家用電器食品接觸材料聚苯醚中2,6-二甲基苯酚遷移量檢測方法對比分析

劉惠玲 馬奇菊 李偉偉

（中國質量認證中心 廣州 510000)

引言

家用電器的種類繁多、功能各異，其中有許多家電用于食品的加工處理，屬于食品接觸類家電，如各類常見的廚房小家電，包括電飯煲、電燉盅、豆漿機、咖啡機、榨汁機、破壁機等[1]。這些家用電器與食品直接接觸的部位，必須采用合格的食品接觸材料，常見的有食品接觸用不銹鋼、硅橡膠和各類塑料樹脂材料[2]。為保證這些家電中的食品接觸材料不會對人體造成危害，必須對其進行有毒有害物質遷移量的檢測[3]。

家用電器中的食品接觸用塑料樹脂材料種類豐富，性能優越，但有較多的有毒有害物質目前僅有限值標準，缺乏測試標準，需要進行新方法的開發[4,5]。其中聚苯醚（PPE）具有無色透明、無毒、相對密度低的特點[6]，且具有良好的機械強度、耐水性、耐熱性、耐應力松弛、耐水蒸汽性和尺寸穩定性等特征[7]，是一種應用非常廣泛的食品接觸材料，廣泛應用于電飯鍋、榨汁機、咖啡機等各種廚電產品中，同時還被應用于家用電器、電子電器、汽車和工業機械等行業[8]。PPE材料由2, 6-二甲基苯酚單體經過氧化偶聯聚合形成，在與食品接觸的過程中，2,6-二甲基苯酚單體可能會遷移至食品中從而被人體攝入，對人體健康產生危害[9]。因而，對食品接觸用PPE材料中2, 6-二甲基苯酚的遷移量進行測試至關重要[10]。

經研究發現，家用電器常用的食品接觸材料——聚苯醚中的2, 6-二甲基苯酚，在水基模擬物中的遷移量可通過氣相色譜-質譜聯用法進行測定[11][12]，也可通過衍生化反應，使得2, 6-二甲基苯酚在堿性條件下，與乙酸酐進行酯化反應生成酯，再測定2, 6-二甲基苯酚衍生化產物來對其進行定量[13]。為對比兩種方法在靈敏度、精確度、操作便捷性和有效性等方面的差異，本文將對其進行綜合的對比分析。

1 試驗準備

1.1 儀器選擇

氣相色譜-質譜聯用法所用到的儀器設備主要包括氣相色譜-質譜聯用儀（型號5973-7890A）（GC-MS），美國安捷倫公司；低速離心機（型號JY-DT4-6C），京儀（北京）儀器設備有限公司；電子分析天平（型號FA1004，精度0.1 mg），上海良平儀器有限公司。

衍生化-氣相色譜-質譜聯用法所用到的儀器設備主要包括氣相色譜-質譜聯用儀（型號5973-7890A），美國安捷倫公司；振蕩搖床（型號HS 260 控制型），艾卡（廣州）儀器設備有限公司；電子分析天平（型號FA1004，精度0.1 mg），上海良平儀器有限公司。

1.2 試劑條件

氣相色譜-質譜聯用法所用到的試劑包括2, 6-二甲基苯酚標準品（純度99.9 %），德西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司；無水乙醇、乙酸、乙酸酐、三乙胺、正己烷、氫氧化鈉（分析純），上海埃彼化學試劑有限公司；甲醇（色譜純），CNW。

衍生化-氣相色譜-質譜聯用法所用到的試劑包括2, 6-二甲基苯酚標準品（純度99.9 %），德西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司；無水乙醇、乙酸、乙酸乙酯（分析純），上海埃彼化學試劑有限公司；甲醇（色譜純），CNW。

2 試驗過程

2.1 溶液的配置

依據GB 5009.156-2016中的相關要求配制水基食品模擬物。10 %乙醇溶液：移取100 mL 無水乙醇，加入900 mL超純水，混合均勻；4 %乙酸溶液：移取40 mL乙酸，加入960 mL超純水，混合均勻。

準確稱取0.050 0 g 2, 6-二甲基苯酚標品于50 mL容量瓶中，加入甲醇溶劑溶解，定容至刻度，制得1 000 mg/L 2, 6-二甲基苯酚標準溶液。

2.2 樣品前處理

衍生化-氣相色譜-質譜聯用法需要對加標后的食品模擬物進行衍生化處理：

食品模擬物4 %乙酸溶液的衍生化處理：取20 mL 4 %乙酸溶液至50 mL試管中，加入1 mL 13.2 mol/L的氫氧化鈉溶液，依次加入0.4mL三乙胺，2 mL乙酸酐和10 mL正己烷，盒蓋震蕩10 s，開蓋放氣。重新盒蓋，在200 rpm/min轉速振蕩10 min。靜置分層后，取1 mL頂層溶液進行氣相色譜-質譜聯用測試。

食品模擬物10 %乙醇溶液的衍生化處理：取20 mL 10 %乙醇溶液至50 mL試管中，依次加入0.4 mL三乙胺，2 mL乙酸酐和10 mL正己烷，盒蓋震蕩10 s，開蓋放氣。重新盒蓋，200 rpm/min轉速振蕩10 min。靜置分層后，取1 mL頂層溶液進行氣相色譜-質譜聯用測試。

2.3 儀器工作條件

氣相色譜-質譜聯用法儀器工作條件和衍生化-氣相色譜-質譜聯用法儀器工作條件如表1所示，由色譜條件和質譜條件參數組成。

3 結果對比與討論

3.1 線性方程、線性范圍與檢出限

3.1.1 氣相色譜-質譜聯用法

用甲醇逐級稀釋得到0.01，0.02，0.05，0.10，0.20，0.50 mg/L 2, 6-二甲基苯酚系列標準工作溶液，在2.3中氣相色譜-質譜聯用法儀器工作條件下測定。各個濃度水平平行測定3次，計算平均值。以2, 6-二甲基苯酚的質量濃度（x，mg/L）為橫坐標，以2, 6-二甲基苯酚的色譜峰面積為縱坐標（y）繪制工作曲線。結果顯示在0.01～0.50 mg/L范圍內，2, 6-二甲基苯酚的質量濃度與色譜峰面積具有強線性相關性，線性方程和相關系數如表2所示，檢出限和定量限為0.010 mg/L。

表2 兩種檢測方法的線性方程、線性相關系數、方法檢出限和方法定量限

3.1.2 衍生化-氣相色譜-質譜聯用法

用甲醇逐級稀釋得到濃度為0.25，0.50，1.0，2.5，5.0 mg/L的系列標準溶液，在50 mL試管中加入10 m L10 %乙醇溶液，分別加入0.1 mL 0.25，0.50，1.0，2.5，5.0 mg/L 的2, 6-二甲基苯酚標準溶液，根據2.2中的要求使2, 6-二甲基苯酚衍生化，以衍生化產物濃度（x，mg/L）作為橫坐標，以其峰面積作為縱坐標（y）繪制工作曲線。在0.005～0.100 mg/L區間內，衍生化產物的質量濃度與色譜峰面積呈良好的線性關系，線性回歸方程和相關系數見表2，方法檢測限為0.005 mg/L，定量限為0.015 mg/L。

由表2可知，氣相色譜-質譜聯用法的線性較衍生化-氣相色譜-質譜聯用法更好，且氣相色譜-質譜聯用法定量限對應濃度更低，因此靈敏度更高。

3.2 色譜圖與質譜圖

按照2.3中氣相色譜-質譜聯用法的儀器條件，對0.2 mg/L的2, 6-二甲基苯酚標準溶液進行GC-MS分析，得到氣相色譜-質譜聯用法測試的色譜圖和質譜圖如圖1、圖2所示。

圖1 0.2 mg/L 2,6-二甲基苯酚標準溶液的色譜圖

圖2 0.2 mg/L 2,6-二甲基苯酚標準溶液的全離子掃描質譜

在10 mL 10 %乙醇溶液中加入0.1 mL 的5 mg/L 2, 6-二甲基苯酚標準溶液，按照2.2中的衍生化條件進行前處理，再按照2.3中衍生化-氣相色譜-質譜聯用法的儀器工作條件進行分析，得到衍生化產物的色譜和質譜測試圖譜分別如圖3、圖4所示。

圖3 10 % 乙醇食品模擬物中2,6-二甲基苯酚衍生化產物色譜圖（0.1 mg/L）

圖4 2,6-二甲基苯酚衍生化產物質譜圖

3.3 方法精密度和回收率試驗

3.3.1 氣相色譜-質譜聯用法

以10 %乙醇、4 %乙酸作為水基食品模擬物，加入不同量的2, 6-二甲基苯酚標準溶液使其質量濃度分別為10，50，100 μg/L。在2.3.1儀器工作條件下進樣平行測定6次，進行加標回收試驗與精密度試驗，試驗結果見表2。根據表3結果，氣相色譜-質譜聯用法加標回收率范圍為（96.90～99.32）%，相對標準偏差（RSD）范圍為（1.12～4.55）%。

3.3.2 衍生化-氣相色譜-質譜聯用法

以4 %乙酸和10 %乙醇作為水基食品模擬物，分別加入10，50，100 μg/L質量濃度的2, 6-二甲基苯酚標準溶液，各濃度水平平行測試6次，按照2.2的前處理要求、2.3中的儀器工作條件開展加標回收測試，結果如表3所示，衍生化-氣相色譜-質譜聯用法回收率在（84.37～97.53）%之間，相對標準偏差在（0.22～8.72）%范圍內。

表3 樣品加標回收試驗與精密度測試結果

由表3可以看出，氣相色譜-質譜聯用法的加標回收率要高于衍生化-氣相色譜-質譜聯用法，測試的準確度更高；氣相色譜-質譜聯用法測定結果的相對標準偏差RSD較衍生化-氣相色譜-質譜聯用法低，小于5 %，因而精密度更高。

3.4 結果討論

一般而言，氣質聯用法直接測定酚類物質操作簡單且干擾較少，但是酚類物質中的酚羥基導致其具有較強極性，容易出現較難氣化、峰形拖尾等問題。通過對酚類物質進行合適的衍生化處理，可以降低其極性，改善峰形，提高檢測靈敏度。但本文對比的兩種方法中，未經衍生化處理的氣質聯用法在準確度、精密度和靈敏度方面均優于衍生化-氣質聯用法，原因可能是所采用的衍生化方式不合適，衍生化反應轉化率較低，引入的干擾雜質較多，從而降低了檢測的靈敏度、準確度和精密度；也有可能是衍生化-氣質聯用法中所選用的儀器條件不合適，所用色譜柱對2, 6-二甲基苯酚衍生化產生的酯類產物分離效果不好，使得檢測靈敏度、準確度等受到影響。

4 總結與展望

對于家用電器食品接觸材料有毒有害物質的缺乏檢測標準的問題，需要不斷探索和完善相關的檢測方法來解決。通過對氣相色譜-質譜聯用法和衍生化-氣相色譜-質譜聯用法測定家用電器常用食品接觸材料聚苯醚中2, 6-二甲基苯酚在水基模擬物中的遷移量的對比分析，綜合操作便捷性、靈敏度、準確性和精密度各方面的對比分析結果，可以得出以下的結論：

氣相色譜-質譜聯用法測定聚苯醚中2, 6-二甲基苯酚在水基模擬物中的遷移量，具有前處理操作簡便、干擾較少等優點，且與衍生化-氣相色譜-質譜聯用法相比，具備更高的靈敏度、準確性和精密度，優勢明顯，更適合在家用電器食品接觸材料的檢測中推廣和應用，未來將有助于加強食品接觸類家電產品的質量把關，降低家電產品有毒有害物質遷移量超標的風險，保障消費者的健康安全。