氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定食糖中18種鄰苯二甲酸酯

王小鵬，黃敏興*，曾秋霞，楊李勝，劉志鵬，余構(gòu)彬

(1廣東省科學(xué)院生物工程研究所，廣東廣州510316；2中國輕工業(yè)甘蔗制糖工程技術(shù)研究中心，廣東廣州510316)

0 前言

鄰苯二甲酸酯(Phthalic acid esters，PAEs)，又名酞酸酯，作為一種人工合成的增塑劑而被廣泛應(yīng)用于食品包裝材料、塑料玩具、醫(yī)療設(shè)備等塑料生產(chǎn)，以達(dá)到增強(qiáng)產(chǎn)品的柔軟性和延展性的目的[1-2]。鄰苯二甲酸酯與塑料其他基質(zhì)成分之間的化學(xué)鍵極不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致鄰苯二甲酸酯極易從塑料遷移到環(huán)境和食品中[3]。研究表明，PAEs會(huì)干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，導(dǎo)致人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，影響人體生殖發(fā)育，在體內(nèi)長期積累會(huì)致癌、致畸、致突變[4-5]。

從古至今，食糖在提高人類的營養(yǎng)和豐富人們的物質(zhì)生活方面都扮演著一個(gè)很重要的角色，食糖的食用安全已經(jīng)關(guān)系到千家萬戶的身體健康[6-7]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，食糖的外包裝也出現(xiàn)了多姿多彩的塑料包裝袋，但同時(shí)也存在增塑劑從塑料包裝袋轉(zhuǎn)移到食糖中的風(fēng)險(xiǎn)，因此，對食糖中增塑劑遷移含量的測定，對監(jiān)控食糖食用安全具有重要意義[8-9]。

目前PAEs的檢測方法主要有氣相色譜法[10-12]、液相色譜法[13-14]、氣相色譜-質(zhì)譜法[15-16]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[17-18]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[19-20]等。色譜法定性能力差，易出現(xiàn)假陽性；色譜-質(zhì)譜法選擇性差，靈敏度相對較低；色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，能夠準(zhǔn)確定性、定量。本文擬建立氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定食糖中 18種鄰苯二甲酸酯的分析方法，以期為監(jiān)控食糖中鄰苯二甲酸酯含量提供有效技術(shù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B氣相色譜儀(美國安捷倫公司)；Agilent 7000D 質(zhì)譜儀(美國安捷倫公司)；色譜柱HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)(美國安捷倫公司)；WIGGENS Vortex 3000渦旋振蕩器(北京桑翌實(shí)驗(yàn)儀器研究所)；KQ-500DE數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；H1850R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司)；Milli-Q超純水器(美國 Millipore公司)。

18種鄰苯二甲酸酯混合液體標(biāo)準(zhǔn)品(鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、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)乙酯(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(huán)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)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP))購于上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；正己烷(色譜純，上海星可高純?nèi)軇┯邢薰?；甲醇(色譜純，廣州彼西絡(luò)科技有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為防止實(shí)驗(yàn)所需玻璃儀器、試劑中殘余的鄰苯二甲酸酯干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，在實(shí)驗(yàn)前需用重鉻酸鉀對玻璃儀器進(jìn)行氧化處理，用二氯甲烷對試劑進(jìn)行萃取處理。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取2.00 g(精確到0.01 g)樣品于玻璃離心管中，加入10 mL甲醇，渦旋5 min，超聲提取20 min，5000 r/min離心5 min，準(zhǔn)確移取5 mL上清液于40℃氮吹至近干，正己烷定容至1 mL，供GC-MS/MS測定。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線配制

準(zhǔn)確移取 18種鄰苯二甲酸酯混合液體標(biāo)準(zhǔn)品(1000 mg/L)1 mL于100 mL容量瓶中，用正己烷準(zhǔn)確定容，配制成質(zhì)量濃度為10 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，并置于 4℃冰箱中保存。準(zhǔn)確移取混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，用正己烷逐級稀釋，配制濃度為0.01、0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.5 分析條件

1.5.1 色譜條件

進(jìn)樣口溫度：250℃；載氣：高純氦氣(99.999%)；碰撞氣：高純氮?dú)?99.999%)；柱流量：1.15 mL/min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL。升溫程序：初始柱溫為40℃，保持1 min，以30℃/min的速率升至 180℃，再以 10℃/min的速率升至300℃，保持3 min。

1.5.2 質(zhì)譜條件

離子源：電離轟擊(EI)離子源；電離能量：70 eV；離子源溫度：300℃；傳輸線溫度：300℃；溶劑延遲：5 min；檢測方式：多反應(yīng)檢測模式。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件優(yōu)化

鄰苯二甲酸酯是一類弱極性化合物，根據(jù)相似相溶原理，選擇非極性或弱極性的色譜柱能達(dá)到更好的分離效果，本實(shí)驗(yàn)主要選取了HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、HP-35(30 m×0.25 mm×0.25 μm)和 HP-1MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)3種不同色譜柱進(jìn)行比較，分離效果見圖1～3。結(jié)果表明，HP-5MS UI色譜柱對 18種鄰苯二甲酸酯的分離效果優(yōu)于另外2種色譜柱，各目標(biāo)物的峰形更加尖銳對稱，響應(yīng)更高，因此本實(shí)驗(yàn)選擇HP-5MS UI色譜柱用于分析。

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

為提高方法的準(zhǔn)確度、靈敏度，需對各目標(biāo)物的離子對、碰撞能量、駐留時(shí)間等質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化。在固定色譜條件下，采用電離轟擊(EI)離子源，對鄰苯二甲酸酯進(jìn)行一級全掃描分析，選取豐度較高的離子作為母離子，同時(shí)確定各目標(biāo)物的保留時(shí)間，設(shè)定5～30 eV(每5 eV一個(gè)間隔)碰撞能量，對各目標(biāo)物的母離子進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描，選取2個(gè)豐度較高的離子作為子離子，獲得定性離子對、定量離子對，優(yōu)化后的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

圖1 HP-35色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

圖2 HP-1MS色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

圖3 HP-5MS UI色譜柱對18種鄰苯二甲酸酯分離效果

表1 18種鄰苯二甲酸酯質(zhì)譜參數(shù)

2.3 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

溶劑提取法作為傳統(tǒng)、經(jīng)典的有機(jī)物提取方法，具有操作簡單、成本費(fèi)用低、提取效率高等特點(diǎn)。根據(jù)鄰苯二甲酸酯能溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)比較了正己烷、甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯等5種不同提取溶劑對18種鄰苯二甲酸酯的提取效果，結(jié)果見圖4。結(jié)果表明，對18種鄰苯二甲酸酯的提取效率從高到底依次是甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、丙酮，因此本實(shí)驗(yàn)選取甲醇作為提取溶劑。

2.4 線性范圍、檢出限和定量限

將配制好的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行上機(jī)測定，并以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到各目標(biāo)物的線性方程、相關(guān)系數(shù)，見表2。以3倍信噪比確定18種鄰苯二甲酸酯的檢出限為0.0003～0.0029 mg/kg，以10倍信噪比確定18種鄰苯二甲酸酯的定量限為 0.0009～0.0096 mg/kg。

圖4 5種不同提取溶劑對18種鄰苯二甲酸酯的提取效果

表2 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限

2.5 回收率和精密度

選取食糖空白樣品，分別添加0.02、0.05、0.1 mg/kg 3個(gè)不同濃度水平的鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上訴優(yōu)化后的前處理方法進(jìn)行6次平行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)GC-MS/MS上機(jī)測試分析，得到各目標(biāo)物的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，見表3。結(jié)果顯示，18種鄰苯二甲酸酯的平均回收率為82.4%～104.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～5.6%。

2.6 實(shí)際樣品測定

對來自市面上 10批不同廠家生產(chǎn)的預(yù)包裝食糖進(jìn)行測試分析。結(jié)果表明，3批樣品有檢出鄰苯二甲酸酯，檢出的鄰苯二甲酸酯種類為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-乙基)己酯(DEHP)，殘留量符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，未檢出不合格樣品，具體結(jié)果 如表4所示。

表3 18種PAEs的加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

表4 樣品檢測結(jié)果 單位：mg/kg

3 結(jié)論

本研究建立了氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定食糖中18種鄰苯二甲酸酯的檢測方法，該方法簡便、高效、線性良好、回收率及精密度均滿足實(shí)驗(yàn)要求，適用于食糖中鄰苯二甲酸酯的批量測定。通過利用該方法對實(shí)際樣品的測定，獲得食糖中鄰苯二甲酸酯的含量數(shù)據(jù)，可以幫助企業(yè)在生產(chǎn)過程中更加注重各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，避免鄰苯二甲酸酯遷移到食糖中，保障消費(fèi)者的食用安全。