食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的GC-MS定量分析与迁移特性研究

蔡 艳，赵家青，贺小雨，杨震峰,

（1.浙江万里学院生物与环境学院，浙江 宁波 315100；2.宁波出入境检验检疫局，浙江 宁波 315012）

随着人们对食品安全问题的关注，来自包装材料的二次污染日益受到重视。塑料包装材料中的增塑剂向食品迁移是食品污染的重要来源之一，2005年的“保鲜膜风波”、2011年的台湾塑化剂污染食品事件以及2012年白酒塑化剂事件均是如此。聚氯乙烯，聚乙烯，聚偏氯乙烯作为3种最常用的食品包装材料，通常需要添加一定量的增塑剂，以增加其延展性和柔软度[1-2]。其中，邻苯二甲酸酯和己二酸酯是食品包装材料中应用最广泛的两种增塑剂[1,3]。

邻苯二甲酸酯类（phthalate acid esters，PAEs）属环境内激素，会对人体的生殖系统、免疫系统以及消化系统造成严重危害，尤其以邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（bis-(2-ethylhexyl) phthalate，DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate，DBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（diisobutyl phthalate，DIBP）的应用最为广泛[1-7]。己二酸酯类增塑剂（adipate acid esters，AEs）是生物内分泌干扰素，可干扰人体激素的分泌，且己二酸酯类中的己二酸二（乙基己基）酯（bis-(2-ethylhexyl) adipate，DEHA）属于三类致癌物，在体内长期积累会导致畸形、癌变和致突变[8-11]。由于邻苯二甲酸酯和己二酸酯与食品包装材料并非以共价键相结合，因此与内装食品接触时，在一定时间、温度、湿度、压力等条件下会释放并迁移至食品中，并随食品而转移至人体内，对人体构成危害[12-17]。近年来，在与塑料包装材料相接触的肉、橄榄油、水等食物中均检测出了邻苯二甲酸酯和己二酸酯[18-21]。因此，很多国家和组织纷纷出台标准和法规，明确指出食品包装材料中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的最大使用量和迁移限量，如最新欧盟法规2011/10/EC（食品接触塑料及容器）中规定DEHP的含量和迁移量必须小于0.1%和1.5 mg/kg，食品包装材料中DEHA向食品中的迁移量必须小于18 mg/kg（食品中）[22]；我国已出台的GB 9685—2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》中限制DEHP、DBP、邻苯二甲酸丁基苄基酯（benzylbutyl phthalate，BBP）、DEHA等的使用[23]；GB/T 21911—2008《食品中邻苯二甲酸酯的测定》对食品中邻苯二甲酸酯的管控达到16 种[24]。

日常生活中食用油通常由塑料桶包装，由于食用油长时间的浸泡、摩擦以及溶解等物理作用，使得塑料包装材料中邻苯二甲酸酯和己二酸酯逐步向食用油迁移，且贮藏的温度越高，其迁移的风险提高。因此，本实验采用有机溶剂超声萃取法，利用气相色谱-质谱-选择离子监测技术（gas chromatography-mass spectrometry-selected ion monitoring，GC-MS-SIM）检测食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯，外标法测定食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的含量，并研究其在不同温度条件下的定量迁移规律，为控制食品安全生产、储运过程中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的污染提供理论依据和方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

某品牌食用玉米油 PET塑料桶装（1 L） 市售；16 种邻苯二甲酸酯混合标准品溶液（1 000 μg/mL）：邻苯二甲基二甲酯（dimethyl phthalate，DMP）、邻苯二甲基二乙酯（diethyl phthalate，DEP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（bis-(2-methoxyethyl) phthalate，DMEP）、邻苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（bis-(4-methyl-2-pentyl) phthalate，BMPP）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（bis-(2-ethoxyethyl) phthalate，DEEP）、邻苯二甲酸二戊酯（dipentyl phthalate，DPP）、邻苯二甲酸二己酯（dihexyl phthalate，DHXP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（bis-(2-nbutoxyethyl) phthalate，DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（dicyclohexyl phthalate，DCHP）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二正辛酯（di-n-octyl phthalate，DNOP）、邻苯二甲酸二壬酯（dinonyl phthalate，DNP）、己二酸二（2-乙基己基）酯 德国Dr.Ehrenstorfer公司；己二酸二乙酯（diethyl adipate，DEA）、己二酸二丁酯（dibutyl adipate，DBA） 国药集团化学试剂有限公司；己二酸二异丁酯（bis-(2-methylpropyl) adipate，DIBA）、己二酸二（2-丁氧基乙基）酯（bis-(2-butoxyethyl) adipate，BBOEA）上海梯希爱化成工业发展有限公司；正己烷（色谱纯）美国Honeywell公司；乙酸乙酯、环己烷、甲醇、乙腈（均为色谱纯） 美国Mreda公司。

1.2 仪器与设备

DSQⅡ气相色谱-质谱联用仪 美国赛默飞世尔科技有限公司；KQ-300GVDV超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司；KL512氮吹仪 北京康林科技有限公司；THZ-82B往复式气浴恒温振荡器 金坛市科析仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 邻苯二甲酸酯和己二酸酯标准溶液的配制

取5 种己二酸酯标准品，用正己烷稀释定容，配制成质量浓度1 000 μg/mL的标准储备溶液，置于4 ℃冰箱中保存备用。将己二酸酯标准储备液和16 种邻苯二甲酸酯混合标准溶液，用正己烷依次配成质量浓度为0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的标准系列，于GC-MS分析测定。

1.3.2 玻璃器皿处理方法

为避免实验器皿中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的污染，实验过程使用玻璃器皿，并且所有玻璃器皿经过超纯水淋洗3 次，丙酮超声，200 ℃烘烤2 h，冷却至室温备用。

1.3.3 样品前处理

样品前处理参照GB/T 21911—2008《食品中邻苯二甲酸酯的测定》，并对提取溶剂作出修改。取食用油样品4.0 g于玻璃试管中，加入6.00 mL乙腈，超声10 min后取出静置，取上清液，重复上述步骤2 次，氮吹吹干，加入1 mL正己烷漩涡10 s，0.45 µm有机滤膜过滤后于GC-MS分析，平行3 次测样。

1.3.4 色谱条件

色谱柱：TG-5MS石英毛细柱（30 m×0.25 mm，0.25 µm）；升温程序：80 ℃保持2 min，以20 ℃/min升至200 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至280 ℃，保持5 min；载气（He）流速1.0 mL/min；进样量1.0 µL；不分流进样。

1.3.5 质谱条件

电子电离（electron ionization，EI）源；电子能量70 eV；传输线温度250 ℃；离子源温度250 ℃；选择离子监测模式，监测离子（m/z）：45、57、59、104、111、129、149、163、185、225；溶剂延迟5 min。

1.3.6 迁移温度的选择及迁移规律研究

由于在室温条件下，塑料桶装中邻苯二甲酸酯和己二酸酯在储藏、运输过程中大部分已转移入食用油中，因此在迁移实验中考察在30、40、50 ℃和60 ℃条件下，食用油中PAEs和AEs迁移量随时间的变化趋势。将食用油样品置于30、40、50 ℃和60 ℃的气浴恒温振荡器中封口静置保存，每隔3 d取样，按照1.3.3节和1.3.5节方法定期检测食用油中PAEs和AEs的含量，进行3 次平行实验，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 有机溶剂的影响

以邻苯二甲酸酯和己二酸酯总含量为研究对象，考察提取溶剂对增塑剂提取率的影响。称取食用油4.0 g左右于玻璃试管中，分别加入V（乙酸乙酯）∶V（环己烷）=1∶1、乙酸乙酯、正己烷、乙腈、甲醇提取溶剂10.00 mL，按1.3.3节方法进行处理后于GC-MS分析。实验发现V（乙酸乙酯）∶V（环己烷）=1∶1、乙酸乙酯和正己烷与食用油样品超声后有部分相溶，乙腈、甲醇萃取得到食用油样品中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的平均总含量分别为0.323 5、0.253 μg/g，因此后续实验选用乙腈作为食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的有机提取剂。

2.2 料液比的影响

以邻苯二甲酸酯和己二酸酯总含量为研究对象，考察料液比对提取率的影响。称取食用油4.0 g左右于玻璃试管中，每次加入2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL乙腈，按1.3.3节方法进行处理后于GC-MS分析，结果如图1所示。

图1 物料比对邻苯二甲酸酯和己二酸酯总含量的影响Fig.1 Effect of ratio of oil to acetonitrile on the summed amount of PAEs and AEs

随提取溶剂的比例上升，样品中邻苯二甲酸酯和己二酸酯总量的提取率升高，当物料比达到1∶3后1 g食用油样品中PAEs和AEs提取总量上升趋缓，甚至由于体积增大而略降低了PAEs和AEs的回收率，考虑到乙腈对环境的毒性，因此，选用1∶3（g/mL）作为食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯总量的最佳料液比。

2.3 方法的线性范围和检出限

采用峰面积外标法定量，以质量浓度（0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL）为横坐标，峰面积为纵坐标，建立标准曲线。采用选择离子监测模式（GC-MSSIM）测定21 种邻苯二甲酸酯和己二酸酯，其总离子流色谱图见图2。各组分的色谱峰分离效果较好，根据RSN=3和RSN=10得到各物质的检出限（limit of detection，LOD）和定量限（limit of quantification，LOQ）。21 种邻苯二甲酸酯和己二酸酯的保留时间、线性方程、相关系数（R2）、检出限以及定量限见表1。

图2 邻苯二甲酸酯和己二酸酯总离子流色谱图Fig.2 Total ion current chromatogram of PAEs and AEs

表1 邻苯二甲酸酯和己二酸酯线性回归方程及检出限Table 1 Recoveries, LODs and LOQs of PAEs and AEs

2.4 方法的回收率和精密度

通过在4.0 g食用油中添加100 μL质量浓度1.0 μg/mL的混合标准储备液，按照1.3.3节方法进行前处理后，在1.3.4节和1.3.5节条件下进行检测，计算回收率。由表2可知，样品加标回收率在82.74%～111.01%之间，相对标准偏差为2.56%～6.01%之间，能够满足样品测试要求。

表2 21 种邻苯二甲酸酯和己二酸酯的加标回收率和精密度（n=3）Table 2 Recoveries and precision (expressed as RSD) of 21 PAEs and AEs (n=3)

2.5 食用油中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的测定及迁移特性研究

根据本研究建立的测定方法对市售食用油样品进行检测，对照标样色谱图，检出桶装食用油中的酯类有：DMP、DBP、DEHP和DEHA。

实验考察了食用油在30、40、50 ℃和60 ℃条件下，DMP、DBP、DEHP和DEHA的迁移量随时间的变化规律。发现DEHA在不同温度条件下，迁移量随时间变化不明显，在不同温度条件下，DEHA含量分别从0.011 4 μg/g增加至0.012 2 μg/g（30 ℃），0.012 1 μg/g增加至0.012 6 μg/g（40 ℃），0.010 2 μg/g增加至0.010 4 μg/g（50 ℃），0.010 1 μg/g增加至0.010 6 μg/g（60 ℃），说明温度对DEHA的迁移量影响不大，DEHA在室温条件下已趋于迁移平衡，而DMP、DBP和DEHP在不同温度条件下迁移量较为明显，结果如图3所示。

由图3可以看出，在不同接触温度条件下，DMP、DBP和DEHP的迁移量均有呈上升趋势，接触温度相同，接触时间越长，迁移量越大，说明随着时间延长，塑料包装材料中DMP、DBP和DEHP溶出量增加。由图3A可知，DMP的含量分别从0.167 μg/g增加至0.231 2 μg/g（30 ℃），0.169 μg/g增加至0.301 2 μg/g（40 ℃），0.198 μg/g增加至0.311 2 μg/g（50 ℃），0.218 μg/g增加至0.313 μg/g（60 ℃），DMP在30、40 ℃和50 ℃条件下于9 d左右基本趋于平衡，在60 ℃条件下，于3 d左右基本趋于迁移平衡（0.301 μg/g），说明温度升高，DMP在塑料包装材料和油样之间的平衡时间缩短。由图3B可知，DBP在不同温度条件下，迁移量随时间变化趋势较为明显，且在0～15 d期间，由于塑料包装材料和油样之间增塑剂浓度的差异，DBP的迁移速率较大，迁移量增长迅速。随着放置时间的延长，迁移变得较为缓慢，迁移量的变化幅度减小。DBP在60 ℃条件下，第9天时，DBP的含量已达到0.51 μg/g，其值已超过了EC规定的总迁移量上限0.3 mg/kg。由图3C可知，DEHP在不同温度条件下，迁移量随时间变化趋势与DBP基本相似，温度升高，迁移量增加，在第18天时趋于迁移平衡，达到0.844 9 μg/g。

图3 DMP、DBP、DEHP在不同温度条件下迁移趋势Fig.3 Migration amounts of DMP, DBP and DEHP at different temperatures

3 结 论

本实验采用超声溶剂提取法提取塑料桶装食用油中的邻苯二甲酸酯和己二酸酯，并建立GC-MS-SIM分析方法同时检测邻苯二甲酸酯和己二酸酯，该方法具有前处理简单、选择性好、回收率高、定量准确等特点，并研究不同温度条件下食用油中PAEs和AEs的迁移量，实验发现食用油在长期运输和储藏过程中存在PAEs和AEs的溶出隐患，且食用油中的PAEs和AEs还与储存温度以及时间有关，接触温度越高，接触时间越长，塑料包装材料中的PAEs和AEs迁移的风险提高，但基本低于食品中PAEs和AEs的限量标准。

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