气相色谱-串联质谱法测定食糖中18种邻苯二甲酸酯

王小鹏，黄敏兴*，曾秋霞，杨李胜，刘志鹏，余构彬

(1广东省科学院生物工程研究所，广东广州510316；2中国轻工业甘蔗制糖工程技术研究中心，广东广州510316)

0 前言

邻苯二甲酸酯(Phthalic acid esters，PAEs)，又名酞酸酯，作为一种人工合成的增塑剂而被广泛应用于食品包装材料、塑料玩具、医疗设备等塑料生产，以达到增强产品的柔软性和延展性的目的[1-2]。邻苯二甲酸酯与塑料其他基质成分之间的化学键极不稳定，从而导致邻苯二甲酸酯极易从塑料迁移到环境和食品中[3]。研究表明，PAEs会干扰内分泌系统功能，导致人体内分泌系统紊乱，影响人体生殖发育，在体内长期积累会致癌、致畸、致突变[4-5]。

从古至今，食糖在提高人类的营养和丰富人们的物质生活方面都扮演着一个很重要的角色，食糖的食用安全已经关系到千家万户的身体健康[6-7]。随着社会经济的发展，食糖的外包装也出现了多姿多彩的塑料包装袋，但同时也存在增塑剂从塑料包装袋转移到食糖中的风险，因此，对食糖中增塑剂迁移含量的测定，对监控食糖食用安全具有重要意义[8-9]。

目前PAEs的检测方法主要有气相色谱法[10-12]、液相色谱法[13-14]、气相色谱-质谱法[15-16]、气相色谱-串联质谱法[17-18]、液相色谱-串联质谱法[19-20]等。色谱法定性能力差，易出现假阳性；色谱-质谱法选择性差，灵敏度相对较低；色谱-串联质谱法抗干扰能力强，灵敏度高，能够准确定性、定量。本文拟建立气相色谱-串联质谱法同时测定食糖中 18种邻苯二甲酸酯的分析方法，以期为监控食糖中邻苯二甲酸酯含量提供有效技术支撑。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890B气相色谱仪(美国安捷伦公司)；Agilent 7000D 质谱仪(美国安捷伦公司)；色谱柱HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)(美国安捷伦公司)；WIGGENS Vortex 3000涡旋振荡器(北京桑翌实验仪器研究所)；KQ-500DE数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；H1850R台式高速冷冻离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)；Milli-Q超纯水器(美国 Millipore公司)。

18种邻苯二甲酸酯混合液体标准品(邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP))购于上海安谱实验科技股份有限公司；正己烷(色谱纯，上海星可高纯溶剂有限公司)；甲醇(色谱纯，广州彼西络科技有限公司)。

1.2 实验准备

为防止实验所需玻璃仪器、试剂中残余的邻苯二甲酸酯干扰实验结果，因此，在实验前需用重铬酸钾对玻璃仪器进行氧化处理，用二氯甲烷对试剂进行萃取处理。

1.3 样品前处理

准确称取2.00 g(精确到0.01 g)样品于玻璃离心管中，加入10 mL甲醇，涡旋5 min，超声提取20 min，5000 r/min离心5 min，准确移取5 mL上清液于40℃氮吹至近干，正己烷定容至1 mL，供GC-MS/MS测定。

1.4 标准溶液与标准工作曲线配制

准确移取 18种邻苯二甲酸酯混合液体标准品(1000 mg/L)1 mL于100 mL容量瓶中，用正己烷准确定容，配制成质量浓度为10 mg/L的混合标准中间溶液，并置于 4℃冰箱中保存。准确移取混合标准中间溶液，用正己烷逐级稀释，配制浓度为0.01、0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L标准系列溶液。

1.5 分析条件

1.5.1 色谱条件

进样口温度：250℃；载气：高纯氦气(99.999%)；碰撞气：高纯氮气(99.999%)；柱流量：1.15 mL/min；进样方式：不分流进样；进样量：1 μL。升温程序：初始柱温为40℃，保持1 min，以30℃/min的速率升至 180℃，再以 10℃/min的速率升至300℃，保持3 min。

1.5.2 质谱条件

离子源：电离轰击(EI)离子源；电离能量：70 eV；离子源温度：300℃；传输线温度：300℃；溶剂延迟：5 min；检测方式：多反应检测模式。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件优化

邻苯二甲酸酯是一类弱极性化合物，根据相似相溶原理，选择非极性或弱极性的色谱柱能达到更好的分离效果，本实验主要选取了HP-5MS UI(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、HP-35(30 m×0.25 mm×0.25 μm)和 HP-1MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)3种不同色谱柱进行比较，分离效果见图1～3。结果表明，HP-5MS UI色谱柱对 18种邻苯二甲酸酯的分离效果优于另外2种色谱柱，各目标物的峰形更加尖锐对称，响应更高，因此本实验选择HP-5MS UI色谱柱用于分析。

2.2 质谱条件优化

为提高方法的准确度、灵敏度，需对各目标物的离子对、碰撞能量、驻留时间等质谱条件进行优化。在固定色谱条件下，采用电离轰击(EI)离子源，对邻苯二甲酸酯进行一级全扫描分析，选取丰度较高的离子作为母离子，同时确定各目标物的保留时间，设定5～30 eV(每5 eV一个间隔)碰撞能量，对各目标物的母离子进行产物离子扫描，选取2个丰度较高的离子作为子离子，获得定性离子对、定量离子对，优化后的质谱参数见表1。

图1 HP-35色谱柱对18种邻苯二甲酸酯分离效果

图2 HP-1MS色谱柱对18种邻苯二甲酸酯分离效果

图3 HP-5MS UI色谱柱对18种邻苯二甲酸酯分离效果

表1 18种邻苯二甲酸酯质谱参数

2.3 前处理条件的优化

溶剂提取法作为传统、经典的有机物提取方法，具有操作简单、成本费用低、提取效率高等特点。根据邻苯二甲酸酯能溶于大多数有机溶剂的特点，实验比较了正己烷、甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯等5种不同提取溶剂对18种邻苯二甲酸酯的提取效果，结果见图4。结果表明，对18种邻苯二甲酸酯的提取效率从高到底依次是甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、丙酮，因此本实验选取甲醇作为提取溶剂。

2.4 线性范围、检出限和定量限

将配制好的标准系列溶液进行上机测定，并以质量浓度为横坐标，以相应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，得到各目标物的线性方程、相关系数，见表2。以3倍信噪比确定18种邻苯二甲酸酯的检出限为0.0003～0.0029 mg/kg，以10倍信噪比确定18种邻苯二甲酸酯的定量限为 0.0009～0.0096 mg/kg。

图4 5种不同提取溶剂对18种邻苯二甲酸酯的提取效果

表2 线性范围、线性方程、相关系数、检出限、定量限

2.5 回收率和精密度

选取食糖空白样品，分别添加0.02、0.05、0.1 mg/kg 3个不同浓度水平的邻苯二甲酸酯混合标准溶液，按上诉优化后的前处理方法进行6次平行实验，经GC-MS/MS上机测试分析，得到各目标物的平均回收率和相对标准偏差，见表3。结果显示，18种邻苯二甲酸酯的平均回收率为82.4%～104.3%，相对标准偏差为1.3%～5.6%。

2.6 实际样品测定

对来自市面上 10批不同厂家生产的预包装食糖进行测试分析。结果表明，3批样品有检出邻苯二甲酸酯，检出的邻苯二甲酸酯种类为邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)，残留量符合相关卫生标准要求，因此，未检出不合格样品，具体结果 如表4所示。

表3 18种PAEs的加标回收率和相对标准偏差(n=6)

表4 样品检测结果 单位：mg/kg

3 结论

本研究建立了气相色谱-串联质谱测定食糖中18种邻苯二甲酸酯的检测方法，该方法简便、高效、线性良好、回收率及精密度均满足实验要求，适用于食糖中邻苯二甲酸酯的批量测定。通过利用该方法对实际样品的测定，获得食糖中邻苯二甲酸酯的含量数据，可以帮助企业在生产过程中更加注重各个环节的质量控制，避免邻苯二甲酸酯迁移到食糖中，保障消费者的食用安全。