气质联用法快速测定进出口白酒中3种邻苯二甲酸酯
2015-10-31魏斌马卉魏云计朱臻怡冯民陆井莲吉玉辉韩阅叶何健
魏斌马卉魏云计朱臻怡冯民陆井莲吉玉辉韩阅叶何健
(1.淮安出入境检验检疫局 江苏淮安 223001;2.泰州出入境检验检疫局)
气质联用法快速测定进出口白酒中3种邻苯二甲酸酯
魏斌1马卉2魏云计1朱臻怡1冯民1陆井莲1吉玉辉1韩阅叶1何健1
(1.淮安出入境检验检疫局 江苏淮安 223001;2.泰州出入境检验检疫局)
根据国内外相关法规及实际检测需要,采用氮吹除去乙醇后正己烷提取白酒中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二异壬酯,建立了气相色谱仪质谱法测定进出口白酒中的3种邻苯二甲酸酯。在0.01-2 mg/L浓度范围内3种邻苯二甲酸酯均有良好的线性关系,相关系数分别为0.9980,0.9982和0.9988,添加回收率为77.8%-95.3%,相对标准偏差为2.9%-7.6%(n=5),符合进出口白酒日常检测要求。
邻苯二甲酸二丁酯;邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯;邻苯二甲酸二异壬酯;气相色谱质谱法;白酒
1 前言
邻苯二甲酸酯类化合物(phthalates,PAEs)是塑料工业中常见的塑化剂,它能增加塑料的可塑性和柔韧性。近几年PAEs被归类为疑似环境荷尔蒙,其生物毒性主要属雌激素与抗雄激素活性,可能会损害人体生殖系统甚至引发癌症[1],尤其是邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)及其代谢物质结构类似于荷尔蒙,可使男性精子异常并使女性性早熟,对幼儿的危害更大,可能使幼儿性别错乱和生殖器短小[2]。白酒生产过程中PAEs主要源于酒泵进出乳胶管、塑料输酒管、封酒缸塑料布、塑料接酒桶、成品酒塑料内盖、成品酒塑料包装等。由于白酒中的主要成分是乙醇,PAEs在乙醇中迁移率比较高,因此成品白酒中不可避免地产生PAEs的迁移。我国允许在非脂肪性及婴儿食品的容器和包装材料中使用DEHP和邻苯二甲酸二丁酯(DBP),但食品中DEHP、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和DBP在食品中的最大残留量分别为1.5 mg/kg、9 mg/kg和0.3 mg/kg[3],且DEHP和DBP不允许直接加入到食品中,它们已经被列入“食品中可能违法添加的非食用物质”的黑名单,如检出应排查是否为人为添加。进口食品应当符合我国相关法规及规范,因此对于进口白酒应当检测上述3种PAEs并符合原卫生部之规定。欧盟对于食品中DEHP与DBP的规定和限量与我国类似,并规定DEHP和DBP在终端产品中不得超过0.1%和0.05%;韩国对酒类PAEs的限量也有规定,其中对DEHP的控制比我国更为严格,直接导致2013年退运我国出口白酒事件;台湾“卫生署”对食品中PAEs的每日耐受摄入量(TDI)规定为DEHP为0.05mg,DBP为0.01mg,DINP(DIDP)为0.15 mg。因此在进出口白酒的检测中均有DBP、DEHP和DINP的检测项目。
目前有关PAEs测定方法主要有气相色谱法(GC)[4]、高效液相色谱法(HPLC)、气质联用法(GCMS)[5]、液相色谱质谱法(LC-MS)[6]和液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)[7]。但目前尚未有专门以进出口白酒中为基质进行PAEs检测的标准,检测机构一般主要参考《GB/T 21911-2008食品中邻苯二甲酸酯的测定》中“不含油脂试样”的处理方法,以及《SN/ T 3147-2012出口食品中邻苯二甲酸酯的测定》中“不易乳化液体样”的处理方法,此两项标准方法涉及基质种类较多,未针对白酒这一多醇多酯基质进行详细讨论。
2 材料与方法
2.1材料
2.1.1仪器
气相色谱-质谱联用仪:Thermo Trace-DSQII配有EI离子源,美国Thermofisher公司;HP-5MS弹性石英毛细管(30m×0.25mm×0.25μm):美国安捷伦公司;电子天平:PB-203E型,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;恒温氮吹装置:N-EVAP14165型,美国Organomation联合公司;超声仪:sb-5200型,宁波新芝科技;具塞玻璃离心管、玻璃胶头滴管、玻璃移液管:天津玻璃仪器厂,使用前采用分析纯乙酸乙酯淋洗一遍。
2.1.2试剂
标准品:邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯,德国Dr. Ehrenstorfer公司;正己烷、乙酸乙酯:色谱纯,德国Merck公司;乙酸乙酯、NaCl、无水Na2SO4:分析纯,南京化学试剂有限公司。
2.1.3试验样品
白酒:部分选自进出口企业送检样品,部分为周边市场购买。
2.2方法
2.2.1样品预处理
用玻璃吸管转移并用天平准确称量白酒5g(精确到0.01 g)于10 mL玻璃氮吹管中,以10 psi的压力氮吹约10 min,至液体明显减少且无明显酒味;加入2 mL正己烷溶解,涡旋1 min,超声5 min;将超声后的乳浊液静置分层,用玻璃滴管吸取上层正己烷层1 mL,上机。
2.2.2仪器条件
气相色谱条件:进样体积1.0 μL,进样口温度250°C,不分流进样,载气流速氦气1.0 mL/min,柱温箱初始温度60°C,保持1 min,20°C/min升至220°C,保持1 min,5°C/min升至280°C,保持4 min。
质谱条件:电离模式为电子轰击(EI),离子源温度200°C,传输线温度280°C,溶剂延迟时间为6 min。数据采集方式:分时段选择离子监测(SIM)方式,6 min-15 min定量离子为m/z 149,定性离子为m/z 121 205 223;15 min-end,定量离子为m/z 149,定性离子为m/z 113 127 279 293。
2.2.3标准溶液配制
用小型玻璃吸管吸取微量标准液并逐滴添加到10 mL容量瓶中约0.02 g(精确到0.0001 g),加入色谱纯级正己烷溶解并定容得到较大浓度标准储备液,再通过稀释配制得到100 mg/L大浓度标准储备液,再逐级稀释到2、1、0.5、0.1、0.05、0.01 mg/L的系列标准液工作组。
3 结果与讨论
3.1前处理方法
比较了乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷等几种常见的有机提取溶剂。结果显示乙腈提取效果与正己烷差不多,但不易与水分层;丙酮提取后回收率只有40%-60%,不能满足要求;乙酸乙酯提取后色谱图杂峰变多,对仪器有一定的干扰,最后选择正己烷进行提取。由于乙醇对PAEs的溶解性很好,经过水浴加热蒸发乙醇后提取可有效提高回收率,但耗时较多,考虑到进出口白酒批次多、时效性强,本方法采用氮吹法除去乙醇。加入NaCl或者Na2SO4盐析未见回收率明显增加,反而有带入塑料试剂瓶中PAEs的风险,因此不予采用。直接用正己烷提取简单快捷,回收率能满足检测要求,与国标方法一致,使得检测机构出证具有参考性。《SN/T 3147-2012出口食品中邻苯二甲酸酯的测定》中还有QuEChERS及SPE前处理方法,但均针对不含油脂固体或半固体试样以及含油脂试样,对以醇酯为主要杂质的白酒并不适用,因此未予采纳。
3.2除去乙醇的必要性
国标方法中没有要求必须除去乙醇,但从实际检测角度来看,乙醇不仅会对仪器离子源中的灯丝以及非极性色谱柱有一定损害[8],而且白酒中多种复杂的挥发成分会对检测造成干扰,尤其是对较低浓度DBP的检测存在干扰,图1为DBP浓度为50 μg/kg左右的阳性样品氮吹前后色谱对比图。
图1 DBP浓度为50 μg/kg左右的阳性样品氮吹前后色谱对比图
图1显示,在氮吹前DBP峰周围杂峰较多,主峰型左侧有为分离的干扰物质,会造成测量结果偏大。氮吹后干扰物质明显减少,且峰型较为标准。在检测较大添加浓度样品时,则对检测结果干扰较小。
3.3色谱的定性与定量
本研究使用中弱极性的毛细管色谱柱,hp-5ms,为目前检测PAEs最常用色谱柱,具有分离度好、峰型好、不拖尾和出峰时间适中的优点。由于m/z 149为大多数PAEs的主要特征离子碎片且丰度大于90%,因此以m/z 149为定量离子。图2(a)为0.5 mg/kg混合标准液的SIM模式下总离子色谱图,(b)为添加了0.2 mg/kg混合标准液的白酒样品(考虑到浓缩倍数后相当于检测浓度为0.5 mg/kg),(c)为20.04-21.17 min区间以m/z 149为定量离子提取的多重火焰型峰,为DINP特有的峰型,定量积分时应手动选取整个火焰峰区间的峰面积之和。从图2中可以看出,白酒中添加物质与标准物质出峰时间一致,且目标物周围无杂峰干扰,可以有效的定性与定量。
图2 3种PAEs总离子色谱图
3.4方法的线性相关系数、添加回收率及方法检测限
将2、1、0.5、0.2、0.1、0.05 mg/kg的系列标准液工作组按照仪器方法上机检测,DBP与DEHP在1-0.05mg/kg范围内的线性相关系数(r2)分别为0.9980和0.9982,DINP在2-0.1 mg/kg范围内r2为0.9988,说明线性关系良好。在白酒样品中添加浓度为0.1、0.2和0.5 mg/kg的3种PAEs的混合标准溶液制成添加回收样品,经5次平行检测,结果见表1。
表1 白酒中3种PAEs在3个添加水平下的平均回收率和相对标准偏差(n=5)
表1显示,扣除白酒中本底PAEs后回收率为77.8%-95.3%,相对标准偏差(RSD)为2.9%-7.6%。以实验中信噪比S/N≥3确定检出限(LOD),DBP为0.01 mg/kg,DEHP为0.02 mg/kg,DINP为0.05 mg/kg;以S/N≥10确定定量限(LOQ),DBP为0.03 mg/kg,DEHP为0.05 mg/kg,DINP为0.18 mg/kg。方法满足进出口白酒的检测要求。
3.5实际样品测定
选择18种白酒样品(从市场价格上涵盖了中高低各个品牌档次)以及本地小酒坊生产的无品牌塑料瓶装白酒进行3种PAEs检测,结果见表2。
表2 18中白酒样品3种PAEs检测情况(重新制表)
表2显示,DBP含量在0.015-1.16 mg/kg之间,有3个样品不合格(根据迁移量限值0.3 mg/kg判断);DEHP含量在0.007-0.043 mg/kg之间,均合格(根据迁移量限值1.5 mg/kg判断);DBP与DEHP检测中,仪器显示值低于LOD值,判定为未检出;DINP均未出峰,判定为未检出。
4 结论
结合国内外对白酒中PAEs迁移的规定,建立了白酒中DBP、DEHP和DINP 3种PAEs的气相色谱质谱法。该方法切合国标,简单快速,灵敏度高,定量准确,重现性好,适合进出口白酒的快速检测。
[1]王红,彭瑾,朱宽正,等.白酒塑化剂危害及应对措施[J].中国卫生检验杂志,2014,24(4):601-606.
[2]Swan S H,Main K M,Liu F,et al.Decrease in anogenital distance among male infants with prenatal phthalate exposure[J]. Environ Health Perspect,2005,113(8):1056-1061.
[3]卫生部办公厅通报食品及食品添加剂中邻苯二甲酸酯类物质最大残留量的函[Z].卫生监督函[2011]551号,2011.6.22.
[4]卢艳,杜丽平,乔阳,等.气相色谱法测定茶叶中邻苯二甲酸酯[J].分析实验室,2015,34(2):194-198.
[5]张芳梅,牟振波,陈中祥,等.气相色谱质谱法测定水产品中15种邻苯二甲酸酯[J].中国渔业质量与标准,2013,3(2):36-42.
[6]郑荣,许勇,于建,等.色谱-质谱联用技术测定化妆品中25种邻苯二甲酸酯[J].分析实验室,2014,33(7):864-868.
[7]于建,许勇,郑荣,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定化妆品中23种邻苯二甲酸酯类化合物[J].日用化学工业,2014,9(44):531-533.
[8]蔡冠梁.气相色谱-质谱仪离子源灯丝的修复[J].分析仪器,1995,4:53-54.
Determination of DBP,DEHP and DINP Residues in Import-Export Liquor by GC-MS
Wei Bin1,Ma Hui2,Wei Yunji1,Zhu Zhenyi1,Feng Min1,Lu Jinglian1,Ji Yuhui1,Han Yueye1,He Jian1
(1.Huaian Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Huaian,Jiangsu 223001;2.Taizhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau)
Pursuant to relevant laws and regulations in domestic and abroad,a method was developed for the determination of dibutyl phthalate(DBP),bis(2-ethylhexyl)phtalate(DEHP)and diisononyl phthalate(DINP)in liquor by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)with n-hexane as extraction solvent which was compared with several usual solvents.The mass concentration of DBP,DEHP and DINP was linear with peak area in the range of 0.01-2 mg/L with the correlation coefficient of 0.9980,0.9982 and 0.9988.The recovery was in the range of77.8%-95.3%,the relative standard deviation of detection results was in the range of 2.9%-7.6%(n=5).The method is suitable for the determination of DBP,DEHP and DINP in import-export liquor.
DBP;DEHP;DINP;Gas Chromatography-Mass Spectrometry;Liquor
O657.63
E-mail:seuwei@126.com
2015-04-28