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1 , Vol., No. 分析检测 GC-MS 法检测谷类 根茎类蔬菜中 种邻苯二甲酸酯 郭浩楠, 凌云, 李玉玉, 储晓刚 ( 中国检验检疫科学研究院食品安全研究所, 北京 00) 摘要 : 建立气相色谱 - 质谱法同时测定谷类 根茎类蔬菜中 种邻苯二甲酸酯的方法 样品经正己烷 - 水或者正己烷 - 丙酮 - 水提取, 正己烷层浓缩至干后定容, 气相色谱 - 质谱联用仪测定, 内标法定量 方法具有良好线性, 相关系数 r 均大于 0., 检测限在 0.00~0.mg/kg 之间, 平均回收率在.%~.% 范围内, 相对标准偏差为 0.%~.% 采用该方法对国内市售谷类 根茎类蔬菜中邻苯二甲酸酯进行检测, 实际样品中检出了邻苯二甲酸二乙酯 邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二甲酸二 (- 乙基己 ) 酯和邻苯二甲酸二异壬酯等 此方法可满足目前谷类 根茎类蔬菜中邻苯二甲酸酯的检测要求 关键词 : 邻苯二甲酸酯 ; 气相色谱 - 质谱法 ; 谷类 ; 根茎类蔬菜 Determination of Phthalate Ester Plasticizers in Cereals and Root Vegetables by Gas Chromatography-Mass Spectrometry GUO Hao-nan,LING Yun,LI Yu-yu,CHU Xiao-gang* (Food Safety Institute, Chinese Academy of Inspection and Quarantine, Beijing 00, China) Abstract:A method for simultaneous determination of phthalate acid esters (PAEs) in cereals and root vegetables was developed. Samples were extracted by n-hexane/distilled water or n-hexane/acetone/distilled water. The collected supernatants were vacuum-concentrated to dryness and re-dissolved in n-hexane. PAEs were measured by gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) using internal standard method. The correlation coefficients (r) of PAEs were over 0. with detection limits between 0.00 mg/kg and 0. mg/kg. The average recoveries of PAEs in cereals and root vegetables varied from.% to.%, with relative standard deviations (RSDs) between 0.% and.%. The migration amount of PAEs plasticizers in cereals and root vegetables was investigated by this method, diethyl phthalate, di-n-butyl phthalate, di--ethylhexyl phthalate and di-iso-nonyl phthalate were found in some commercial samples. This method is well suitable for the analysis of PAEs in cereals and root vegetables. Key words:phthalate acid esters;gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);cereal;root vegetables 中图分类号 :TS 文献标志码 :A 文章编号 :0-0()-0-0 doi:.0/spkx0-0-0 塑料制品广泛应用在人们的生活中, 而作为增塑剂的邻苯二甲酸酯类 (phthalate acid esters,paes) 在各种塑料制品的生产过程中均有不同程度的添加, 而且会不断释放到环境中, 造成对水质 食品的污染 PAEs 可通过食品摄入进入人体, 从而对人类身体健康造成消极影响 PAEs 有类似荷尔蒙的内分泌干扰特性, 能干扰机体正常的激素分泌水平, 导致激素水平紊乱, 除此之外还有致癌 致畸性以及免疫抑制等特性 [-] 为打击在食品及食品添加剂生产中违法添加非食用物质的行为, 保障 消费者身体健康, 年 月, 卫生部将邻苯二甲酸酯类物质列为食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂 [] PAEs 的普遍存在和众多危害给人类的健康生活带来了深远影响, 这引起了全世界对 PAEs 检测技术的关注 [-], 目前较为常用的 PAEs 测定方法主要有气相色谱法 [] 高效液相色谱法 [] 气相色谱- 质谱法 [-] [-] 液相色谱- 质谱法等 但是针对谷物和根茎类蔬菜的报道至今还没有, 然而这类食品是人类饮食中不可或缺的部分, 其生长的土 收稿日期 :-- 基金项目 : 十二五 国家科技支撑计划项目 (BAKB0) 作者简介 : 郭浩楠 ( ), 女, 硕士, 研究方向为添加剂和非法添加物分析技术 suvkaka@.com * 通信作者 : 储晓刚 ( ), 男, 研究员, 博士, 研究方向为食品中未知有害物质筛查技术 xgchu@vip.sina.com

2 , Vol., No. 壤 空气以及包装采购过程期间的编织袋 塑料袋中的 PAEs均有可能迁移到这类食品中 [-] 本研究采用液-液 提取和玻璃固相萃取柱净化为前处理方法 结合GC-MS 层正己烷层 再向离心管中加入mL正己烷重复提取步 骤 合并正己烷提取液 在 条件下氮吹至 ml.. 净化 检测技术 测定谷物和根茎类蔬菜中种PAEs的迁移 取PSA玻璃固相萃取柱 上层添加g无水硫酸钠 量 这对检测和控制谷物和根茎类蔬菜中的PAEs具有重 先用mL正己烷活化柱子 然后将上述样品提取液过柱 大意义 并收集 用mL丙酮-正己烷(: v/v)洗脱并收集于同一 试管中 洗脱液在 条件下用氮吹仪吹至近干 用正 材料与方法 己烷定容到mL 供GC-MS分析.. 材料 试剂与仪器 仪器条件 DB-ms毛细管色谱柱(0m 0.mm 0.μm) 进样口 样品面粉 大米 白萝卜采购后用玻璃容器分装 温度 0 柱温 初温0 保持min 以 /min升 大米和白萝卜需经不锈钢匀浆机打碎 白萝卜需冷冻保 至 再以 /min升至0 保持min 0 后运 存或现采现用 行min 载气 氦气(纯度.%) 流速.0mL/min 种邻苯二甲酸酯类化合物混合标准品(纯度均在 进样量 μl 电离方式 电子电离(electron ionization %以上 邻苯二甲酸二甲酯() 邻苯二甲酸二乙 EI)源 0eV 离子源温度 0 进样方式 不分流 酯() 邻苯二甲酸二烯丙酯() 邻苯二甲酸二异 进样 丙酯() 邻苯二甲酸二丙酯() 邻苯二甲酸二 为提高灵敏度并降低干扰 本方法采用选择离子监 丁酯() 邻苯二甲酸二异丁酯() 邻苯二甲酸 测模式(selected ion monitoring SIM) 各组扫描时段内 二甲基乙二醇酯() 邻苯二甲酸二(-甲基--戊基) 扫描 种组分 种PAEs的保留时间 定性与定量离 酯(BMPP) 邻苯二甲酸二(-乙氧基)乙酯() 邻苯 子及分组情况见表 二甲酸二异戊酯() 邻苯二甲酸二戊酯() 邻苯 表 二甲酸二已酯() 邻苯二甲酸丁基辛基酯() 邻苯二甲酸丁基苄基酯() 邻苯二甲酸二环己酯 (DCHP) 邻苯二甲酸二(-乙基己基)酯() 邻苯二 甲酸二庚酯() 邻苯二甲酸二苯酯() 邻苯二 甲酸二正辛酯() 邻苯二甲酸二苯甲酯() 邻苯二甲酸二异壬酯() 邻苯二甲酸二异癸酯 () 邻苯二甲酸二(-丁氧基)乙酯(DBEP)) 内标D邻苯二甲酸二(-乙基)己酯 德国Dr.Ehrensterfer公司 无水硫酸钠 氯化钠均为分析纯 使用前经过00 烘烤 h 冷却后置于干燥器内备用 正己烷和丙酮均为色谱 纯 实验用水是经玻璃器皿重蒸后的超纯水 0A-C气相色谱-质谱仪 美国安捷伦公司 电子电离源 ProElut PSA玻璃固相萃取柱(g ml) 美国迪马公司 具塞玻璃离心管(mL) 在使用前需洗 净并经过00 烘烤h 马弗炉 不锈钢匀浆机 漩涡混 匀器 离心机 氮吹仪和固相萃取仪... 样品前处理 提取 准确称取.00g的待测样品于mL玻璃离心管中 加入g氯化钠 在大米和白萝卜中根据样品含水量加 Table 编号 种邻苯二甲酸酯类化合物的保留时间和监测离子 Retention times and monitor ions of phthalate esters 缩写 中文名称 保留时间/min 定性离子 定量离子 SIM分组 邻苯二甲酸二甲酯.0 邻苯二甲酸二乙酯.0 邻苯二甲酸二异丙酯.0 邻苯二甲酸二烯丙酯. 邻苯二甲酸二丙酯. 邻苯二甲酸二异丁酯.0 邻苯二甲酸二丁酯. ③ 邻苯二甲酸二甲氧基乙酯. ③ BMPP 邻苯二甲酸二(-甲基--戊基)酯. 邻苯二甲酸二异戊酯.0 邻苯二甲酸二(-乙氧基乙)酯. 邻苯二甲酸二戊酯. 邻苯二甲酸二己酯. 邻苯二甲酸丁基辛基酯. 邻苯二甲酸丁基苄基酯. DBEP 邻苯二甲酸二(-丁氧基乙基)酯. ⑥ DCHP 邻苯二甲酸二环己酯. ⑥ 邻苯二甲酸二(-乙基己)酯.0 邻苯二甲酸二庚酯.0 邻苯二甲酸二苯酯. 邻苯二甲酸二正辛酯 0 邻苯二甲酸二苯甲酯.. 邻苯二甲酸二异壬酯 邻苯二甲酸二异癸酯. 0 0 D- D-邻苯二甲酸二(-乙基)己酯.0 入不同体积的重蒸水(大米加mL 白萝卜加mL) 向面 粉样品中加入mL体积比为:的水-丙酮混合液 涡旋混 结果与分析 匀后(大米 面粉样品涡旋后需浸泡0min) 加入正己烷 ml 锡纸封口后加盖 再涡旋混匀min 超声波提取 min 离心min(转速000r/min) 用玻璃胶头滴管移取上. 本底的影响 邻苯二甲酸酯类物质在环境中普遍存在 特别是

3 , Vol., No. 和 本底含量过高会给实验带来很大 对色素 有机酸和酚类的吸附效果较好 不同的基质经 影响 控制好本底成为了本实验成功的关键 为了最大 SPE柱净化后会呈现不同的效果 对于大米和白萝卜这两 程度减少本底的影响 在实验中应避免使用塑料设备和容 种基质 不经SPE柱的峰型和回收率都较好 过PSA柱后 器 本实验选用玻璃离心管来代替塑料离心管 选用玻璃 没有太大变化 如图所示 这可能是由于大米和白萝卜 移液管和进样针来代替移液枪 选用锡箔纸来代替进样小 中能被吸附的色素 有机酸和酚类物质较少 相对来说 瓶的瓶盖胶垫 玻璃容器需经马弗炉在00 烘烤h 基质比较单一 但是对于面粉这种基质 使用PSA固相 萃取柱净化前后的峰型差异很大 如图所示 这可能是. Єᑺ(h) DBEP 需经PSA净化后才能分析定量 DCHP D-EDHP 由于面粉中存在较多的杂质 基质干扰较为严重 因此 BMPP. 色谱条件的优化 Єᑺ(h). 图 Fig. 种邻苯二甲酸酯的总离子流图 Total ion chromatogram of phthalate esters PAEs是一类极性较弱 沸点较高的化合物 而且 PAEs分离 故可将其作为本实验用色谱柱 由于 和存在多种同分异构体 虽然其分别在TIC图上表 现为簇峰 但可以通过区分定量离子和手动积分的方式 得到可靠数据 提取溶剂 b. 大米基质经PSA柱净化后的TIC图 对于PAEs的检测实验 本底的影响不容小视 考 虑到PAEs容易溶于多数非极性有机溶剂 在提取效果. Єᑺ(h) 相当的情况下 本研究对实验室常见的正己烷和乙酸 乙酯两种提取溶剂的本底进行考察 结果显示 在经 倍浓缩以后 两种溶剂除了同时含有EDP 和之外 在乙酸乙酯的本底中还检测出了质 量浓度为0.mg/L的 故最后选择正己烷作为提 取溶剂 对于面粉这种易发生乳化的基质 加入有机相可以 c.白萝卜基质未经psa柱净化的tic图 起到避免乳化的作用 丙酮是大多数杂质的良好溶剂 而且PAEs在丙酮中的溶解性较差 所以加入丙酮即可以 Єᑺ(h) 缓解乳化现象也可以提高回收率 故以面粉为基质时 提取溶剂除了水和正己烷以外 还要加入有机相丙酮 固相萃取柱净化的效果 目标化合物的基本性质是选择固相萃取(SPE)的固定 相的主要依据 本方法的提取液为非极性 PAEs极性较. 低 为使目标化合物得到最适保留 并去除一些杂质干 扰 净化过程选用了正相填料N-丙基乙二胺(PSA)固相萃 PSA是一种具有较强离子交换能力的吸附剂 尤其. Єᑺ(h) 在适当条件下使用DB-ms毛细管柱可以较好的将种 取小柱 a.大米基质未经psa柱净化的tic图 度较高 应该选择弱极性固定相 由图可以看出. 种PAES分子质量相差比较大 程序升温所需要的温. d.白萝卜基质经psa柱净化后的tic图 图 大米和白萝卜未经PSA柱净化和经PSA柱净化的效果图 Fig. Clean-up effect of PSA on rice and white radish

4 Єᑺ(h)., Vol., No. 收实验 计算出RSN=为方法的检测限(LOD) RSN=为 a 方法的定量限(LOQ) 对于有背景干扰的化合物 将定量 限提高至背景水平 从表可看出 各组分在两个数量级线性范围内有着 很好的线性关系 r均大于0. 方法的LOD和LOQ分别 为 mg/kg及0.0 0.mg/kg. 方法的精密度与准确度 Єᑺ(h) 根据不同种类PAEs的响应强度调整添加水平 设 b 计低 中 高个添加水平(表) 采用优化的前处理方 法和色谱分析方法分别对不同基质的样品进行分析 取 样量为.00g 加标回收实验每个水平做个平行样 同 时做两个基质本底平行 计算回收率和相对标准偏差 (RSD) 结果表明 种PAEs分析物的加标回收率范围 为.%.% RSD为0.%.% 说明该方法对 图 Fig. 测定谷类 根茎类蔬菜中种PAEs含量具有较强的可靠 面粉基质未经PSA柱净化(a)和经PSA柱净化(b)的TIC图 性 其中大米的加标回收实验结果见表 Clean-up effect of PSA on wheat flour 表 方法的线性范围与检测限 表 Standard curves, linear ranges, detection limits and quantity limits for phthalate esters 线性范围/ 相关 系数(r) 检测限(LOD)/ 定量限(LOQ)/ y =.x 0.0 y =.x 0. y =.x y =x y =.x 0.0 y =.x y =0x 0. y =0.x BMPP y =x 编号 PAEs 标准曲线 y =0.0x y =0.0x 0.00 y =x y =.x 0.00 y =0.0x y =0.x DBEP y =0.x DCHP y =.0x y =0.0x 0.00 y =0.x y =0.x 0.0 y =.x 0.0 y =0.x y =0.x y =0.x 取种PAEs的混合标准溶液 按照优化的色谱条件 进行分析 采用内标法定量 内标物为D- 标准 曲线 线性范围及相关系数见表 在基体中进行添加回 添加水平/(mg/kg) 中 高 其他 表 Table 编号 PAEs Spiking levels of PAEs 低 PAEs 种PAEs的标准曲线 线性范围 相关系数 检测限 定量限 Table 种PAEs的添加水平 Table BMPP DBEP DCHP 大米中种PAEs添加回收率和精密度结果(n=) Spiked recoveries and RSDs of PAEs in rice (n=) 低水平 中水平 平均回收率/% RSD/% 平均回收率/% RSD/% 高水平 平均回收率/% RSD/%

5 , Vol., No. 分析检测. 实际样品的检测 采用前述建立好的方法对市售谷类和根茎类蔬菜样 品进行了抽样检测 于超市随机采购了 种谷物 ( 大麦 玉米 ) 和 种根茎类蔬菜 ( 红薯 茭白 ), 采用前述建立好的 方法对其中的 PAEs 进行检测 结果如表 所示 和 在 种抽检样 品种均有检出 卫生部在 0 年也出台了相关的卫生标 准 [], 标准对 和 的特定迁移限量做出 了规定, 分别为 0.mg/kg 和.0mg/kg 由检测结果 可以看出, 某些被测样品的 或 已经超出了特定 限量, 这可能是由于这两种 PAEs 在环境中大量存在, 非 常容易迁移到食品中来 柴丽月 [] [] 郑向华等对这两类 物质的检测也得到了类似的结果, 这说明有必要将这两种物质作为今后 PAEs 控制与监测的重点 Table 编号 表 实际样品中 种 PAEs 的检测结果 Contents of PAEs in different commercial samples PAEs 含量 /(mg/kg) 大麦玉米红薯茭白 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND LL ND ND ND ND BMPP ND ND ND ND ND ND ND ND LL ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND LL ND ND ND DBEP ND ND LL ND DCHP ND ND ND ND 0.. ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND LL ND LL LL LL LL ND ND ND ND 注 :ND. 未检出 ;LL. 有检出但未达到 LOQ 结论 本研究建立了气相色谱 - 质谱法同时测定谷类 根茎类蔬菜中 种邻苯二甲酸酯的方法 样品经正己烷 - 水或者正己烷 - 丙酮 - 水提取, 正己烷层浓缩至干后定容, 采用 GC-MS 分析测定, 内标法定量 前处理方法以 GB/T 0 食品中邻苯二甲酸酯的测定 [] 为基础, 并加以优化 根据不同基质的特点, 其提取步骤和提取溶剂略有不同, 这使得本方法的使用范围更为灵活且更有针对性 方法具有良好线性, 相关系数 (r) 均大于 0., 检测限在 0.00~0.mg/kg 之间 在低 中 高 个添加量中, 平均回收率为.%~.%, 相对标准偏差为 0.%~.% 采用该方法对国内市售谷类 根茎类蔬菜中邻苯二甲酸酯进行检测, 实际样品中检出了邻苯二甲酸二乙酯 邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二甲酸二 (- 乙基 ) 己酯和邻苯二甲酸二异壬酯 该方法简便 灵敏 准确, 可满足目前谷类 根茎类蔬菜中邻苯二甲酸酯的检测要求 参考文献 : [] YANO K, HIROSAWA N, SAKAMOTO Y, et al. Phthalate levels in baby milk powders sold in several countries[j]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 0, : -. [] AGARWAL D K, LAWRENCE W H, AUTIAN J. Antifertility and mutagenic effects in mice from parenteral administration of di--ethylhexyl phthalate()[j]. Journal of Toxicology and Environmental Health,, (): -. [] 中华人民共和国卫生部. 关于公布食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单 ( 第六批 ) 的公告 [R]. 北京 : 中华人民共和国卫生部公告 年第 号,. [] ADIBI J J, PERERA F P, JEDRYCHOWSKI W, et al. Prenatal exposures to phthalates among women in New York City and Krakow, Poland[J]. Environmental Health Perspectives, 0, (): -. [] Environmental Protection Agency. EPA Method 0A Phthalate esters by gas chromatography with electron capture detection (GC/ ECD)[S]. Washington D C: Environmental Protection Agency,. [] 曹小妹, 吴晓燕, 李挥, 等. 固相萃取 - 气相色谱法测定食品包装材料中邻苯二甲酸酯类物质 [J].,, (): -. [] 张明明, 孙远明, 杨艺超, 等. 高效液相色谱法测定食用油中邻苯二甲酸酯类污染物总量 [J]. 中国油脂,, (): -0. [] 孙利, 陈志锋, 雍伟, 等. 与食品接触的塑料成型品中邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的测定 [J]. 中国卫生检验杂志, 0, (): -. [] 黄永辉. 凝胶渗透色谱 - 气相色谱 / 质谱法同时测定食用油中 种邻苯二甲酸酯 [J]. 分析科学学报,, (): -. [] JEN J, LIU T. Determination of the phthalate esters from food contacted materials by on-line microdialysis and liquid chromatography [J]. Journal of Chromatography A, 0, 0(): -0. [] 杨荣静, 卫碧文, 高欢, 等. 高效液相色谱 - 串联质谱法检测食品接触材料中的 种邻苯二甲酸酯类增塑剂 [J]. 环境化学,, (): -. [] 刘庆, 杨红军, 史衍玺, 等. 环境中邻苯二甲酸酯类 (PAEs) 污染物研究进展 [J]. 中国生态农业学报,, (): -. [] 陈志锋, 潘健伟, 储晓刚, 等. 我国食品包装卫生标准现状分析 [J]. 食品与机械, 0, (): -. [] 中华人民共和国卫生部. GB 0 食品容器 包装材料用添加剂使用卫生标准 [S]. 北京 : 中国标准出版社, 0. [] 柴丽月, 辛志宏, 蔡晶, 等. 食品中邻苯二甲酸酯类增塑剂含量的测定 [J]., 0, (): -. [] 郑向华, 林立毅, 方恩华, 等. 固相萃取 - 气相色谱 - 质谱法测定食品中 种邻苯二甲酸酯 [J]. 色谱,, 0(): -. [] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化委员会. GB/T 0 食品中邻苯二甲酸酯的测定 [S]. 北京 : 中国标准出版社, 0.

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