食品及食品包装材料中塑化剂的检测研究进展

任理顺 黄夏 周俊帆 肖猷雷 侯军

在各种食品包装中，塑料包装使用极为广泛。塑料包装加工过程中，厂家往往会在塑料的聚合材料中加入一定的塑化剂。塑化剂是一种具有毒性且可能会残留在食品中的物质，会影响公众健康。本文对食品及食品包装材料中塑化剂的检测展开研究，采用超高效液相色谱-串联质谱测定法，检测食品样品及食品包装材料中的塑化剂含量，以期为我国提升食品加工产业的安全性贡献力量。

一、材料与方法

1.实验仪器。高效液相色谱仪、样品管理器、柱温箱、二元溶剂管理器、三重四极杆串联质谱、超声清洗器、固相萃取仪、真空泵、氮吹仪、离心机、电子天平、纯水仪、容量瓶、移液枪、玻璃瓶、尼龙滤膜等。

2.实验试剂。甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷、丙酮、甲酸、硅胶柱、弗罗里硅土柱、OasisHLB柱、C18柱等。实验中使用的塑化剂检测样品共10种，分别为：TMP、TEP、TPrp、TnBP、TiBP、TBEP、TCEP、TCPP、TPhP、TmCP等。

3.溶液配置。（1）塑化剂储备液配置。称取10种塑化剂标准品，每种标准品称取10.0mg，将标准品置于10mL的棕色容量瓶中，加入5mL甲醇后摇晃均匀。待塑化剂标准品完全溶于甲醇后，以甲醇进行定容，得到1mg/mL的塑化剂储备液，将所有储备液放置于4℃的样品管理器中保存。

（2）塑化剂混合标准溶液配置。使用移液枪在10种塑化剂储备液中各取10μL，将其全部转移至10mL的容量瓶中，以甲醇完成定容，摇匀后得到10μg/mL的塑化剂混合标准溶液，同样将配置出的溶液放置于4℃的样品管理器中保存。实验开始前，使用10μg/mL的塑化剂混合标准溶液配置出浓度为1、2、5、10、20、100、200、500ng/mL的混标检测样品，混标检测样品必须现配现用。

4.样品预处理。选择市场上常见的某品牌饼干及其包装作为检测样品，然后对检测样品进行处理。食品样品处理方法：将饼干样品打碎并充分混匀，称取1.0g样品，置于50mL离心管中，加入2mL纯水摇匀，之后再次加入10mL正己烷，再次摇匀。摇匀后，将样品放入超声清洗器中，40℃提取20min，后放入离心机中，1000r/min离心5min，取其上清液作为检测样品，同时进行空白实验。

食品包装样品处理方法：将包装样品剪碎，确保每片碎片小于1cm*1cm，称取0.5g，置于40mL玻璃瓶中，加入10mL正己烷/二氯甲烷混合溶液，摇匀。然后将样品放置于超声清洗器中，40℃提取20min，静置10min。再样品置于离心机中，1000r/min离心5min，得到样品上清液。使用移液枪取1mL上清液，转移至硅胶固相萃取小柱上，使用正己烷进行淋洗，并使用乙酸乙酯/乙腈混合溶液进行洗脱。收集洗脱液，并转移至试管中，置于氮吹仪下进行氮吹，直至液体近干后，在试管中以甲醇/水混合溶液定容至1mL，摇晃均匀后过尼龙滤膜后即可进行检测。

5.样品检测。本实验主要使用的检测方法为超高效液相色谱－串联质谱测定法，液相色谱仪检测条件与质谱仪检测条件如下。液相色谱仪检测条件：液相色谱仪的固定相为C18柱（2.1mm*50mm，1.7μm），柱温设置为30℃，流動相A为纯水仪产出的纯水，B为乙腈。液相色谱仪的样品流速定为0.3mL/min，室温为20℃，检测的单次进样量为5μL。检测数据的处理通过SPSS20.0完成。质谱仪检测条件：质谱仪的检测离子源采用电喷雾离子源，模式为电喷雾正离子模式，雾化气为氮气，去溶剂气同样为氮气，碰撞气为氩气。质谱仪的参数设置、操作控制、检测数据收集和处理等，均在仪器自行配备的软件Masslynx V4.2上进行。

二、结果与分析

1.色谱条件优化结果。（1）色谱柱的优化。在优化色谱柱种类时，本实验分别考察了塑化剂混合标准溶液在C18色谱柱和T3色谱柱上的保留时间长短与分离情况。结果发现，检测的10种塑化剂在C18色谱柱上不仅保留时间较为适宜，检测峰较明显，同时灵敏度较强，响应强度较高。所以，本实验选择C18柱作为检测塑化剂的色谱柱。

（2）流动相的优化。调查研究显示，当液相色谱仪的流动相为甲醇时，部分具有亲脂性和难挥发性的塑化剂会出现检测峰，说明实验中存在一定的空白污染。过往研究显示，塑化剂检测中的空白污染大多与流动相的选择有关，可能是由于试剂在制备和纯化时接触到了含有塑化剂分子的容器，如塑料管道或塑料过滤膜等。而当使用乙腈为流动相时，塑化剂检测峰数量减少，获得的色谱图更加干净，说明乙腈减少了实验过程中非样品物质对检测结果的影响。与此同时，检测结果显示，当选择乙腈作为流动相时，部分异构体塑化剂间的分离度更高。所以，本实验选择乙腈作为检测塑化剂的流动相。

2.质谱条件优化结果。所有样品均在电喷雾正离子模式下进行检测，实验中需将20μg/L标准塑化剂混合溶液以10μL/min的速度转移至质谱仪中，并使用甲酸甲醇混合溶液进行稀释。完成优化后，10种塑化剂的质谱参数如表1所示。分析可知，10种塑化剂中，丰度较高且检测结果较为稳定的定量碎片离子的m/z为98.9，该离子的对应结构式为H4PO4+，因此，本实验选择该离子作为塑化剂检测的定量离子。

3.样品预处理的优化。（1）提取溶剂的优化。本实验主要选择了正己烷/二氯甲烷、丙酮/正己烷、丙酮3种常用溶剂，其对塑化剂的提取效果如图1所示。分析可知，丙酮作为塑化剂提取溶剂时，回收率相对较低，正己烷/二氯甲烷作为提取溶剂时，效率相对较高。与此同时，丙酮/正己烷为提取塑化剂时，提取过程中聚合物会呈现出絮状，可能是聚合物发生了微溶胀反应，而正己烷/二氯甲烷作为提取溶剂时，聚合物并不会发生溶解反应，能够将其完全从上清液中除去，更加有利于样品中塑化剂的释放。所以，我们选择正己烷/二氯甲烷作为提取剂。

（2）洗脱液的优化。本实验选择了三种不同的洗脱液，包括乙腈/乙酸乙酯、丙酮和二氯甲烷/丙酮，在进行不同洗脱液对塑化剂回收率影响的实验时，我们发现只有使用乙腈/乙酸乙酯，才能完全洗脱正相柱上的塑化剂，塑化剂的回收率相对较高。所以，本实验选择乙腈/乙酸乙酯作为洗脱液。

三、方法验证

1.线性关系和灵敏度。本实验主要采取标准曲线法来验证线性关系，标准曲线的纵坐标为样品检测出的色谱峰的面积，横坐标为样品中所含塑化剂的浓度，检测结果如表2所示。分析可知，当10种塑化剂的浓度在1-500μg/kg时，均呈现出较好的线性关系，R2值均大于0.995，说明使用超高效液相色谱－串联质谱测定法检测塑化剂具有一定的可靠性。同时，将配置好的系列塑化剂混合标准溶液添加至空白样品和空白溶剂中，并设置3倍和10倍的信噪比计算检出限和定量限，结果如表2所示。由表2可知，10种塑化剂的检出限范围为0.02-2.0μg/kg，定量限范围为0.4-6.7μg/kg。

2.回收率和精密度。使用10μg/mL塑化剂混合标准溶液，配制出3个不同浓度水平的混合溶液，分别为低浓度（10μg/kg）、中浓度（20μg/kg）与高浓度（40μg/kg），将这些混合溶液加入空白样品中进行检测，最后计算得出加标回收率。再将不同浓度的样品在相同时间、检测条件下重复进行测定，每份样品检测6次，对比计算即可得出日内精密度，对同一浓度的样品连续检测6d，对比计算即可得到日间精密度。检测结果显示，10种塑化剂的平均回收率范围为65.2%-131.4%，日内精密度范围为1.5%-8.7%，日间精密度范围为2.6%-9.8%，检测方法回收率均超过50.0%，日内与日间精密度均小于11.0%，说明该检测方法具有一定的可重复性。

综上，本实验对食品及食品包装材料中塑化剂的检测方法展开了研究，探讨了超高效液相色谱－串联质谱测定法检测塑化剂的最佳条件：色谱柱选择C18色谱柱；流动相选择乙腈；质谱定量离子选择H4PO4+；提取溶剂选择正己烷/二氯甲烷；洗脱液选择乙腈/乙酸乙酯。经过线性关系、灵敏度、回收率和精密度的检验，证明超高效液相色谱－串联质谱测定法是测定食品及食品包装中塑化剂的良好方法。

作者简介：任理顺（1982-），男，土家族，重庆黔江人，助理工程师，大学本科，研究方向为产品质量检验检测。