液-液微萃取结合气质联用法测定白酒中15种塑化剂含量

魏泉增，王婧楠，王媛媛，龚玉萃，孙军涛

（1.许昌学院 河南省食品安全生物标识快检技术重点实验室，河南 许昌 461000；2.许昌学院 国际教育学院，河南 许昌 461000）

随着人们生活水平的提升，白酒成为餐桌上很多见的饮品，但白酒塑化剂超标问题却层出不穷。塑化剂是一种无色无味的液体高分子材料助剂[1]，它能有效使产品的柔韧性和可塑性增高[2]。塑化剂种类很多，白酒中的塑化剂主要指邻苯二甲酸酯类化合物（phthalic，PAEs），由于它易溶于乙醇，因此在白酒酿造、贮存、运输和包装的过程中，很容易发生塑化剂的迁移[3]，主要是通过塑料容纳器具及塑料流通管路等方式溶解入白酒中[4-5]。其迁移量与时间具有相关性，时间越长白酒中的塑化剂残留量就越多[6]，这就是白酒中存在塑化剂的最主要的原因。

虽然塑化剂的急性毒性不强，但现在已有研究表明塑化剂具有多种慢性毒性。假如长时间饮用塑化剂超标的白酒，邻苯二甲酸酯类化合物在人体内会被肠道、腹腔和肺吸收，并可以穿透皮肤。由于塑化剂化合物与激素的分子结构相似，因此有“环境雌激素”的别称[7]。另外，塑化剂会干扰人体分泌系统，致使女性性早熟、男性生殖能力削弱[8]，长期在体内会损害人体神经系统，提高致癌、致畸的风险[9]。为了减少塑化剂损害人体健康事件的发生率，检测分析与控制白酒中的塑化剂就至关重要。

目前塑化剂的检测方法主要有气相色谱法（gas chromatography，GC）[10]、高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）[11]、气质联用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）[12-13]、液质联用法（liquid chromatographymass spectrometry，LC-MS）[14]，免疫检测法[15]、离子迁移谱（ion mobility spectroscopy，IMS）[16]、薄层色谱法（thinlayerchromatography，TLC）等方法。徐皓等[17]采用GC-MS和HPLC两种方法检测白酒中塑化剂。但对于不同香型白酒塑化剂差异分析研究较少。辅助表面活性剂强化乳化液-液微萃取技术[18]，具有小体积有机溶剂会使有机相中被测物质的浓度大大提高，从而溶剂量也大大减少，又因其快速、简单、成本低的优点[19-20]，对快速检测不同香型白酒中塑化剂含量差异的测定提供保障。

采用表面活性剂强化乳化液-液微萃取结合气相色谱-质谱联用法测定白酒中邻苯二甲酸二甲酯（dimethyl phthalate，DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（diethyl phthalate，DEP）、邻苯二甲酸二异丁酯（diisobutyl phthalate，DIBP）、邻苯二甲酸二正丁酯（dibutyl phthalate，DBP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（bis（2-methoxyethyl）phthalate，DMEP）、邻苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（bis（4-methyl-2-pentyl）phthalate，BMPP）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（bis（2-ethoxyethyl）phthalate，DEEP）、邻苯二甲酸二戊酯（dipentylphthalate，DPP）、邻苯二甲酸二己酯（dihexyl phthalate，DHXP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（benzylbutyl phthalate，BBP）、邻苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（bis（2-n-butoxyethyl）phthalate，DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（dicyclohexyl phthalate，DCHP）、邻苯二甲酸二苯酯（diphenyl phthalate，DPhP）、邻苯二甲酸二正辛酯（di-n-octyl phthalate，DNOP）、邻苯二甲酸二壬酯（dinonyl phthalate，DNP）15种塑化剂的含量，并对塑化剂含量进行相关性分析，以期对控制白酒中塑化剂的含量提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白酒样品均为市售白酒，具体香型见表1。

表1 白酒样品及其香型Table 1 Baijiu sample and their type of flavor

15种邻苯二甲酸酯混合标准储备液（100 μg/mL）：美国AccuStandard公司；四氯乙烯：天津傲然精细化工研究所；吐温-20：天津市科密欧化学试剂有限公司；丙酮、氯化钠：国药集团化学试剂有限公司；超纯水：Millipore Simplicity超纯水系统：上海彤迪科学仪器有限公司。

1.2 仪器与设备

安捷伦7890B-7000C气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦科技公司；CTC多功能气相色谱自动进样器PAL RSI：瑞士思特斯分析仪器有限公司；YP20002电子天平：上海衡际科学仪器有限公司；TDZ5-WS台式低速自动平衡离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

提取白酒中塑化剂采用表面活性剂强化乳化液-液微萃取的方法[21]。吸取4 mL用高纯水稀释成酒精度为15%vol左右的白酒样品至15 mL锥形玻璃离心管中，加入1.12 g氯化钠至饱和，而后加入400 μL四氯乙烯和100 μL 2.0 mmol/L吐温-20，强烈混合30 s，在1 500 r/min条件下离心10 min，吸取四氯乙烯相，进行GC-MS分析。

1.3.2 色谱条件

安捷伦HP-5MS色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升温：初始温度60 ℃，保持1 min，以20 ℃/min升温至220 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升温至250 ℃，保持1 min，再以2 ℃/min升温至280℃，保持7.5min；进样口温度：260℃；进样量：1μL；不分流进样；载气：高纯氦（纯度＞99.999%），流速1.0mL/min。

1.3.3 质谱条件

电离方式：电子电离（electron ionization，EI）源；离子源温度：230 ℃；电子能量：70 eV；溶剂延迟7.0 min；四级杆温度：150 ℃；多反应监测离子扫描类型：dMRM。

1.3.4 质谱条件优化

碰撞能量的优化及产物离子的选择。分别以碰撞能量为5 eV、10 eV、15 eV、20 eV、25 eV、30 eV、35 eV、40 eV对母离子进行产物离子扫描，比较碰撞能量下产物离子的丰度强度，确定碰撞能量、母离子和子离子。

1.3.5 标准溶液的制备

将100 μg/mL的15种邻苯二甲酸酯混合标准储备液用丙酮稀释成5 μg/mL、1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.04 μg/mL、0.008 μg/mL的标准系列溶液，进行标准曲线绘制。

1.3.6 精密度试验

同一标准溶液分析6次，测定塑化剂的含量，计算测定结果的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD），检测仪器精密度。

1.3.7 重复性试验

加标后15%vol左右的乙醇水溶液，测定塑化剂含量，重复6次，计算测定结果的RSD值，考察其重复性。

1.3.8 加标回收试验

取4 mL 15%vol的乙醇溶液，分别加入的混合标准储备液，使总质量浓度达到0.010 μg/mL、0.050 μg/mL，按照样品前处理方法制备样品溶液，并按GC-MS仪器条件进样测定，各加标量平行测定3份，计算回收率及RSD值。

1.3.9 数据分析

运用PAST软件，采用Correlation模型对32份不同白酒中的15种塑化剂进行主成分分析（principal component analysis，PCA）。采用Minitable 17软件分析白酒中15种塑化剂含量之间的相关性。

2 结果与分析

2.1 15种塑化剂提取离子流图

15种塑化剂dMRM提取离子流图见图1。如图1所示，15种塑化剂分离良好，15种塑化剂的色谱出峰顺序为DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DCHP、DPhP、DNOP、DNP。白酒中15种塑化剂的保留时间、母离子、子离子及其相对丰度见表2。丰度最高离子对作为定量离子，其余作为定性离子。

图1 15种塑化剂GC-MS分析总离子流色谱图Fig.1 Total ions chromatogram of 15 kinds of plasticizers analysis by GC-MS

表2 多反应监测参数Table 2 Parameters of multistage reaction monitoring

续表

2.2 标准曲线回归方程、线性范围、相关系数及检出限

将系列标准混合溶液绘制标准曲线拟合曲线，其线性方程、线性范围、相关系数、检出限见表3。由表3可知，15种塑化剂的相关系数（R2）≥0.950，线性范围是0.008～5μg/mL，检出限范围在1.44×10-6～1.50×10-6mg/mL。结果表明，在线性范围内各组分线性关系良好。

表3 白酒中15种塑化剂标准曲线的回归方程、相关系数、线性范围及检出限Table 3 Regression equation,correlation coefficient,linearity range and limits of detection of 15 kinds of plasticizers

2.3 精密度试验

按照同一标准溶液平行测定6次，考察方法精密度，结果见表4。由表4可知，测定15种塑化剂的方法精密度试验结果RSD范围为0.75%～2.53%。从总体上来看，仪器稳定、精密度良好，可以进行样品分析。

表4 精密度试验结果Table 4 Results of precision tests

2.4 重复性试验

测定加标后15%vol左右的乙醇水溶液中的塑化剂含量，重复6次，计算RSD值，结果如表5所示，15种塑化剂含量测定结果的RSD范围为1.4%～3.6%，表明此方法重复性良好。

表5 重复性试验结果Table 5 Results of repeatability tests

2.5 加标回收率试验

取4 mL体积分数60%的乙醇溶液，分别加入混合标准储备液，终质量浓度为0.010 μg/mL、0.050 μg/mL，测定塑化剂含量，计算回收率及RSD值，见表6。由表6可知，加标回收率在89.70%～117.73%之间，加标回收率试验结果RSD值为1.71%～6.82%，表明回收率满足试验要求。

表6 加标回收率试验结果Table 6 Results of recoveries tests

续表

2.6 测定32份不同品牌的白酒样品中塑化剂的浓度

国家卫生健康委员会从健康角度出发对白酒中塑化剂含量进行风险评估，结果表明DBP的最大残留量为1.0mg/kg，DEHP的最大残留量为5.0 mg/kg[17]，只有塑化剂含量比最大残留量低时，饮酒者的健康风险才较低[22]。这就表明白酒产品中的DBP和DEHP含量处于最大残留量之下，通常对饮酒者来说不会对健康有损害。测定市售的32份不同品牌白酒样品中的塑化剂浓度，结果见表7。由表7可知，白酒样品中DBP含量低于规定的最大残留量，未超标，酱香型白酒相比其他香型白酒的塑化剂含量要低，而清香型白酒所含塑化剂大多比其他香型白酒高。浓香型白酒检测出的塑化剂数量最多，清香型白酒检测出的塑化剂数量最少。

表7 白酒样品的塑化剂含量Fig.7 Plasticizer contents in Baijiu samples

续表

对32份白酒样品检测分析，其检出率及检出值范围见表8。结果表明，32份白酒样品中的15种塑化剂均能检出，其中DMP、DEP、DIBP、DBP、BMPP、DPP、DHXP、BBP、DCHP这9种塑化剂的检出率均大于70%，其中DEP的检出率高达100%。DBP检出值范围最大，为0.001～0.735 μg/mL，DBEP、DNP仅在17号样品中被检出，检出率相对较低。

表8 32种白酒中塑化剂分析结果Fig.8 Analysis results of plasticizers from 32 kinds of Baijiu

2.7 数据分析

2.7.1 主成分分析

主成分分析是一种实用的统计分析方法，通过降维技术把多个变量转变为少数几个主成分，是解决存有多变量，并且变量间有着一定关系的一种有用方法[23-25]。运用PAST软件，采用Correlation模型对32份不同白酒中的15种塑化剂进行主成分分析，从中获得的主成分是原始变量之间的线性组合，可以最大限度地说明原始变量包含的信息，简化之前的多维问题。主成分的方差贡献率、特征值和累计方差贡献率见表9。

表9 主成分特征值和方差贡献率Fig.9 Eigenvalue and variance contribution rates of principal components

当累积方差贡献率＞80%且特征值＞1时，可以用主成分代表原始数据，因此选前6个主成分（累计贡献率84.170%）代替原来的15个塑化剂成分进行分析，不仅能达到降维的目的，而且保留了数据的大多数信息。以15种塑化剂的第一主成分为横坐标、第二主成分为纵坐标作主成分分析图见图2。

图2 塑化剂成分主成分分析图Fig.2 Principal component analysis of plasticizer components

由图2可知，大部分白酒分布在第三象限，位置越接近的样品中塑化剂成分越相似，但不同香型、产地的白酒不能区别开，存在交叉现象，这表明塑化剂含量与香型相关性不显著，可能与地域因素、环境因素有关，致使所含塑化剂的种类及含量不尽相同。

2.7.2 样品中塑化剂含量的相关性分析

使用Minitable17软件分析白酒中15种塑化剂之间的相关性，P＜0.01则表示显著相关，结果见表10。由表10可知，DBP与DIBP显著相关；DEEP与DMEP、DEP显著相关（P＜0.01）；DPP与BMPP之间具有显著相关性（P＜0.01）；DBEP与DEEP、DMEP显著相关；DCHP与DIBP显著相关（P＜0.01）；DPhP与DMEP、DEEP、DHXP、DBEP显著相关（P＜0.01）；DNOP与DMP之间具有显著相关性；DNP与DMEP、DEEP、DBEP、DPhP显著相关（P＜0.01）；其中，DPhP与DHXP是负相关，其余显著相关的塑化剂都为正相关，而其余塑化剂之间相关性不显著（P＞0.05）。

表10 白酒中塑化剂之间的相关性Table 10 Correlation between components of the plasticizers in Baijiu

3 结论

采用表面活性剂强化乳化液-液微萃取结合气相色谱-质谱联用法测定32份不同白酒样品中的15种塑化剂含量。结果表明，该方法精密度RSD均＜2.53%，重复性RSD都＜3.6%，重复性、精密度良好，准确度较高。加标回收率为89.7%～117.73%，RSD值为1.71%～6.82%。32份不同品牌的白酒样品中15种塑化剂含量分别为：DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DPhP、DNOP、DNP的质量浓度范围为0.000 72～0.007 09 μg/mL；DMP、DEP、DIBP、DBP、DCHP的质量浓度范围为0.000 78～0.735 μg/mL。32份样品中均能检测到塑化剂，其中DMP、DEP、DIBP、DBP、BMPP、DPP、DHXP、BBP、DCHP这9种塑化剂的检出率均＞70%，相关性分析表明，DEEP与DMEP极显著相关（P＜0.01）；DPP与BMPP之间具有极显著相关性（P＜0.01）；DCHP与DIBP极显著相关（P＜0.01）；DPhP与DMEP、DEEP、DBEP极显著相关（P＜0.01）；DNP与DMEP、DEEP、DBEP、DPhP极显著相关（P＜0.01）。PCA分析结果表明，白酒中塑化剂含量与香型相关性不显著（P＞0.05）。这为白酒企业控制塑化剂含量提供了数据基础。