，飲食暴露是一般人群的主要暴露途徑，有研究表明PAEs具有雌激素作用，可導致人體內分泌系統紊亂、生殖系統異常及癌癥等[5-7]。美國自2009年起已禁止6種PAEs在玩具和兒童護理品中的應用[8]。《衛生部辦公廳關于通報食品及食品添加劑中鄰苯二甲酸酯類物質最大殘留量的函》[9]中規定，食品、食品添加劑中的鄰苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）最大殘留量分別為1.5 mg·kg-1、9.0 mg·kg-1、0.3 mg·kg-1。

目前，塑化劑的檢測方法主要有氣相色譜-質譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法和氣相色譜-串聯質譜法，其中氣相色譜-質譜法具有較高的定性定量能力最常用于檢測塑化劑[10]。本實驗對氣相色譜、質譜條件和前處理進行優化，檢測菜籽油中17種PAEs，以期建立菜籽油中17種PAEs的快速定性定量方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菜籽油：市售。

正己烷、乙腈、二氯甲烷、丙酮：色譜純；16種鄰苯二甲酸酯混標：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）、鄰苯二甲酸二正丁酯（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）、鄰苯二甲酸二環己酯（DCHP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二苯酯（DPhP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP）、鄰苯二甲酸二壬酯（DNP）：1 000 mg·L-1，購自美國o2si smart solutions公司；鄰苯二甲酸二烯丙酯（DAP）：250 mg，購自北京曼哈格生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

Cleanert PAE（3 g/6 mL）固相萃取小柱：天津博納艾杰爾科技有限公司；UGC-24C氮吹儀：北京優晟聯合科技有限公司；KQ3200DA超聲儀：昆山市超聲儀器有限公司；Aglient 7890B GC/5977A MSD 氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）、Aglient G4513A自動液體進樣器：美國安捷倫公司。

1.3 標準溶液配制

配制17種PAEs混合標準中間溶液（10 μg·mL-1），0～8 ℃冷藏保存。使用時，根據需要用正己烷稀釋 成0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1和1.00 μg·mL-1的標準系列工作液。

1.4 樣品前處理

1.4.1 稱樣量的優化

分別準確稱取混合均勻的菜籽油樣1 g和0.5 g（精確至0.000 1 g）于10 mL玻璃離心管中，分別添加17種PAEs，使其加標水平均為0.8 mg·kg-1，再加入100 μL正己烷和2 mL乙腈，漩渦混勻1 min，超聲輔助提取20 min，4 000 r·min-1離心5 min，收集上清液，殘渣中加入2 mL乙腈，漩渦混勻1 min，4 000 r·min-1離心5 min，同法進行第3次萃取，合并3次上清液，待固相萃取（SPE）凈化。

SPE凈化：在Cleanert PAE固相萃取小柱中依次加入5 mL二氯甲烷、5 mL乙腈活化，棄去流出液；將待凈化液加入SPE小柱，收集流出液；再加入5 mL乙腈，收集流出液，合并兩次收集的流出液，加入1 mL丙酮，40 ℃氮吹至近干，正己烷準確定容至2 mL，漩渦混勻，供GC-MS分析[11]。計算回收率。

1.4.2 氮吹溫度的優化

同1.4.1的方法，氮吹溫度改為60 ℃，GC-MS分析，計算回收率。

1.4.3 GC-MS初始溫度的優化

初始溫度分別設為60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃，分析17種PAEs（1μg·mL-1），根據保留時間來確定最佳初始溫度。

1.4.4 GC-MS進樣口溫度的優化

進樣口溫度分別設為260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃和300 ℃，分析17種PAEs（1μg·mL-1），根據峰響應的高低來確定最佳進樣口溫度。

1.5 色譜條件

色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：高純氦（He 99.999%）；電子轟擊離子源（EI）；電子能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；掃描方式：選擇離子監測（SIM），具體定量定性離子參考文獻[11]；溶劑延遲5 min。

2 結果與分析

2.1 稱樣量和氮吹溫度的優化

《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》（GB 5009.271—2016）中，對液態油脂試樣的稱樣量為0.5 g，根據在樣品均勻的情況下增大稱樣量可以提高樣品的代表性[12]，本實驗增加稱樣量到1 g，其回收率結果見表1。

《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》（GB 5009.271—2016）中的氮吹溫度為40 ℃，由于試劑為乙腈，40 ℃氮吹時間較長，且鄰苯二甲酸酯類的沸點為240～400 ℃，所以本實驗提高氮吹溫度到60 ℃，回收率結果見表1。

表1 不同稱樣量和氮吹溫度下的回收率結果統計表

由表1可知，稱樣量0.5 g，氮吹溫度40 ℃時回收率為81.9%～112.4%；稱樣量1 g，氮吹溫度40 ℃時回收率為80.7%～113.0%，稱樣量0.5 g，氮吹溫度60 ℃時回收率為83.6%～117.2%；稱樣量1 g，氮吹溫度60 ℃時回收率為84.9%～110.2%。說明增加稱樣量到1 g不會影響其準確度，但可以提高樣品的代表性，增加氮吹溫度也不會影響其準確度，但可以縮短氮吹時間，最終前處理參數為稱樣量1 g，氮吹溫度60 ℃。

2.2 初始溫度的優化

初始溫度在60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃下的17種PAEs（1 μg·mL-1）的保留時間結果見圖1。由圖1可知保留時間隨著初始溫度的提高均逐漸前移，分析時間也相應縮短，但初始溫度過高沸點較低的組分不能得到較好的分離，最終確定80 ℃作為初始溫度。

圖1 17種PAEs在不同初始溫度下的保留時間圖

2.3 進樣口溫度的優化

進樣口溫度在260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃和300 ℃下的17種PAEs（1μg·mL-1）的豐度結果見圖2，由圖2可知隨著溫度的升高各組分峰響應加大，在280 ℃之后變化不明顯。最終確定280 ℃作為進樣口溫度。

圖2 17種PAEs在不同進樣口溫度下的響應圖

2.4 最佳色譜條件

綜上所述，本實驗最佳色譜條件為：初始溫度80 ℃；進樣口溫度280 ℃；流速：1.0 mL·min-1；進樣方式：不分流進樣；進樣量：1 μL。程序升溫：初始溫度80 ℃，保持0.5 min，以20 ℃·min-1升溫至220 ℃，保持1 min，再以5 ℃·min-1升溫至240 ℃，保持1 min，再以20 ℃·min-1升溫至280 ℃，保持7 min。

在該條件下的17種PAEs總離子色譜圖（圖3），與GB 5009.271—2016條件下的17種PAEs總離子色譜圖（圖4）相比保留時間提前，分析時間縮短，峰響應加大，且17種PAEs能有效地分開，峰型尖銳，對稱性好，出峰附近沒有干擾峰，是理想的色譜檢測條件。

圖3 優化后17種鄰苯二甲酸酯標準溶液（1 μg·mL-1）的總離子色譜圖

圖4 優化前17種鄰苯二甲酸酯標準溶液（1 μg·mL-1）的總離子色譜圖

2.5 方法線性范圍、檢出限和定量限

移取17種鄰苯二甲酸酯標準中間液（10 μg·mL-1），用正己烷稀釋，配制成濃度為0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1和1.00 μg·mL-1的標準系列工作液，按上述最佳條件上機測定，以鄰苯二甲酸酯的濃度為橫坐標，定量離子的峰面積為縱坐標建立17種鄰苯二甲酸酯標準曲線，確定17種PAEs的線性方程。

取本底中不含這17種PAEs的菜籽油，添加17種鄰苯二甲酸酯標液，使各組分濃度為0.04 mg·kg-1，按優化后的最佳色譜條件，上機測定，3倍信噪比計算檢出限，10倍信噪比計算定量限。

17種PAEs的線性方程及檢出限、定量限見表2。由表2可以看出在0.02～1.00μg·mL-1的線性范圍內17種PAEs具有良好的線性關系，相關系數r均＞0.997 8。GB 5009.271—2016中DBP定量限為0.3 mg·kg-1，其余均為0.5 mg·kg-1，本方法DBP定量限為0.01 mg·kg-1，其余均≤0.06 mg·kg-1，遠低于上述國家標準中的要求，能夠滿足檢測要求。

表2 17種鄰苯二甲酸酯的檢出限、定量限及線性方程表

2.6 精密度和加標回收率

取本底不含17種PAEs的菜籽油樣品，分別按0.10 mg·kg-1、0.40 mg·kg-1、0.80 mg·kg-1的水平添加17種PAEs標液，按最佳前處理方法處理后，每個加標水平平行測定6次，計算其回收率和精密度。結果見表3。從表3可以看出相對標準偏差RSD在0.5%～9.6%，均不超過10%。3個濃度水平的平均回收率在80.6%～118.3%，說明本方法具有較高的精密度和準確度。

表3 17種鄰苯二甲酸酯精密度和加標回收實驗結果表（n=6）

2.7 實際樣品檢測

利用本實驗所建立的方法對市售的30個菜籽油檢測其17種PAEs，檢測結果見表4。由表4可知，30個菜籽油中有20個檢出PAEs，檢出率為67%，主要檢出的塑化劑有DBP、DEHP、DIBP 3種，DBP檢出率37%，DEHP檢出率20%，DIBP檢出率27%。

表4 30份菜籽油17種PAEs測定結果表（單位：mg·kg-1）

3 結論

參照國家標準《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》（GB 5009.271—2016）中的方法，對進樣口溫度、初始溫度、稱樣量、氮吹溫度4個方面進行優化，篩選出最優的氣相色譜、質譜和前處理條件參數，優化后，菜籽油中17種鄰苯二甲酸酯出峰時間縮短，峰響應增加，且分離度良好，在一定濃度范圍內（0.02～1.0 μg·mL-1）相關系數r≥0.997 8，具有良好的線性關系。檢出限為0.002～0.02 mg·kg-1，定量限為0.005～0.06 mg·kg-1，遠小于GB 5009.271—2016。RSD在0.5%～9.6%，平均回收率在80.6%～118.3%，說明優化后的方法具有較高的精密度和準確度，操作更加簡單、快速，完全能夠滿足國家標準對菜籽油中鄰苯二甲酸酯的測定要求，為菜籽油中鄰苯二甲酸酯類的檢測提供了方法參考。