非靶向筛查测定食品纸包装材料中物质

王茹，陈建华，蒋次清，许永，王晋，张承明

云南中烟工业有限责任公司技术中心（昆明 650231）

随着食品安全意识的不断提高和科技的快速发展，食品安全问题已成为国内外高度关注的热点[1-2]。食品接触材料是关系食品安全性的一个重要方面，其包括所有拟与食品接触的材料和物品，如包装材料以及刀具、盘碟、加工机器和容器等[3-4]。纸质包装材料由于具有卫生环保的特点，是目前最为广泛使用的食品包装材料。目前在各类食品包装材料中，纸质类包装材料占总包装材料的32%[5]。许多面包、奶制品等通常以纸质的袋、盒、箱等形式进行包装，其在食品行业中具有广泛的应用，但纸类包装的应用也存在一定的安全隐患问题[6]。比如，纸类包装所应用的漂白剂、着色剂等通常含有甲醛、荧光物等辅助材料，其长时间与食物接触会影响食品质量[7]。

目前已报道的非靶向筛查测定方法常采用气相色谱法及液相色谱/质谱法，且为保证检测方法的特异性，多采用串联质谱技术[8-9]。基于液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）的有机物定量分析方法虽然灵敏度高，但通常是针对某种或某类物质，导致许多未知有机物无法被及时发现。因此，亟需建立快速、简单的有机物筛查方法。气相色谱-质谱GC-MS是化合物结构鉴定常用的分析技术之一，该技术能提供丰富的化合物结构信息和分子量信息，有利于化合物结构鉴定，同时还有NIST标准数据库供参考。

试验拟采用MPPO作为模拟物迁移物，超声振荡辅助乙醇萃取的浓缩前处理方法，建立一种GC/MS技术同时测定茶叶纸包装中13种物质的检测分析方法，为纸包装材料中物质检测提供科学依据和技术手段。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

改性聚苯醚（MPPO，常用商品名为Tenax-TA吸附剂），无水乙醇、乙腈，色谱纯，氘代蒽（C14D10，CAS：1719-06-8），纯度≥98%。13种标准品（见表1），食品包装材料（茶叶盒包装纸）。

DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱（上海右一仪器公司）；色谱柱：19091 S-433 HP-5 MS，30 m-0.25 mm-0.25 μm（film）（Agilent公司，美国）；CP2245电子天平（感量：0.1 mg，德国Sartorius公司）；Milli-Q Integral 15超纯水仪（德国Merck Millipore DE公司）；超声波清洗器（德国Elma公司）；超声萃取仪；680-600T气相色谱-质谱联用仪（美国Perkin Elmer公司）。

表1 13 种筛查物标准品的相关信息

1.2 方法

1.2.1 气相色谱条件

色谱柱为毛细管色谱柱，固定相为（5%苯基）-甲基聚硅氧烷，规格为[30 m（长度）×0.25 mm（内径）×0.25 μm（膜厚）]；进样口温度为290 ℃；载气为高纯度氦气（1.0 mL/min）；进样量为1.0 μL，不分流进样；升温程序是在70 ℃下保持3 min，然后以10 ℃/min的速率升到290 ℃，保持5 min。

1.2.2 质谱条件

电离方式为电子轰击离子源（EI），电离能量为70 eV，离子源温度为 230 ℃，四级杆温度为150℃，；扫描方式为全扫描模式，质量数范围29～550 amu；溶剂延迟3 min。

1.2.3 溶液的配制

1.2.3.1 氘代蒽内标溶液的配制

准确称取10 mg内标物氘代蒽，精确至0.1 mg，用乙腈溶解并定溶于100 mL容量瓶中，配制成质量浓度为100 μg/mL的氘代蒽内标溶液。在0～4 ℃条件下密封避光贮存。

1.2.3.2 标准工作溶液的配制

准确称取13种烟用非许可物质标准品各5 mg置于10 mL容量瓶中，用内标溶液定容至刻度，摇匀后得到各目标化合物质量浓度均为0.5 mg/mL的混合标准储备溶液。分别移取0.2，0.4，1，2和4 mL混合标准储备液于10 mL容量瓶中，加入内标溶液定容至刻度并摇匀，得到质量浓度为10，20，50，100和200 μg/mL的标准工作溶液。

1.2.4 样品前处理

准确称取1 g±0.000 1 g MPPO，均匀平铺于称量皿底部；裁取茶叶盒包装纸，准确裁取主包装面，面积取0.385 dm2（内径70 mm）。将试样平铺（印刷面朝下）于MPPO上，压盖密封。将含有试样的称量皿置于70 ℃烘箱中进行迁移试验，2 h后取出，自然冷却至室温。将称量皿中的MPPO全部转移至50 mL离心管中，分别添加100 μL氘代蒽乙腈内标溶液和20 mL乙醇，超声波提取20 min，在4 000 r/min条件下离心分离5 min，上层清液全部转移至浓缩瓶中，在40 ℃水浴条件下氮吹浓缩至1 mL，经0.45 μm有机相滤膜过滤后进行GC-MS分析。

2 结果与讨论

2.1 前处理条件的优化

2.1.1 萃取溶剂的选择

在保持萃取方式、萃取时间、萃取液体积一致的条件下，分别用4种不同极性溶剂（乙腈、乙醇、甲醇、乙醚）萃取同一茶叶盒包装纸样品，测定结果见图1。结果表明，乙醇、甲醇作为萃取剂时萃取效果最好，其中乙醇中各信号峰强度高于甲醇，因此萃取溶剂选用乙醇。

图1 不同萃取溶剂对萃取效果的影响

2.1.2 萃取液体积的优化

在保持萃取溶剂、萃取方式、萃取时间一致的条件下，考察不同体积萃取液对茶叶盒包装纸萃取效果的影响。分别选择10，20和30 mL乙醇萃取同一样品，测定结果见图2。结果表明，20 mL的乙醇即可获取最多出峰量。

2.1.3 萃取时间的选择

在保持萃取溶剂、萃取方式、萃取液体积一致的条件下，以茶叶盒包装纸为研究对象，萃取时间分别设定为5，15和25 min，考察不同萃取时间对萃取效果的影响，测定结果见图3。结果表明，15 min即可获取最多出峰量。

2.2 样品测定

对收集到的茶叶包装材料按照1.2.3进行前处理，按照1.2.1进行分析检测，结果见表2。检测到了13种物质，通过NIST标准数据库检测得知检测出4-氯二苯甲酮、丁酸丁酯、2, 4, 6-三甲基苯甲醛、1-羟基环乙基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、油酸酰胺、3-5二叔丁基苯酚、马来酸二丁酯、1, 3-二叔丁基苯、芥酸酰胺、硬脂酰胺、联苯、二丙二醇丁醚。

2.3 标准曲线、检出限与定量限

分别取系列标准工作溶液，按照1.2.1的条件对其进行分析测定，以各物质的峰面积与内标物峰面积的比值和各物质浓度与内标物浓度的比值分别为x轴和y轴，建立线性回归方程；取标准工作溶液最低浓度重复进样10次，求其标准差，以3倍标准差为检出限，以10倍标准差为定量限。标线方程、决定系数、检出限及定量限见表3，由表3可知，各非许可物质工作曲线的决定系数R2均大于0.999，各物质的检测限和定量限分别为0.138～0.545和0.46～1.816 μg/g。

图2 不同萃取体积对萃取效果的影响

图3 不同萃取时间对萃取效果的影响

表2 茶叶盒包装纸检出物质及保留时间

表3 标线方程、决定系数、检出限及定量限

2.4 加标回收率与精密度

准确称取3份茶叶包装纸，分别加入低、中、高3个浓度水平的13种非许可物质的标准样品，随后按照1.2.1的条件进行测定，测定3个加标水平下各非许可物质的回收率，每个加标水平平行测定5次。密度与回收率见表4，可知13种物质的回收率在80.62%～102.04%之间（RSD=1.42%～6.74%，n=5）。

表4 密度与回收率

3 结论

建立了一种GC/MS技术测定食品纸包装材料中物质成分检测分析方法。所检测的13种物质在10～200 μg/g范围内的决定系数均达到了0.999以上，检出限和定量限分别为0.138～0.545和0.46～1.816 μg/g。在高、中、低3个浓度的加标水平下，13种物质的回收率在80.62%～102.04%之间（RSD=1.42%～6.74%，n=5）。该方法便于操作，有较高的灵敏度，可满足快速准确分析的要求，适用于食品纸包装材料模拟迁移物质的检测分析。

对收集到的6种茶叶包装材料样品进行检测，从中检测到了13种添加物，为4-氯二苯甲酮、丁酸丁酯、2, 4, 6-三甲基苯甲醛、1-羟基环乙基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、油酸酰胺、3-5二叔丁基苯酚、马来酸二丁酯、1, 3-二叔丁基苯、芥酸酰胺、硬脂酰胺、联苯、二丙二醇丁醚。