食品中邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯样品前处理与分析检测方法研究进展

许彦阳，司腾飞，于 江，钱永忠，*，李 耘，周 剑，张星联

（1.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业部农产品质量安全重点实验室，北京100081；2.西安理工大学印刷包装工程学院，陕西西安710048）

邻苯二甲酸二（2-乙基已基）酯（又称邻苯二甲酸二异辛酯，DEHP）是邻苯二甲酸酯的一种，基本结构如图1所示。DEHP作为常用增塑剂广泛应用于塑料包装材料的生产，用于改善塑料材料的机械性能和柔韧性。DEHP的结构中没有与塑料单体反应的基团，其中的苯基和长链烷基大多以氢键和范德华力的形式与塑料单体产生相互作用，由于这种键合强度很弱，容易造成DEHP迁移出塑料产品，从而对接触塑料的食物造成污染[1-2]。多项研究表明DEHP具有致癌性、致畸性、致突变性和内分泌干扰毒性[3]，长期积累可导致畸形、癌变和致突变，并有可能致胎儿畸形、死亡和诱发肝癌等[4]。近年来发生了多起因增塑剂导致的食品安全事件，受到了人们越来越多的关注。美国食品药品管理局（FDA）已经对含有DEHP的包装材料进行了限制，EPA将DEHP等6种酞酸酯类化合物列为优先控制污染物。德国所有与人体卫生或者食品相关的塑料制品中禁止使用DEHP作为增塑剂。日本在食品加工过程中禁止使用含有DEHP的塑胶手套。欧盟对儿童使用的与口接触的PVC材料玩具中的6种酞酸酯类化合物总量进行了限定。因此，食品中DEHP的分析检测方法已成为研究热点，本文对近年来食品中DEHP分析的前处理方法和检测方法进行了总结和评述。

图1 DEHP的基本结构Fig.1 Basic structure of DEHP

1 增塑剂DEHP样品前处理方法

食品由于含有大量纤维、脂肪分子，基质复杂，干扰多，因而通过选择合适的前处理方法减少干扰是检测食品中DEHP的关键。样品的前处理过程一般包括提取、净化和浓缩三个步骤，前处理后可以浓缩待测痕量组分和消除基体干扰，从而可以提高方法的灵敏度。常用的前处理方法主要有索氏提取法、超声波提取法、固相萃取法和固相微萃取法等。

1.1 索氏提取法

索氏提取法是利用目标物和提取溶剂之间的极性关系，进行多级萃取的方法。因其选择性好、能耗低、设备简单等优点，通常作为GC、GC-MS样品前处理的方法。王家文等[5]选取市售8份冬瓜作为待测样品，以三氯甲烷为提取溶液索氏提取16h，然后对冬瓜中的DEHP进行GC-MS分析。Bonini M等[6]用乙酸乙酯作为提取剂，索氏提取食品用冷冻袋内的DEHP，用氢火焰离子化检测器进行气相色谱分析。张双灵[7]优化了塑料样品前处理的提取方式、试剂和时间，以乙醚为提取溶剂，索式提取4h，建立了食品塑料袋（PVC、PE）中DEHP气相色谱检测方法。汪倩等[8]选取被DEHP污染的茄子（果实）作为实验样品，以二氯甲烷为提取溶剂，65℃条件下索氏提取，净化后进行气相色谱分析。索氏提取方法提取率高，设备简单，但索氏提取技术提取时间较长，受提取物的干扰较大，提取过程消耗大量溶剂，花费较高并且对环境造成二次污染，不适合批量处理样品。同时，索氏提取法操作繁琐费时，多步操作容易导致分析物流失，影响痕量分析结果。超声波提取法有效克服了上述弊端，具有耗时短、操作简便等优点，已经得到越来越广泛的应用。

1.2 超声波提取法

超声波提取目标物是基于超声波的空化作用，主要是通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力，从而实现萃取分离的技术，常应用于中药材、各种动植物和食品添加剂有效含量的提取。王丽霞等[9]将烧饼、麻花和馒头样品用同种塑料食品袋与纸袋分别盛装30m in，碾碎后以丙酮和石油醚（1∶3）为提取液，超声波提取15m in，经Fiorisil柱净化浓缩后用GC测定增塑剂DEHP。Hao-Yu Shen[10]以正己烷为提取液，超声波提取25种食品用塑料制品中的8种邻苯二甲酸酯（包括DEHP），然后采用GC-EI-SIM-MS方法进行检测。张连波等[11]建立了测定植物纤维食品包装中邻苯二甲酸酯类增塑剂的气相色谱方法，先用正己烷超声提取样品中的增塑剂，提取液经硅胶固相萃取柱净化和HP-5毛细管柱分离，然后用FID检测器检测包括DEHP在内的5种邻苯二甲酸酯类增塑剂。卢春山等[12]选用不含油脂的固体或半固体样品为试样，以丙酮-正己烷混合液为提取液，超声提取60m in，气相色谱-质谱测定DEHP。超声波提取因提取温度低、提取率高、提取时间短、适应性广等特点被越来越多的应用于提取各种食品及食品包装中的增塑剂，但受超声波衰减因素的制约，超声有效的作用区域是一个环形，如果提取罐的直径太大，在罐的周壁就会形成超声空白区，提取效率会有所降低。此外，超声提取需要优化提取试剂、提取时间、提取温度等条件，提取后需要进一步净化样品，程序较为繁琐。

1.3 固相萃取法

固相萃取法是基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对医药、食品、化工等进行富集、分离、净化的前处理方法，是一种环境友好的分离富集技术，固相萃取通常与溶剂提取联用净化样品。在固相萃取中，首先将液体样品通过吸附剂，吸附被检测物质，再选用适当强度的溶剂冲去杂质，最后用少量对被测物质具有很好洗脱作用的溶剂进行洗脱，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。表1对相关文献中DEHP样品的固相萃取方法进行了综述。

固相萃取是目前最好的试样前处理方法之一，具有分离效果好、有机溶剂用量少、操作简单、便于自动化等优点，克服了溶剂萃取干扰大、回收率低的缺点，在国外已逐渐取代传统的液-液萃取而成为样品预处理的有效方法[21]，但固相萃取需要根据萃取物的种类选择不同的柱填充物和使用不同的有机溶剂进行解吸。

表1 DEHP样品的固相萃取方法Table1 Solid-phase extraction for DEHP samples

固相微萃取（SPME）在固相萃取的基础上发展而来，保留了其所有的优点，摒弃了其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病。固相微萃取方法分为萃取和解吸两步，具有吸附涂层的萃取纤维暴露在样品中进行萃取，然后将已完成萃取过程的萃取器针头插入气相色谱进样装置的气化室内，使萃取纤维暴露在高温载气中，并使萃取物不断地被解吸下来，进入后序的气相色谱分析。Yong-Lai Feng等[22]建立了顶空固相微萃取技术测定牛奶样品中邻苯二甲酸酯（HS-SPME）的方法，牛奶样品在90℃条件下与氯化钠混合，SPME纤维提取60m in，然后进GC-MS分析。CARRILLO JD等[23]通过优化温度、样品体积、氯化钠浓度等条件，建立了测定葡萄酒中包括DEHP在内的邻苯二甲酸酯的顶空固相微萃取气相色谱-质谱法（HS-SPME-GC-MS），并对不同固相微萃取纤维进行了比较与选择。王超英[24]采用65μm聚二甲基硅烷/乙烯苯（PDMS/DVB）涂层，在室温下按1100r/m in速度搅拌，萃取30m in，纯乙腈解吸，解吸2m in的优化SPME条件，应用SPME-HPLC方法测定了环境中的痕量DEHP。SPME集采样、萃取和富集于一体，其优点是简单快速、操作步骤少、需要的样品量少，不需柱填充物和有机溶剂，对环境友好，已经被成功应用于食品等样品中挥发以及半挥发有机化合物的前处理。

1.4 其他方法

快速溶剂萃取（ASE）是指在较高温度和压力下用有机溶剂对固体或半固体样品进行萃取的方法，在食品分析中通常被用来检测熟肉食品、奶制品和水果蔬菜中的农药残留以及添加剂、增塑剂的含量是否与标签要求相符合等。张桃英等[25]采用10%的丙酮/正己烷混合溶剂，100℃、10MPa下静态萃取5m in，60%溶剂冲洗，60s氮气吹扫，循环2次的条件下快速提取待测物质，在保证准确度的前提条件下，在较短的前处理时间和较少的试剂条件下提取了待测物质。李波平等[26]采用二氯甲烷作为溶剂，120℃、10.3MPa下静态萃取3m in，60%溶剂冲洗，30s氮气吹扫，循环3次的条件萃取了DEHP，采用反相高效液相色谱技术测定了塑料中DEHP的含量。ASE在食品分析中具有速度快、节省溶剂、基体影响小、自动化程度高、不同基体可用相同的萃取条件等优势。

凝胶渗透色谱法（GPC）是使被测高聚物的溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。该方法不仅可用于小分子物质的分离和鉴定，而且还可以用来分析化学性质相同分子体积不同的高分子同系物。对油脂类样品具有净化效果，并可一次性连续在线完成样品的预浓缩、净化、分离和精确定量等过程，具有自动化程度高、方便快捷等优点。张会军等[27]建立了辣椒酱中包含DEHP在内的14种邻苯二甲酸酯类环境激素的高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）检测方法，样品通过石油醚超声提取30min，GPC净化，氮吹浓缩后，以乙腈-水为流动相，经Warters-C18液相色谱柱分离，进行HPLC-DAD分析。卢跃鹏等[28]将塑料桶装食用油样品用环己烷-乙酸乙酯稀释，涡旋混匀，经Bio-Bead S-X3凝胶柱净化后，采用气相色谱-质谱在选择离子检（SIM）模式下对DEHP等四种邻苯二甲酸酯类增塑剂进行定性定量分析。

2 增塑剂DEHP样品分析方法

2.1 色谱分析法

表2 DEHP样品的色谱分析方法Table2 Chromatographymethods for DEHP samples

色谱法是目前检测增塑剂最为常用的方法，报道过的色谱检测方法有气相色谱法（GC）、液相色谱法（HPLC）、气质联用（GC-MS）、液质联用（HPLCMS）等[29]。由于增塑剂在结构上存在着高度相似性，且样品中含量较低，定性和定量能力较差。GC、HPLC是目前为止较成熟的主流方法，先分离后检测的色谱技术在定性定量水平上基本可以满足常规DEHP检测要求，但随着研究不断深入，对增塑剂DEHP检测水平的要求不断提高，兼具GC、HPLC高分离能力和质谱（MS）高灵敏度的仪器联用方法（GC-MS、HPLC-MS）应用日益广泛。表2列出了不同色谱分析法检测不同样品中DEHP的应用情况。

2.2 其他检测方法

分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。黄晓东等[42]利用正己烷萃取饮用纯净水中的DEHP，氮吹至干后用甲醇定容，建立了紫外分光光度法测定其含量，加标回收率为88.9%～97.7%，该方法简便、快速，实验成本较低，并且检测限低于国家标准。

荧光光谱法因具有灵敏度高、线性关系好、精密度高等特点，在分析测试中得到了较为广泛的应用。周志明等[43]采用超声提取DEHP，在碱性条件下水解生成邻苯二甲酸钠，置于pH为7.6的磷酸盐缓冲溶液中，同Fenton反应产生羟基自由基，最后生成具有荧光的羟基邻苯二甲酸钠，通过测量荧光强度间接得出DEHP的含量。

傅立叶变换红外光谱在定量分析方面也有广泛的应用，该方法简单，不需要进行样品的前处理，结果可靠，适用于流水线质量控制。王成云等[44]将PVC样品熔融热压，制成薄膜后用傅立叶变换透射红外光谱测试，记录DEHP酯羰基吸收峰的峰面积，经厚度修正后，做出峰面积DEHP含量的关系曲线，求得线性回归方程，由线性回归方程和待测样品修正后的酯羰基峰面积求出待测产品中的DEHP含量。

近红外分析技术因简单、快速、无需样品前处理等优点，在食品、农业、石油化工、烟草、生物医学等行业得到了广泛应用。陈贵平等[45]采用聚醚砜膜对饮料中的DEHP进行富集，不经洗脱直接对富集膜进行近红外光谱测定，参考DEHP的透射近红外光谱，建立偏最小二乘（PLS）模型，并用所建立的校正模型对校正集样品进行预测，提高了光谱分析的灵敏度，达到微量检测DEHP的目的。然而，由于近红外检测的灵敏度低，对微量（ppm）级的DEHP较难测定。

3 结论

综上所述，DEHP的分析检测技术已经取得重要进展，很多方法的检出限达到了pg和ng级。目前兼具高分离能力（GC、HPLC）和高灵敏度检测能力（质谱MS）的仪器联用技术，如GC-MS、HPLC-MS渐渐取代GC、HPLC成为了主流，已经可以基本满足常规检测要求，但样品预处理的过程往往步骤繁琐、耗时长、化学试剂消耗量大、回收率不理想，因此在整个分析过程中样品预处理十分重要。在食品和塑料样品DEHP检测中，样品提取以索氏提取、超声波提取、固相萃取和固相微萃取为主，配合快速溶剂萃取和凝胶渗透等方法进行预分离，但由于DEHP基质复杂多样，上述方法对样品中靶标物DEHP的富集能力有限，而高新技术如纳米技术、膜处理技术仍处于研究阶段，还未正式投入到实验检测中，因此，探索高效并且简单的预处理方法将是今后DEHP分析检测研究的重点和方向。

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