超高效液相色谱法测定食品包装材料中五种抗氧化剂迁移量

张勇　杨悦　齐欲莎　冯海龙

摘 要：采用水基模拟物（蒸馏水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模拟物（异辛烷），建立了超高效液相色谱法测定食品包装材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA等5种抗氧化剂迁移量的检测方法。结果表明：在2.00～100.00 mg/kg浓度范围内，具有良好的线性关系，相关系数≥0.999 5；检出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范围1.50～3.00 mg/kg；加标回收率在80.7%～115.7%之间，相对标准偏差（RSD）在0.5%～2.8%之间，表明该方法简便、准确，可用于食品包装材料中5种抗氧化剂迁移量的同时检测。

关 键 词：抗氧化剂；迁移；食品包装材料；超高效液相色谱法

中图分类号：TQ320.77； O657.7+2 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）07-1487-04

Determination of the Migration Quantity of Five Antioxidants in Food Packaging Materials by Ultra Performance Liquid Chromatography

ZHANG Yong， YANG Yue， QI Yu-sha， FENG Hai-long

（Xi'an Institute of product quality supervision and inspection， Shaanxi Xi'an 710065，China）

Abstract： Through using water-based simulants including distilled water， 3% acetic acid and 10% ethanol and oil-based simulant （isooctane）， a novel ultra performance liquid chromatography method for determination of the migration quantity of five antioxidants in plastic packaging materials was developed. The results showed that the method had a good linear relationship in the range from 2 to 100 mg/kg， and the correlation coefficient was 0.999 5； the detection limit was in the range from 0.50 to 1.00 mg/kg， the limit of quantitation range was from 1.50 to 3 mg/kg； the rate of recovery was in the range from 80.7% to 115.7%， the relative standard deviation （RSD） was in the range from 0.5% to 2.8%. So the method is simple and accurate， can be used to detect the migration quantity of 5 kinds of antioxidants in food packaging materials.

Key words： antioxidants； migration； food packaging materials； ultra performance liquid chromatography

食品接觸材料中有毒有害物质已经成为食品污染的重要来源之一。随着酒鬼酒瓶盖塑化剂污染风波、不粘锅特富龙、国产奶瓶双酚A、PVC毒保鲜膜事件、毒奶瓶事件等，暴露出了食品接触材料存在的问题，给食品接触材料的生产及相关行业造成不可估量的损失[1， 2]。塑料中加入抗氧化剂，目的在于降低塑料在加工过程中受热氧化，减缓塑料在储存使用过程中由于曝露在光线下而进行的自发氧化，防止塑料变黄、变碎以延长塑料商品寿命。但是由于成品塑料中的抗氧化剂自加入之时起就在不停地反应以保证塑料品质，所以塑料食品包装材料中会残留有抗氧化剂反应产生的裂解物质以及抗氧化剂分子单体。尤其对于聚乙烯、聚丙烯等包装材料而言，抗氧化剂及其裂解物是食品包装材料中迁移进入食品的主要物质[3]，一旦抗氧化剂迁移到食品中去，可产生一定的毒性。如叔丁基茴香醚（BHA）、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）有致癌作用，特丁基对苯二酚（TBHQ）对动物有致突变的可能；硫代酯类抗氧化剂吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼及上呼吸道有刺激作用[3-4]。

我国国家标准GB 9685-2016 《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》[5]和欧盟ROHS指令2011/65/EU等均规定了食品容器、包装材料用添加剂的使用原则、允许使用的添加剂品种、使用范围、最大使用量、最大残留量或特定迁移量，但是大部分添加剂缺少检测方法标准。

目前对抗氧化剂的常用分析方法有气相色谱法[6-7]、气相色谱-质谱法[8-9]、液相色谱法[10-12]等。但上述研究主要集中于食品、化妆品和饲料，且主要检测的是抗氧化剂残留量，对塑料食品包装材料的研究较少[10]。但事实显示食品包装材料中的抗氧化剂只有迁移到食品中才对人体产生实质性危害。为了加快食品接触材料中抗氧化剂检测方法的开发及其标准化推广应用，本文采用超高效液相色谱法对5种抗氧化剂（BHA、BHT、抗氧化剂CA、硫代二丙酸双十二烷酯（DLTP）、3，3- 硫代二丙酸双十四烷酯（DMTP））建立检测方法，并应用于食品包装材料中抗氧化剂迁移量的实际检测。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Acquity Ultra-performance LC超高效液相色谱仪（美国Waters公司）；分析天平（德国Sartorius公司）；自动氮吹浓缩仪（美国caliper）；烘箱BINDER（USA）；塑料封接机（SF-200）。BHA、BHT购于福州瑞协实验器材有限公司；抗氧化剂CA购于美国CHEM SERVICE；硫代二丙酸双十二烷酯（DLTP，>90.0%）；硫代二丙酸双十四烷酯（DMTP，>94.0%）购于梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；异辛烷（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；正庚烷、乙醇、乙酸、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、甲苯、二氯甲烷、氯仿（分析纯，上海试一化学试剂有限公司）；超纯水（Synery UV超纯水系统，美国Millipore公司）。

标准储备溶液：分别精确称取5种抗氧化剂化合物标准品各0.10 g，用甲醇溶液准确定容至100 mL容量瓶中，配制成1.0 g/L的标准储备液，4 ℃下冷藏待用。

标准工作溶液：准确移取各种标准储备溶液适量于容量瓶中，用甲醇定容至100 mL容量瓶中，依次配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/L的标准工作液，4 ℃下冷藏待用。

1.2 液相色谱条件

色谱柱：Acquity UPC2 HSS C18 SB柱（3.0 mm × 100 mm， 1.8 μm）；流动相：水-甲醇（40∶60）等度洗脱8 min；流速：1 mL/min；柱温：25 ℃；检测波长：280 nm，进样量10 μL。

1.3 样品前处理

1.3.1 水基样品模拟物

将样品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL蒸馏水或3%乙酸水溶液或10%乙醇水溶液后用塑料封接机密封，于60 ℃下浸泡2 h；移取全部浸泡液于分液漏斗中，用10 mL乙酸乙酯萃取3次（10 mL 3），收集上层萃取液；氮吹至干，准确加入1 mL乙腈涡旋溶解，经0.22 μm有机微孔滤膜过滤，供UPLC检测。

1.3.2 油基样品模拟物

将样品制成10 cm10 cm袋子，注入25 mL异辛烷后用塑料封接机密封，于20 ℃下浸泡48 h；氮吹至干，准确加入1 mL乙腈涡旋溶解，经0.22 μm有机微孔滤膜过滤，供UPLC检测。

2 结果与讨论

2.1 萃取溶剂的选择

根据相似相溶原理，通过实验对比了甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、正庚烷、异辛烷等溶剂对5种抗氧化剂（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA）的溶解情况。实验结果表明，不同溶剂对5种抗氧化剂的提取效率的影响不同，其中丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷这4种溶剂能将5种抗氧化剂全部溶解，尤其乙酸乙酯萃取率高达98.7%。因此选择乙酸乙酯作为萃取溶剂。

2.2 色谱柱的选择

在实际分离过程中，为了在较短时间内使目标物获得良好的分辨率和峰形，试验比较了BEH柱、BEH 2-EP柱、HSS SB C18 和CSH Fluoro-Phenyl柱对5种抗氧化剂的分离效果。当色谱柱为BEH 2-EP和CSH Fluoro-Phenyl时，分析时间较长达13.0 min，DLTP拖尾较为严重；使用BEH色谱柱时，样品中的某一杂质与BHA未能分离，严重影响其定量的准确性。当使用HSS SB C18色谱柱时，5种抗氧化剂分离较好，且峰型尖锐，分析时间仅5.0 min，见图1，故本试验选用HSS C18 SB柱為最佳色谱柱。

2.3 检测波长的选择

用液相色谱仪中DAD检测器在波长190～400 nm范围内，对5种抗氧化剂化合物进行全波长扫描（步进值为2 nm）。扫描结果显示，5种抗氧化剂化合物（BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA）的吸收曲线呈现相似趋势，且均在280 nm和260 nm处对紫外吸收具有最大吸收，尤其是280 nm紫外吸收干扰较少。因此本试验选择280 nm作为5种抗氧化剂化合物的检测波长。

2.4 食品模拟物与浸泡条件的选择

根据欧盟的规定将食品按其性质的不同分为水性食品、酸性食品、醇类食品和脂肪类食品。本实验通过选择蒸馏水模拟水性食物（模拟物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模拟酸性食物（模拟物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模拟酒精类食物（模拟物C），异辛烷模拟脂肪类食物（模拟物D）对食品包装材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA等5种抗氧化剂开展迁移实验。

迁移试验中，接触时间和接触温度一般按照食品接触产品在实际使用中可预见的与食品接触的最长时间和最高使用温度进行选取。结合欧盟指令规定，本实验采用塑料包装材料作为实验样品，模拟物A、模拟物B、模拟物C接触时间均为2 h，接触温度均为60 ℃，模拟物D接触时间为48 h，接触温度为20 ℃。

2.5 线性范围和检出限

将5种抗氧化剂储备液配制成1、2、4、10、20、40、80、100 mg/kg的混合标准工作液，按1.2中的液相色谱条件进样，并以峰面积（纵坐标y，AU）对含量（横坐标x，mg/L）绘制标准曲线，分别得BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA的线性方程、线性范围及相关系数；以空白样品基质稀释标准溶液至信噪比为10（S/N=10）时为定量限（LOD），以信噪比为3（S/N=3）为检出限（LOQ），结果见表1所示。结果表明，使用该方法对5种抗氧化剂目标物的检测，在线性范围内，5种抗氧化剂具有良好的线性关系（r > 0.999 5），且检出限及定量限范围分别为0.50～1.00 mg/kg和1.50～3.00 mg/kg，可对低浓度目标物进行准确的检测。

2.6 回收率与精密度

选取了经检测不含本文中提到的5种抗氧化剂的包装材料膜，分别用4种食物模拟物浸泡后，向浸泡液添加1～100 mg/kg的5种抗氧化剂混合标准溶液，放置10 min，按“1.3样品前处理”进行操作后，按“1.2液相色谱条件”进样测定计算加标回收率（表2）。结果显示，加标回收率在80.7%～ 115.7%之间，相对标准偏差（RSD）在0.5% ～2.8%之间。

2.7 实际样品检测

对6种PVC阳性样品分别检测了它们在4种食物模拟物浸泡液中的迁移情况。实验结果表明，六种阳性样品在蒸馏水模拟水性食物（模拟物A）、3%（W/V）乙酸水溶液模拟酸性食物（模拟物B）、10%（V/V）乙醇水溶液模拟酒精类食物（模拟物C）3种水基模拟物中均没有检测到5种抗氧化剂中的任何一种；而在异辛烷模拟脂肪类食物（模拟物D）中检测到了BHA、BHT、DLTP、DMTP 4种抗氧化剂，其中BHT迁移量测定值高达18.32 mg/kg，DLTP迁移量测定值高达15.45 mg/kg。这说明食品包装材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA等5種抗氧化剂存在着一定的迁移量，尤其是异辛烷模拟脂肪类食物时，5种抗氧化剂迁移量较为显著，食品包装材料生产企业和检验监管部门应加强其质量监督管理。

3 结 论

本文采用水基模拟物（蒸馏水、3%乙酸水溶液、10%乙醇水溶液）和油脂模拟物（异辛烷），建立了超高效液相色谱法测定食品包装材料中BHA、BHT、DLTP、DMTP、抗氧化剂CA等5种抗氧化剂迁移量的检测方法。结果表明：在2.00～100.00 mg/kg浓度范围内，具有良好的线性关系，相关系数≥0.999 5；检出限0.50～1.00 mg/kg、定量限范围1.50～3.00 mg/kg；加标回收率在80.7%～115.7%之间，相对标准偏差（RSD）在0.5%～2.8%之间。该方法简便、准确，具有良好的回收率和精密度，为食品包装材料生产企业和检验监管部门提供了一种同时检测5种抗氧化剂迁移量的方法。

参考文献：

[1]林捷，张彩云，郑申西，等.凝胶渗透色谱-高效液相色谱法测定食品中抗氧化剂BHA、BHT、TBHQ[J]. 中国卫生检验杂志，2010，20 （7）：1694-1696.

[2] 龚雪云，张磊，李华岑.高效液相色谱法测定饲料中的没食子酸丙酯[J]. 光谱实验室，2011，28（4）：1969-1971.

[3] 李小梅，宋欢，林勤保，等.超高效液相色谱法测定塑料食品包装材料中的抗氧化剂及其向脂肪食品模拟物的迁移[J]. 化学研究与应用，2010，22 （8）：980-984.

[4] 宋欢，李小梅，林勤保.超高效液相色谱测定市售塑料食品包装中的抗氧化剂[J]. 食品科学，2008，29 （9）：448-450.

[5]GB 9685-2016 食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准[S].

[6]雷涛，周耀斌，黄向荣，等.气相色谱-质谱法测定化妆品中抗氧化剂[J]. 理化检验（化学分册），2010，46 （12）：1391-1393.

[7] 游飞明，翁其香.气相色谱法快速测定油脂及加工食品中的BHA、BHT、TBHQ[J]. 福建分析测试，2005，14 （4）：2290-2292.

[8] 向俊，漆爱明，毛丽秋.中空纤维膜液相微萃取技术/气相色谱-质谱法对食品中防腐剂与抗氧化剂的测定[J]. 分析测试学报，2009，28 （5）：560-563.

[9] 林太凤，刘阳，王慧琴，等.PSE-HPLC法测定食品中叔丁基羟基茴香醚和2，6-二叔丁基羟基甲苯[J]. 食品科学，2010，31（14）：254-257.

[10]谢永萍， 赖红娟， 邝雅怡， 等. 食品接触材料中残留苯乙烯单体的测定及风险分析[J]. 当代化工， 2016 （06）： 1264-1266.

[11]王莉， 李泽荣， 陈立伟， 等. 超高效液相色谱法同时测定食品塑料包装材料中紫外吸收剂和抗氧化剂的迁移量[J]. 食品安全质量检测学报，2015，6（12）：4726-4733.

[12]陈立伟，吴楚森，汪毅，等. 超高效液相色谱法同时测定食品塑料包装材料中的紫外吸收剂和抗氧化剂[J]. 分析测试学报，2016，35 （2）：206-212.