包装材料对铁观音茶中邻苯二甲酸酯含量的影响

高贯威，刘平香，陈金发，王国庆，陈红平，刘新，鲁成银*

1.中国农业科学院茶叶研究所农业部茶叶产品质量安全风险评估实验室，310008；2.国家茶叶质量安全工程技术研究中心，350002

邻苯二甲酸酯（Phthalate esters,PAEs），又称酞酸酯类化合物，是世界上生产量最大、使用范围最广的人工合成有机化合物之一。PAEs主要添加于聚氯乙烯薄膜、人造革和包装材料等塑料制品中，以增大产品的可塑性，其最大添加量达到30%[1]。PAEs具有致畸、致癌、致突变等毒性，因此美国环保局（EPA）将邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）和邻苯二甲酸二正辛酯（DnOP）共6种PAEs列为优先控制污染物[2]。欧洲食品安全局（EFSA）将DBP、BBP、DEHP和邻苯二甲酸二异壬酯（DiNP）的每日容许摄入量（TDI）分别规定为0.01、0.50、0.05、0.15 mg/kg；另外，欧盟（EU）规定DBP、BBP和DEHP的迁移限量分别为0.3、30和1.5 mg/kg[3]。我国将DMP、DBP、DEHP这3种邻苯二甲酸酯列入水中优先控制污染物黑名单[4]。

PAEs与塑料基质以弱的范德华力相连接，塑料包装中的PAEs随着时间的推移逐渐迁移到茶叶中[5]。铁观音茶多采用小包装袋抽真空保存，造成茶叶与塑料包装袋的接触面积增大。另外，由于韵香型、陈香型等铁观音需要存放较长的时间以产生特殊的茶叶风味，因此茶叶与包装袋的接触时间较长。从而，包装袋中的PAEs可能会迁移到铁观音中，造成茶叶中PAEs污染，进而危害人体健康。本文利用气相色谱串联质谱（GC-MS/MS）检测了包装材料及茶叶中PAEs含量，分析了不同的储存温度条件下不同种类塑料内包装袋中PAEs向铁观音中迁移的规律，为探究茶叶中PAEs来源提供了重要的数据基础。

一、材料与方法

1.仪器与试剂

16种PAEs标准物质中，DMP（99.5%）、DEP（99.5%)、邻苯二甲酸二丙酯（DPrP，99.0%）、邻苯二甲酸二异丁酯（DiBP，99.0%）、DBP（99.0%）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP，98.0%）、邻苯二甲酸二（4-甲基2-戊基）酯（BMPP，99.0%）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（DEEP，99.0%）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP，99.2%）、BBP（98.0%）、邻苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP，99.5%）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP，99.9%）、DEHP（98.5%）、邻苯二甲酸二苯酯（DPhP，99.9%）、邻苯二甲酸二正辛酯（DnOP，99.0%）共15种PAEs购于德国Dr.Ehrenstorfer GmbH（Augsburg,Germany）；邻苯二甲酸二壬酯（DNP，99.4%）购于美国Chem Service（West Chester,PA,USA）。同位素内标DEHP-D4（纯度均大于98%）购于德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。甲醇、乙腈、丙酮和正己烷均为色谱纯（德国Merck公司）。超纯水由法国Millipore超纯水系统制得。无水硫酸镁、氯化钠（分析纯，北京化学试剂公司），使用前分别在马弗炉450℃灼烧4 h。N-丙基乙二胺键合硅胶（PSA）、石墨化碳黑（GCB）购于天津博纳艾杰尔公司。

标准储备液：分别准确称取16种PAEs标准品，用丙酮溶解，定容至100 mL，然后将16种PAEs单个标准储备液配制成100 mg/L的混合标准储备液，于4℃下避光保存。

标准工作液：用正己烷配制质量浓度为1～500 μg/L的PAEs梯度混合标准溶液，并各加入50 μg/L的DEHP-D4内标物，现配现用。

2.仪器设备

Varian 450气相色谱仪、Varian 300串联四极杆质谱仪（美国Varian公司）、Mass Workstation 6.9.2气相色谱质谱工作站；T10高速均质器（德国IKA公司）；高速冷冻离心机（上海卢湘仪离心机仪器有限公司）；AL104 Mettler Toledo电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）；Millipore超纯水系统（法国Millipore公司）。

3.样品制备

从市场采集4种香型的铁观音（浓香型、清香型、韵香型和陈香型）和2种铁观音内包装袋（分别编号为1号和2号包装袋）。分别采用1号和2号内包装袋对韵香型铁观音进行包装，每个塑料包装袋中分别装有8 g茶叶样品。设置不同的储存时间（0、20、40、60、90 d）和储存温度（常温17～24℃和4℃），探究内包装袋中PAEs向铁观音中迁移的规律。

4.样品前处理

包装材料：将试样粉碎至≤0.02 g的细小颗粒，准确称取0.2 g试样（精确至0.1 mg）至具塞三角瓶中，加入20 mL正己烷，超声提取30 min，滤纸过滤，再用正己烷（每次10 mL）重复上述提取3次，将提取液合并，用正己烷定容至50.0 mL，进样分析。

茶叶样品前处理参照文献[6]，称取2.0 g磨碎的茶叶样品于40 mL锥形玻璃离心管中，加入50 μL的DEHP-D4同位素标样，并涡旋30 s，加入5 mL去离子水后涡旋30 s，静置30 min，加入10 mL乙腈，18 000 r/min均质2 min后加入5.0 g NaCl和5.0 g无水MgSO4，剧烈震荡1 min，4 000 r/min离心10 min，取2 mL上清液至玻璃离心管中（内有200 mg PSA、100 mg GCB和100 mg无水MgSO4），剧烈震荡1 min后，4 000 r/min离心10 min，取上清液至进样瓶中，待GC-MS/MS分析。

5.仪器条件

GC–MS/MS条件按照文献[6]设定，色谱柱：VF-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气：氦气（纯度≥99.999%）；流速：1.0 mL/min；进样量：1 μL；进样方式：不分流；进样口温度：250℃；连接杆温度：280℃；升温程序：初始温度80℃，保持1 min，以15℃/min速率升温至180℃，保持2 min，以5℃/min速率升温至280℃，保持15 min。

电离方式：电子电离源；电离能量：70 eV；灯丝电流：50 mA；电子倍增管电压：1 000 V；四极杆温度：40℃；离子源温度：230℃；溶剂延迟：5 min；碰撞气：氩气（纯度99.999%）；碰撞气压力：0.3 Pa。PAEs和PAEs-D4的保留时间、特征离子对、定量离子对及优化碰撞能量见文献[6]。

6.方法验证

为降低背景污染的干扰，本试验器皿均为玻璃制品，甲醇浸泡过夜，使用前用丙酮冲洗，70℃下烘干，NaCl和无水MgSO4均在450℃灼烧4 h。筛选PAEs含量较低的铁观音样品对该方法进行了验证，结果表明，BBP在2～500 μg/L，DEEP、DBEP和DCHP在5～500 μg/L，BMPP、DPhP和DNP在10～500 μg/L，DMEP 在 25～500 μg/L，以及其他 8种PAEs在1～500μg/L之间，R2＞0.9913，线性关系良好。定量限（LOQs）以10倍信噪比（S/N）来计算，16 种 PAEs化合物的 LOQs值为 1～120 μg/L。在50、200、500 μg/kg 3个加标水平下，每个加标水平测定6次，根据峰面积外标法计算回收率，并扣除茶叶样品中PAEs（DBP、DMP、DiBP和DEHP）峰面积，结果表明PAEs平均回收率在84.5%～109.9%之间，相对标准偏差（RSD）均小于20%，准确度与精密度满足检测需求。

二、结果与分析

1.铁观音中PAEs含量水平

铁观音样品中PAEs的检出情况及含量水平如表1所示。茶叶样品中共检出7种PAEs（DEP、DBP、DMP、DiBP、DEHP、DNP、DPP）。其中，DBP、DEHP、DMP和DiBP检出率为100%，且残留水平较高，含量分别在39.5～497.5 μg/kg、75.0～269.5 μg/kg、6.0～108.5 μg/kg和26.0～248.0 μg/kg之间。在4种不同香型的铁观音中，7种PAEs含量总和（∑ 7PAEs）为190.5～1 052.5 μg/kg，其中韵香型铁观音7PAEs含量最低，为190.5 μg/kg，因此，选择PAEs含量水平较低的韵香型铁观音进行迁移试验。

表1 4种香型铁观音中PAEs污染水平（±SD，n=3） μg/kg

表1 4种香型铁观音中PAEs污染水平（±SD，n=3） μg/kg

注：ND指未检出，下同。

2.茶叶内包装袋中PAEs含量水平

试验所用2种包装袋的PAEs含量见表2。其中，1号包装袋中检出DEHP、DEP和DiBP 3种PAEs，总含量为4 187.5 μg/kg。2号包装袋检出4种PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），总含量为15 312.5 μg/kg。

表2 包装袋中PAEs的含量水平（±SD，n=3） μg/kg

表2 包装袋中PAEs的含量水平（±SD，n=3） μg/kg

3.茶叶内包装袋中PAEs向茶叶中迁移的规律

包装袋中检出4种PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），其中DEP含量相对较低，不同储存时间下的茶叶样品中均未检出DEP，因此难以确定包装袋中DEP向茶叶中迁移的规律。图1统计了茶叶中DBP、DEHP和DiBP 3种PAEs的含量变化规律。当采用1号包装袋进行包装时，常温储存条件下，茶叶中DEHP和DiBP的含量在0～20 d内均有一定程度的上升，而在20～40 d内有一定程度降低，随后保持平稳状态；在4℃的储存条件下，茶叶中DEHP含量在0～60 d内略有增加，但在60～90 d内显著降低，DiBP含量在20～90 d内呈上升趋势。采用2号包装袋进行包装时，常温储存条件下，茶叶中DBP和DEHP含量随储存时间变化差异不明显，DiBP在0～20 d内显著降低，随后有一定的上升；在4℃储存条件下，3种PAEs含量变化规律与在常温储存条件下相近。

图1 不同储存条件对铁观音茶叶样品中PAEs含量的影响

不同储存时间下茶叶样品中PAEs含量水平差异的显著性分析结果表明，茶叶样品用2号包装袋进行包装时，在两种储存条件下，DBP和DEHP含量水平在90 d的储存时间内均没有显著性差异，DiBP含量在0～40 d内有一定波动，但在储存0、60、90 d的结果无显著性差异，可能是由于DiBP在定量时受到咖啡碱的干扰造成茶叶中PAEs定量波动。当采用1号包装袋包装时，PAEs含量检测结果整体波动较大，但DEHP和DiBP含量在两种储存条件下，存储前和储存90 d样品间没有显著性差异。陈惠等[7]的研究发现，食品中酞酸酯类增塑剂的含量与贮存时间没有明显的相关性，与本研究结果一致。

综上所述，以试验所用2种塑料内包装袋包装茶叶在常温和4℃的储存条件下，经过90 d的储存，茶叶样品中PAEs含量差异较小，即塑料包装袋中的PAEs向茶叶样品中迁移的量较低。

三、结论

铁观音茶叶样品中检出7种PAEs（DEP、DBP、DMP、DiBP、DEHP、DNP和 DPP），总含量水平在190.5～1 052.5 μg/kg之间。铁观音2种内包装袋样品中共检出4种PAEs（DEHP、DEP、DiBP和DBP），总含量分别为4 187.5 μg/kg和15 312.5 μg/kg。迁移试验结果表明，茶叶塑料内包装袋中的PAEs在常温（17～24℃）和4℃的储存条件下，90 d的储存时间内，向茶叶中迁移的量较低。

[1]杜娴.重庆主城两江水体与沉积物中邻苯二甲酸酯和多环芳烃污染水平及特征[D].重庆:重庆大学,2012.

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[3]刘平香,陈红平,张明露,等.茶叶中邻苯二甲酸酯污染水平及检测技术研究进展[J].浙江农业科学,2015,56(11):1796-1804.

[4]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].食品科学,2008,29(7):362-365.

[5]尹鹏.邻苯二甲酸酯类化合物在茶叶上的污染水平及其迁移规律的研究[D].北京:中国农业科学院,2014.

[6]Yin P,Liu X,Chen H,et al.Determination of 16 phthalate esters in tea samples using a modified QuEChERS sample preparation method combined with GC-MS/MS[J].Food Additives and Contaminants:PartA,2014,31(8):1406-1413.

[7]陈惠,汪瑗,朱若华,等.毛细管气相色谱法测定塑料包装及其内食品中酞酸酯[J].现代科学仪器,2006,16(1):101-103.