超高效液相色谱-串联质谱法测定食品接触塑料中3种苯并三唑类紫外吸收剂的特定迁移量

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(1. 北京市理化分析测试中心，有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室，北京 100089；2.北京市食品安全分析测试工程技术研究中心，北京 100089)

苯并三唑类化合物(Benzotriazoles，BZTs)是一种常用的紫外吸收剂，广泛用于食品接触类塑料制品的工艺中。它可以吸收 280 ～400 nm 范围的紫外线变为激发态，将光能以热能的形式释放出来，减少塑料制品的光降解和老化，延长其使用寿命[1，2]。近年来研究表明，多种BZTs紫外吸收剂均具有一定的生理毒性，可以导致皮炎和皮肤过敏，且具有生物蓄积性，影响生物体的长度和重量，导致甲状腺系统和脂肪酸代谢失衡[3，4]。由于直接接触食品，塑料包装制品中残留的BZTs紫外吸收剂迁移到食品中，会直接危害人体健康[5，6]。我国国标GB9685-2008收录了多种BZTs紫外吸收剂，其中规定了UV-P、UV-234、UV-327的特定迁移量分别为30 mg/kg、1.5 mg/kg、30 mg/kg，而对允许添加的UV-328、UV-329、UV-360，未限定其最大残留量和特定迁移量。除此之外，我国没有检测食品接触类塑料中 BZTs 紫外吸收剂的相关标准。

目前，BZTs紫外吸收剂的检测方法主要有液相色谱法(LC)[7-8]、气相色谱-质谱联用法(GC - MS)[9-12]、液相色谱-串联质谱法(LC - MS /MS)[13-15]等。LC-MS/MS法具有灵敏度高，检出限低的特点，可以针对复杂基质进行多组分的定性定量检测。现有文献主要针对BZTs的残留量进行测定，而对食品接触塑料中BZTs的特定迁移量关注度较少。本文建立了检测食品接触塑料中UV-328、UV-329、UV-360特定迁移量的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC -MS/MS)分析方法。该方法专属性强，快速简便，检测限低，可以用于食品接触塑料中 BZTs紫外吸收剂的检测。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Acquity超高效液相色谱仪，XEVO TQ 串联质谱仪，Masslynx4.1 工作站(美国Waters 公司)；超声波清洗器(KQ6000V，昆山超声仪器有限公司)；N-EVAP-112氮吹仪(美国Organomation公司)；Milli-Q 超纯水器(美国Millipore公司)；CR22GⅢ 离心机(日本日立公司)；HAAKE PolyLab OS 密炼机(美国Thermo 公司)；平板硫化机(广东锡华公司)。

UV-328和UV-329(纯度均≥97%，上海安谱实验科技股份有限公司)，UV-360(纯度≥98%，日本 TCI 公司)；PP树脂(上海赛科石油化工公司)；甲醇、乙醇、乙腈为色谱纯(美国Fisher公司)；实验用水为经 Milli-Q 净化系统(0.22 μm滤膜)过滤的去离子水；醋酸、橄榄油等其它试剂均为分析纯，经检测均不含有上述3种目标物。

1.2 标准溶液配制

分别准确称取适量上述标准品，甲醇-二氯甲烷(4:1，v/v，下同)溶解定容，制得质量浓度均为1000 mg/L的单标储备液。准确移取各标准储备液，混于100 mL 容量瓶中，用甲醇定容，配制成1 mg/L 混合标准中间储备液。水基模拟物标准工作溶液分别用蒸馏水、3%(w/v)醋酸、10%(v/v)乙醇溶液、90% (v/v)乙醇溶液配置。橄榄油食品模拟物标准工作溶液的配制：分别称取橄榄油模拟物2 g(精确至0. 01 g)于50 mL 具盖玻璃离心管中，分别加入10 mL 正庚烷和适量混合标准中间储备液，混匀后再加入10 mL 甲醇，涡旋振荡2min，静置10min，用2 mL 注射器吸取下层甲醇溶液约1mL，过0. 22μm滤头，待测。

1.3 样品制备与处理

在PP 树脂中加入0%、0.1%、0.5%、2% 4种不同浓度梯度的3 种BZTs紫外吸收剂，通过HAAKE PolyLab OS 双螺杆塑料挤出机在190℃混合挤出造粒。称取一定量母粒，热压机190℃热压成膜，获得含有不同浓度的PP 塑料膜(膜厚约0. 1 mm)。

参照欧标浸泡通则和( EU) No 10 /2011 法规，选择合适的迁移实验条件。模拟浸泡液分别为蒸馏水、3%(w/v)醋酸、10%(v/v)乙醇溶液、90%(v/v)乙醇溶液和橄榄油。PP 膜样品剪成4 cm×3 cm 的长方形，每种PP 膜取2个平行样放入60 mL 封口玻璃瓶中，加入40 mL模拟液浸泡。将玻璃瓶放入烘箱(40℃)恒温加热10天。10天后将待测样品冷却至室温并混匀。水基食品模拟物直接过膜待测；橄榄油食品模拟物：称取橄榄油模拟物2 g于50mL 具盖玻璃离心管中，加入10 mL 正庚烷，混匀后再加入10 mL 甲醇，涡旋振荡2min，静置10min，用2 mL 注射器吸取下层乙腈溶液约1mL，过膜待测。

1.4 色谱和质谱条件

色谱柱：Waters ACQUITY UPLC BEH C18(100×2.1 mm，1.7 μm)；流动相：A为0.1%甲酸水，B为甲醇溶液。流速0.3 mL/min，柱温35 ℃。梯度洗脱程序为0 ～ 6 min，90% ～ 94% B；6～ 7 min，94% ～ 99% B；7～ 12 min，99% B；12 ～12.5 min，99% ～90% B；12.5～ 14 min，90% B。

质谱条件：电喷雾电离正离子模式(ESI+)；多反应监测(MRM)；毛细管电压：3.0 kV；萃取电压：5.0 V；离子源温度：150 ℃；脱溶剂气温度：350 ℃；脱溶剂气流速: 650 L / h；锥孔气流速：20 L / h。

2 结果与分析

2.1 色谱条件的优化

考察了甲醇-水、甲醇-0.1%(v/v)甲酸水溶液、乙腈-0.1%(v/v)甲酸水溶液作为流动相体系对目标化合物分离效果的影响。结果显示，乙腈为有机相时响应值明显降低，以甲醇为有机相时，各待测物色谱峰形较好，且响应强度稳定。在流动相中加入甲酸，提高了目标化合物的离子化效率，获得了更高的灵敏度。缓冲体系进一步增加系统稳定性，提高了BZTs紫外吸收剂各组分在色谱柱中的分析效率。基于以上结果，本方法选择了甲醇-0.1%(v/v)甲酸水溶液体系作为流动相。图1为3 种BZTs紫外吸收剂的提取离子流色谱图。

2.2 质谱条件的优化

在 ESI 模式下，采用蠕动泵以10 μL /min的速度分别将3种 BZTs 的标准溶液单独注入质谱的离子源中，分别测定其在正离子(ESI+)、负离子(ESI-)模式下的质谱信号强度。实验结果表明，在ESI+模式下，3种 BZTs 均可获得较高丰度的[M+H]+准分子离子峰。确定母离子后，采用子离子扫描方式进行二级质谱分析，对子离子进行优化选择，以确定定量离子和定性离子。然后对离子源温度、去溶剂气温度及流量、锥孔气流量进行优化，使目标物质的离子化效率达到最佳。3种BZTs紫外吸收剂的质谱参数如表1所示。

表1 3种BZTs紫外吸收剂的质谱参数

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图1 3种BZTs紫外吸收剂提取离子流色谱图

2.3 橄榄油食品模拟物提取试剂的选择

比较了20%甲醇-水(v/v)、50% 甲醇-水(v/v)溶液、甲醇、乙腈对橄榄油中BZTs紫外吸收剂的提取情况。结果表明，20%甲醇-水(v/v)和50% 甲醇-水(v/v)溶液作为提取溶剂，回收率均不足50%。甲醇和乙腈作为提取溶剂，回收率均在67.8%～81.3%之间，甲醇的提取效果最佳，故采用甲醇进行提取。

图2 不同提取溶剂对3 种BZTs紫外吸收剂回收率的影响

2.4 线性范围与定量限

由于基质效应的影响，共洗脱化合物的电离程度会增加或减小。为了避免此现象，以基质匹配的方法绘制标准曲线，以空白模拟物溶液配置3种BZTs紫外吸收剂标准溶液，精确配制2.0 ～ 200.0 μg/L和10.0 ～ 1000.0 μg /kg(仅橄榄油)的系列混合标准工作溶液，在选定的色谱条件和质谱条件下进行测定，依据特征离子色谱峰的 S/N ≥3为方法的检出限，S/N ≥10为方法的定量限。结果表明，3种BZTs紫外吸收剂在 2.0 ～ 200.0 μg/L 或 10.0 ～ 1000.0 μg /kg 范围内呈现良好的线性关系，线性相关系数均大于0. 991，结果见表2。

表2 BZTs紫外吸收剂的线性方程、相关系数、检出限和定量限

2.5 加标回收率和精密度

在0% PP 塑料膜中，按本文1.3前处理方法，分别取适量5种不同食品模拟物进行3 个水平的加标回收实验，6 次平行实验的结果见表7。结果表明，在添加浓度范围内，3种BZTs紫外吸收剂的平均回收率在65.2%～87.2%之间，相对标准偏差为1.2%～4.0%，说明该方法具有良好的回收率与精密度。

表3 回收率和精密度检测结果 %

2.6 样品分析

利用本方法对制备的4种不同梯度的PP塑料膜进行测定，结果表明，在橄榄油浸泡的添加量为2%塑料膜中检出UV329，含量为242.6 μg/kg。

3 结论

利用超高效液相色谱-串联质谱对食品接触塑料中3种BZTs紫外吸收剂进行检测。本方法简便、快速、可靠，专属性高，重现性良好，能满足食品接触塑料中3种BZTs紫外吸收剂的快速筛查与定量分析。

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