气相色谱-质谱法检测食用油中的邻苯二甲酸酯

王硕，王琨，朱华平，方国臻，陈静，宋嘉嘉

（食品营养与安全教育部重点实验室天津科技大学，天津300457）

气相色谱-质谱法检测食用油中的邻苯二甲酸酯

王硕，王琨，朱华平，方国臻，陈静，宋嘉嘉

（食品营养与安全教育部重点实验室天津科技大学，天津300457）

建立液-液萃取和固相萃取（SPE）提取方法，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析技术，检测食用油中的5种邻苯二甲酸酯类污染物的方法。该方法检测的最低浓度为10 ng/g~20 ng/g之间，回收率为75%~89%之间，并运用该方法对市售的塑料包装食用油进行了检测。

邻苯二甲酸酯；食用油；气相色谱-质谱；检测

Abstract：This study established a method of detection 5 phthalates by gas chromatography-mass spectrometry coupled with the liquid-liquid extraction and solid phase extraction to extract phthalates from oil.And the method detection limit was 10 ng/g-20 ng/g,the recoveries were between 75%and 89%.Different brands of packaged oil purchased from a local supermarket were detected.

Key words:phthalates；oil；GC-MS；detection

邻苯二甲酸酯（英文名phthalic acid ester，简称PAEs），是环境激素类物质中的一类重要化合物，被大量用于塑料，主要作为增塑剂和软化剂等[1]。一般认为，邻苯二甲酸酯类物质没有明显的急性毒性和慢性毒性，但是它们有些具有生殖毒性，有些具有雌性激素活性[2]，它对人体健康的影响是一个慢性的过程。邻苯二甲酸酯可能通过饮食、皮肤接触或呼吸等途径进入人体，而且可能通过胎盘或者哺乳产生跨代影响[3]。邻苯二甲酸酯以其性能优越，价格低廉而被大量生产，广泛应用，使它们有机会在环境中散布。许多研究表明，研究者已在大气、水体、土壤、生物体，甚至人体等自然和人类环境中普遍发现了邻苯二甲酸酯类化合物的存在。

随着我国经济的发展，包装食用油已经逐步取代了散装油，瓶/桶装食用油被人们广泛食用。但是，塑料包装食用油中塑料中有害物质的迁移问题存在安全隐患[4-6]。市面上的瓶/桶装食用油是否受到邻苯二甲酸酯的污染，邻苯二甲酸酯的从塑料包装向食品的迁移问题受到社会各界的广泛关注。

由于食用油性质特殊，仪器分析的前处理过程较为复杂，目前对于食用油中小分子添加剂及污染物的检测方法较少。本文主要利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析技术同时分析测试方法进行系统性的研究，建立5种邻苯二甲酸酯类物质的GC-MS的分析方法及相关前处理方法。

1 材料与方法

1.1 试剂

本试验使用的主要试剂包括：邻苯二甲酸二甲酯（DMP），邻苯二甲酸二乙酯（DEP），邻苯二甲酸二丁酯（DBP），邻苯二甲酸丁苄酯（BBP），邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）纯品来自德国Dr,Ehrenstorfer公司；色谱纯正己烷来自美国Fisher Scientific公司；色谱纯有机溶剂：丙酮、乙酸乙酯、乙腈和甲醇来自天津市康科德科技有限公司；弗罗里硅土（100目~200目）来自上海润捷化学试剂有限公司。

将本试验所用5种邻苯二甲酸酯标准品先配成浓度为1 mg/mL的正己烷储备液，于-20℃下储存，保存期为1年。然后再根据试验要求，稀释成适当浓度的标准品混合溶液，于-20℃下储存，储存期为3个月。

弗罗里硅土在使用前，先在650℃马弗炉中灼烧6 h，放入干燥器中保存。

1.2 仪器

本试验所用主要仪器包括：4000MS型GC-MS联用仪来自美国瓦里安技术有限公司；超纯水系统Milli-Q来自美国Millpore公司；旋转蒸发仪来自香港BUCHI公司；固相萃取仪来自美国Sepulco公司。

由于邻苯二甲酸酯类物质在塑料制品中使用较为广泛，故在试验过程中应尽量避免使用塑料器皿，所有玻璃仪器在清洗后用浓硫酸-重铬酸钾洗液浸泡6 h，冲去洗液后，用超纯水润洗，在180℃烘烤2 h。

1.3 食用油样品前处理方法

用天平称取样品油5.0 g于250 mL锥形瓶中，加入25.0 mL乙腈，转入分液漏斗充分摇匀（5 min），静置分层，将油层从分液漏斗下口放出，再用25 mL乙腈萃取两次，合并3次乙腈提取液，在鸡心瓶中，温度保持在40℃，旋蒸至干。用4.0 mL正己烷复溶。

将弗罗里硅土（100目~200目，层析用）1.0000 g填到容量为3 mL的SPE小管中，加上垫片，自制弗罗里硅土SPE小柱。用3.0 mL正己烷润洗小柱，以小于0.5 mL/min速度将4.0 mL正己烷提取液通过小柱，待完全流过后，用5.0 mL丙酮洗脱，收集洗脱液，保持水浴温度在40℃左右，用N2吹干。正己烷定容至1.00mL，以待GC-MS检测。

1.4 GC-MS测定方法

1.4.1 GC-MS检测条件

选用DB-5 MS(30 m×0.25 mm×0.25 mm)毛细管柱；载气为氦气（纯度）≥99.999%；气相色谱进样口温度：320℃，进样方式：分流进样（分流比为 5∶1）；柱温：100℃，以8℃/min上升到320℃，保持15 min；进样量：1 μL；柱流速：1.0 mL/min；质谱条件：溶剂延迟时间5 min；离子源温度(EI)：220℃；接口温度：280℃。

扫描模式：选择离子扫描（SIM），见表1所示；扫描时间：5 min~23 min。

1.4.2 定量方法

外标法与标准曲线法相结合应用，亦称外标-标准曲线法，使定量更加方便、准确。本试验用邻苯二甲酸酯标准品配制成一系列浓度的标准溶液，然后测出各自的色谱峰面积，再以溶液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。在相同的检测条件下，注入待测样品溶液后，得到峰面积，然后在标准曲线上查出相应的物质浓度，计算出待测样本中待测物质量。

表1 邻苯二甲酸酯标准样品扫描离子、保留时间和检出限Table 1 List of retention times,target ions,and LOD of 5 phthalates

2 结果与讨论

2.1 检出限的确定

配制的一系列梯度浓度的标准溶液，以1.4.1的方法进样。5种邻苯二甲酸酯类物质的总离子流图（浓度为1 mg/L）如图1所示，可见该方法可以将5种待测完全分离，且背景较低，出锋较好。根据信噪比（S/N=3）计算出检出限结果，见表1所示，所得检出限均达到μg/L级别，可见方法灵敏度较高。

图1 5种邻苯二甲酸酯的总离子流图Fig.1 The TIC picture of 5 phthalates

2.2 检测食用油中邻苯二甲酸酯前处理方法建立

2.2.1 提取剂的选择

本试验选择液-液萃取对食用油中的邻苯二甲酸酯类物质进行提取。尝试了多种常用溶剂，其中正己烷，丙酮，乙酸乙酯等均与食用油可以不同程度互溶，故不适宜用作液-液萃取剂。甲醇和乙腈与食用油不溶，可以用作液-液萃取溶剂。考虑到乙腈的对脂肪的除去作用较好[7]，故而选择乙腈作为食用油的萃取溶剂。液-液萃取实验中，溶液分层，食用油处于下层，乙腈处于上层。

2.2.2 萃取剂用量的优化

对萃取剂用量做下列优化，称取5.0 g的食用油样品两份，分别添加20 mL乙腈3次和添加25 mL乙腈3次进行液-液萃取。图2给出了各种邻苯二甲酸酯类的回收率试验结果的比较。

由图2可见，用25 mL乙腈萃取3次可以达到很好的回收效果，明显优于20 mL，回收率可以达到80%左右。为保证回收率，选择25 mL萃取3次为每5 g食用油的萃取条件。

2.2.3 净化柱及添料量的选择

食用油在经过乙腈萃取后，其萃取液悬蒸至干，用正己烷复溶后进样，检测结果可看到有诸多杂锋，这是由于食用油组分复杂，在生产过程中又添加了多种食品添加剂所至，这些杂锋的存在，除了提高了背景，影响检测灵敏度外，还会对仪器造成损害，缩短毛细管气相色谱柱和质谱灯丝的使用寿命，污染离子阱。所以，需要一个净化过程，本试验选择了用固相萃取（SPE）小柱对食用油萃取液进行净化。

填料方面比较了C18和弗罗里硅土。食用油萃取液用正己烷进行复溶，将复溶液过柱，C18填料的小柱不能吸附正己烷中的邻苯二甲酸酯，导致邻苯二甲酸酯完全随溶剂流出，而弗罗里硅土则能够成功的吸附正己烷溶液中的邻苯二甲酸酯。所以选择使用弗罗里硅土为SPE填料。

本试验所用的小柱是自己填制的，逐渐增加小柱的填料量，最终选择3 mL SPE柱筒填料量为1 g。

2.2.4 洗脱剂用量的优化

本试验选择了极性较强的丙酮作为洗脱剂。

改变溶剂用量从3 mL到6 mL进行优化试验，以洗脱剂用量做横坐标，以待测物的回收率为纵坐标，绘制了曲线图，见图3所示。

从图3中可以看出大多数邻苯二甲酸酯在洗脱剂用量3 mL~5 mL时，回收率提升。当洗脱剂用量达到6 mL时，所有待测物的回收率几乎不再增加。因此，出于节省溶剂的目的，并且考虑到溶剂中可能存在的邻苯二甲酸酯对本底值的影响，故而本试验选用5 mL丙酮对SPE柱进行洗脱。

图3 洗脱剂用量对邻苯二甲酸酯回收率的影响Fig.3 Effect of eluent volume to the phthalates recoveries

2.3 检测方法的验证与应用

2.3.1 方法线性检测

在食用油中分别添加不同浓度的邻苯二甲酸酯标准溶液，使其终浓度分别为 10、15、20、30、40、100、200、400、1000、2000 ng/g 等一系列梯度，进行检测，确定方法的线性，所得定量限及标准曲线线性见表2。

表2 食用油中邻苯二甲酸酯的测定曲线Table 2 The regression coefficients of the calibration curves of phthalates in oil

由表2中数据可知，该方法线性对邻苯二甲酸酯进行提取及检测效果在所测范围内线性较好，定量限在10 ng/g~20 ng/g之间，RSD%（n=3）在20%以内。

2.3.2 方法回收率的测定

通过在食用油中进行两个浓度40 ng/g和100 ng/g的5种邻苯二甲酸酯添加，进行方法回收率试验，见表3。

表3 食用油中加标5种邻苯二甲酸酯混标的回收率及相对标准偏差(n=3)Table 3 The spiked recoveries and RSD(n=3)of 5 phthalates in oil

由表3中结果可知，该方法回收率在75%~89%之间，RSD小于12%，回收率较高，方法的重现性基本符合要求。

2.4 检测方法的实际应用

5个品牌，不同种类的商品化包装食用油样品随机购于某超市。

利用本试验所建立的分析方法，对5种包装食用油进行检测，试验结果以及食用油的储存时间和包装材料性质见表4所示。定这类物质在食用油中的含量标准，因此，今后的研究应对邻苯二甲酸酯类污染物进行风险评估，制定食品中其最大允许量。

3 结论

本试验采用液-液萃取结合固相萃取的前处理方法提取食用油中的邻苯二甲酸酯类物质，消除了基质组

表4 5种市售食用油中邻苯二甲酸酯类含量的检测Table 4 The phthalates concentrations in 5 different brand packaged oil

如表4所示，邻苯二甲酸酯的含量对于不同的食用油品种各目标物含量之间没有明显差异。5种食用油样品中全部检出了DBP和DEHP，而DMP和BBP均未检出。5种邻苯二甲酸酯总量最高的是品牌3为316.95 ng/g。最低的是品牌1为69.67 ng/g。

图4示例了食用油样的总离子流图，说明该方法可以有效的用于食用油中邻苯二甲酸酯类物质的测定。

图4 实际食用油样品总离子流图Fig.4 TIC of oil example

测定结果显示被测的5个品牌市售食用油均检测到邻苯二甲酸酯，说明此类污染物由食品外环境通过各种途径已进入食用油。这些邻苯二甲酸酯是由塑料包装迁移而来，还是来自食用油生产原料或者来自生产加工过程中的二次污染，有待考证。而我国尚未制分的干扰，提高了GC-MS检测的灵敏度和选择性。该方法的线性范围在10 ng/g~20 ng/g之间，平均回收率在75%~89%，符合对微量污染物的分析要求，成功地应用于检测食用油中的5种邻苯二甲酸酯类污染物。

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Study of Phthalates Detection in Oil by Gas Chromatography-mass Spectrometry

WANG Shuo,WANG Kun,ZHU Hua-ping,FANG Guo-zhen,CHEN Jing,SONG Jia-jia
（Key Laboratory of Food Nutrition and Safety，Tianjin University of Science&Technology,Ministry of Education,Tianjin 300457，China）

2010-01-21

天津市教委重点项目(NO.2006ZD19)

王硕（1969—），男（汉），教授，博士生导师，研究方向：食品安全。