气相色谱法检测食品中10种磷酸酯类污染物

单婷婷,张敬波

(大连市检验检测认证技术服务中心,辽宁 大连 116021)

磷酸酯类增塑剂是近年来兴起的一类阻燃型增塑剂。随着卤系阻燃剂如多溴联苯等的限制使用，有机磷酸酯增塑剂作为替代品，其生产和使用量有逐年增加的趋势。作为添加型阻燃增塑剂，该类物质已用于多种塑料制品中。磷酸酯类物质能迁移到环境中引起污染，在国内许多环境介质如地表水和污泥中，都有检出磷酸酯类物质的相关文献报道[1,2]。食品包装中若含有此类增塑剂，难免会从包装中迁移进食品，造成食品的污染[3]。此外，如果农用塑料膜中含有此类增塑剂也会对相关农产品造成污染，长期接触或食用含有磷酸酯类物质的食品会对健康造成损害。目前此类物质检测方法的报道主要涉及塑料制品、皮革、生物样品、环境水和土壤等[4-11]，文献采用的测定方法有气相色谱-质谱法[1,4,7,8,9,12]、液相色谱-质谱法[10,13]和气相色谱法[11]等。对于食品接触材料中的磷酸酯类物质迁移量的测定国内已有相关标准方法[11]，但还没有食品中此类物质测定方法的标准。本文采用乙腈提取食品中的磷酸酯，提取液经分散固相萃取法净化，气相色谱法测定，简单、快捷、灵敏度高且重现性较好。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

Agilent6890N气相色谱仪，配火焰光度检测器和自动进样器(美国安捷伦公司)。

磷酸酯类标准物质：磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三异丙酯(TiPP)、磷酸三丙酯(TnPP)、磷酸三异丁酯(TiBP)、磷酸三丁酯(TnBP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(3-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三邻甲苯酯(o-TCP)(纯度均≥98.0%，德国Dr.Ehremstorfer公司)；乙腈(色谱纯)；氯化钠、无水硫酸镁(分析纯，使用前500oC灼烧4 h)；实验用水为超纯水；PSA固相萃取填料(粒径40～63 μm，艾杰尔公司)；陶瓷均质子(逗点生物科技有限公司)；粮谷、蔬菜样品(市售)。

1.2 标准溶液的配制

用乙腈分别将每种标准物质配制成1.0 mg·mL-1的标准储备溶液。分别取10种标准储备溶液各0.1 mL混合，用乙腈定至10 mL，得到10 μg·mL-1的混合标准使用溶液。用乙腈将混合标准溶液逐级稀释成0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 μg·mL-1的标准工作溶液系列。

1.3 样品提取

蔬菜、水果：称取粉碎并混合均匀的样品10.00 g于40 mL聚丙烯(PP)螺纹口离心管中，加入10.00 mL乙腈混匀后加入预先混合的4 g硫酸镁和1 g氯化钠混合物、陶瓷均质子，剧烈摇振1 min，超声10 min，以4 000 r·min-1的速率离心2 min，取上清液2 mL加入预先装有约60 mg无水硫酸镁和40～60 mg PSA填料的玻璃离心管中，涡旋30 s后以4 000 r·min-1的速率离心1 min，经过0.45 μm滤膜后用于气相色谱测定。

粮谷：称取粉碎并混合均匀的样品10.00 g于40 mL聚丙烯(PP)螺纹口离心管中，加入10.00 mL乙腈混匀后加入10.00 mL乙腈饱和的氯化钠饱和溶液和陶瓷均质子，剧烈摇振2 min，以4 000 r·min-1的速率离心2 min，取上清液2 mL加入预先装有约60 mg无水硫酸镁和40～60 mg PSA填料的玻璃离心管中，涡旋30 s后以4 000 r·min-1的速率离心1 min，经过0.45 μm滤膜后用于气相色谱测定。

1.4 色谱条件

色谱柱：DB-1701弹性石英毛细管柱(30 m×0.53 mm×0.25 μm)；载气为高纯氮气，流量4.5 mL·min-1，恒流模式；尾吹气为氮气，流量30 mL·min-1；检测器温度：250 ℃；空气流量为100 mL·min-1；氢气流量75 mL·min-1，磷滤光片；进样口温度：230 ℃；不分流进样，0.75 min后打开分流阀；进样量：1 μL；柱温升温程序：初始温度50 ℃，以15 ℃·min-1的速率升至250 ℃，保持3 min；采用外标法定量。

2 结果与讨论

2.1 测定条件的选择

相对于气质联用仪和液质联用仪，气相色谱仪的维护成本更低，对样品的前处理要求也不高，但气相色谱选择性检测器的灵敏度并不低于质谱仪，故采用气相色谱法测定。火焰光度检测器(FPD)和氮磷检测器(NPD)对磷酸酯类化合物均有较高的灵敏度，NPD对含氮的化合物也有响应，采用配磷滤光片的FPD能获得更高的灵敏度和更好的选择性。

磷酸酯类物质有较大的极性，采用极性较低的DB-1、DB-5等固定相时目标物的峰形有拖尾现象；内径小的色谱柱虽柱效高，但不耐污染，选择大口径、极性中等的DB-1701色谱柱为分析柱。10种磷酸酯类增塑剂标准溶液色谱图如图1。

1-TEP,2-TiPP,3-TnPP,4-TiBP,5-TnBP,6-TCPP,7-TCEP,8-TEHP,9-TPHP,10-o-TCP图1 10种磷酸酯类增塑剂标准溶液色谱图

2.2 提取方法的选择

目标物易溶于极性的有机溶剂如乙醚、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和乙腈等。若采用醇类溶剂，食品中的水分、淀粉和糖类等会被溶出，醇中的水分难以去除，糖类和盐分会随水分进入提取液，造成仪器的严重污染，且用乙醇不能和果蔬样品分离。乙醚、丙酮和乙酸乙酯对脂肪等非极性物质的溶解性较好，用作提取剂能将食品中的脂肪全部提出，难以除去。中国许多农药残留检测标准方法多采用乙腈作为提取溶剂[14,15]，对中等极性物质和极性物质均有较高的提取效率。此外，脂肪在乙腈中的溶解性较差，乙腈易与水相分离且分离后体积损失少，乙腈中的水易除去，不用溶剂置换可以直接进行色谱测定，故采用乙腈作为提取溶剂。

对于含水量较高的果蔬样品，采用QuEChERS提取方法[16]，样品先加入乙腈混匀后，加入氯化钠、硫酸镁和陶瓷均质子后剧烈摇振使乙腈和样品分层，加入前将氯化钠和硫酸镁进行预混，减少硫酸镁结块，陶瓷均质子在摇振时可将结块的硫酸镁打碎，摇匀后再超声10 min以保证氯化钠和硫酸镁能充分溶解。

对于粮谷样品，加入乙腈混匀后再加入饱和氯化钠溶液和陶瓷均质子，剧烈摇振，水的加入会提高乙腈对样品的提取效果。若直接加水再进行盐析样品会聚集成团，不利于盐的充分溶解，引起误差。用乙腈饱和过的氯化钠溶液还可减少水和样品层对乙腈的溶解。用检出磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的大米样品进行实验，比较加乙腈饱和的氯化钠溶液对提取效果的影响，结果表明加入5 mL和10 mL的测定结果一致，均大于用乙腈直接提取。若加入水溶液的量较少，某些样品如小麦粉会成团而难以摇振分散，若加入过多则会造成极性较大的磷酸酯的溶解损失，综合样品的实际情况，最终将加入量定为10 mL。

2.3 净化方法的选择

对于含水量较高的果蔬样品，采用QuEChERS方法中分散固相萃取法进行净化。可用PSA除去有机酸和极性大的色素，无水硫酸镁除去水分。对于粮谷类样品，国标方法[15]净化时还加入了C18填料，用乙腈配制0.1 μg·mL-1的混合标准溶液，取2 mL加入不同质量的PSA或C18，考察目标物的损失情况。结果表明：PSA不吸附10种目标物，C18会造成磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)的损失，对其他化合物无明显影响。C18使用量对TEHP浓度的影响见表1。C18使用量增加，TEHP的损失增加。因此，分散固相萃取净化时不能使用C18，提取液加入硫酸镁和PSA涡旋净化。

表1 C18使用量对TEHP浓度的影响(n=3)

2.4 标准曲线、检出限和定量限

按1.4的色谱条件对1.2的标准工作溶液进行测定。以磷酸酯的浓度(μg·mL-1)为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。磷酸酯在 0.01～1.00 μg·mL-1范围内线性良好，其回归方程和线性相关系数(r)见表2。用样品基质空白溶液将标准使用液逐级稀释，以3倍信噪比确定方法检出限(LOD)为0.007 mg·kg-1，以10倍信噪比确定方法定量限(LOQ)为0.02 mg·kg-1。

表2 磷酸酯类增塑剂回归方程和相关系数

2.5 方法回收率和精密度

分别对葡萄、桃子、苹果、芹菜、茄子、白菜、大米和小麦的空白样品进行添加回收实验，添加水平为0.02 mg·kg-1、0.1 mg·kg-1和0.5 mg·kg-1，每个水平平行测定6次，计算平均回收率和相对标准偏差(RSD)。结果表明：样品中磷酸酯平均回收率为88.4%～99.7%，相对标准偏差(RSD)为0.3%～4.8%。回收率和相对标准偏差见表3。

表3 磷酸酯类增塑剂在各基质中的添加回收率和相对标准偏差(n=6)

3 结 语

本研究将分散固相萃取技术与气相色谱相结合，建立了食品中磷酸酯类污染物的检测方法。采用分散固相萃取净化技术，操作简便快捷、成本低廉；选择大口径的毛细管柱为分析柱能提高分析系统的耐污染性；利用对含磷化合物具有高选择性的火焰光度检测器进行测定，灵敏度高，重复性好。方法适用于粮谷、水果、蔬菜等食品中磷酸酯类污染物的测定。