气相色谱-质谱法测定菜籽油中17种邻苯二甲酸酯的优化研究

◎ 苟 怡，王 霓，熊双丽，吴秋婷，何建琼

（1.绵阳市产品质量监督检验所，四川 绵阳 621000；2.西南科技大学生命科学与工程学院，四川 绵阳 621010；3.四川旅游学院，四川 成都 610000；4.四川御康农业科技有限公司，四川 德阳 618500）

2011年，台湾披露不法生产商用工业加工助剂塑化剂代替棕榈油配制“起云剂”用于食品加工，引起全国对塑化剂安全问题的恐慌和高度关注[1]。塑化剂是工业上广泛使用的高分子材料助剂，邻苯二甲酸酯（PAEs）是塑化剂的一大类，其使用量约占塑化剂用量的90%[2-3]。PAEs为无色油状粘稠液体，易溶于有机溶剂，难溶于水，常温下不易挥发[4]。PAEs在饮用水和空气中的暴露水平都很低，饮食暴露是一般人群的主要暴露途径，有研究表明PAEs具有雌激素作用，可导致人体内分泌系统紊乱、生殖系统异常及癌症等[5-7]。美国自2009年起已禁止6种PAEs在玩具和儿童护理品中的应用[8]。《卫生部办公厅关于通报食品及食品添加剂中邻苯二甲酸酯类物质最大残留量的函》[9]中规定，食品、食品添加剂中的邻苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）最大残留量分别为1.5 mg·kg-1、9.0 mg·kg-1、0.3 mg·kg-1。

目前，塑化剂的检测方法主要有气相色谱-质谱法、气相色谱法、高效液相色谱法和气相色谱-串联质谱法，其中气相色谱-质谱法具有较高的定性定量能力最常用于检测塑化剂[10]。本实验对气相色谱、质谱条件和前处理进行优化，检测菜籽油中17种PAEs，以期建立菜籽油中17种PAEs的快速定性定量方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菜籽油：市售。

正己烷、乙腈、二氯甲烷、丙酮：色谱纯；16种邻苯二甲酸酯混标：邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP）、邻苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（BMPP）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基）己酯（DEEP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二己酯（DHXP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）、邻苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二苯酯（DPhP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）、邻苯二甲酸二壬酯（DNP）：1 000 mg·L-1，购自美国o2si smart solutions公司；邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）：250 mg，购自北京曼哈格生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

Cleanert PAE（3 g/6 mL）固相萃取小柱：天津博纳艾杰尔科技有限公司；UGC-24C氮吹仪：北京优晟联合科技有限公司；KQ3200DA超声仪：昆山市超声仪器有限公司；Aglient 7890B GC/5977A MSD 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、Aglient G4513A自动液体进样器：美国安捷伦公司。

1.3 标准溶液配制

配制17种PAEs混合标准中间溶液（10 μg·mL-1），0～8 ℃冷藏保存。使用时，根据需要用正己烷稀释 成0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1和1.00 μg·mL-1的标准系列工作液。

1.4 样品前处理

1.4.1 称样量的优化

分别准确称取混合均匀的菜籽油样1 g和0.5 g（精确至0.000 1 g）于10 mL玻璃离心管中，分别添加17种PAEs，使其加标水平均为0.8 mg·kg-1，再加入100 μL正己烷和2 mL乙腈，漩涡混匀1 min，超声辅助提取20 min，4 000 r·min-1离心5 min，收集上清液，残渣中加入2 mL乙腈，漩涡混匀1 min，4 000 r·min-1离心5 min，同法进行第3次萃取，合并3次上清液，待固相萃取（SPE）净化。

SPE净化：在Cleanert PAE固相萃取小柱中依次加入5 mL二氯甲烷、5 mL乙腈活化，弃去流出液；将待净化液加入SPE小柱，收集流出液；再加入5 mL乙腈，收集流出液，合并两次收集的流出液，加入1 mL丙酮，40 ℃氮吹至近干，正己烷准确定容至2 mL，漩涡混匀，供GC-MS分析[11]。计算回收率。

1.4.2 氮吹温度的优化

同1.4.1的方法，氮吹温度改为60 ℃，GC-MS分析，计算回收率。

1.4.3 GC-MS初始温度的优化

初始温度分别设为60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃，分析17种PAEs（1μg·mL-1），根据保留时间来确定最佳初始温度。

1.4.4 GC-MS进样口温度的优化

进样口温度分别设为260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃和300 ℃，分析17种PAEs（1μg·mL-1），根据峰响应的高低来确定最佳进样口温度。

1.5 色谱条件

色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气：高纯氦（He 99.999%）；电子轰击离子源（EI）；电子能量70 eV；传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；扫描方式：选择离子监测（SIM），具体定量定性离子参考文献[11]；溶剂延迟5 min。

2 结果与分析

2.1 称样量和氮吹温度的优化

《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》（GB 5009.271—2016）中，对液态油脂试样的称样量为0.5 g，根据在样品均匀的情况下增大称样量可以提高样品的代表性[12]，本实验增加称样量到1 g，其回收率结果见表1。

《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》（GB 5009.271—2016）中的氮吹温度为40 ℃，由于试剂为乙腈，40 ℃氮吹时间较长，且邻苯二甲酸酯类的沸点为240～400 ℃，所以本实验提高氮吹温度到60 ℃，回收率结果见表1。

表1 不同称样量和氮吹温度下的回收率结果统计表

由表1可知，称样量0.5 g，氮吹温度40 ℃时回收率为81.9%～112.4%；称样量1 g，氮吹温度40 ℃时回收率为80.7%～113.0%，称样量0.5 g，氮吹温度60 ℃时回收率为83.6%～117.2%；称样量1 g，氮吹温度60 ℃时回收率为84.9%～110.2%。说明增加称样量到1 g不会影响其准确度，但可以提高样品的代表性，增加氮吹温度也不会影响其准确度，但可以缩短氮吹时间，最终前处理参数为称样量1 g，氮吹温度60 ℃。

2.2 初始温度的优化

初始温度在60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃下的17种PAEs（1 μg·mL-1）的保留时间结果见图1。由图1可知保留时间随着初始温度的提高均逐渐前移，分析时间也相应缩短，但初始温度过高沸点较低的组分不能得到较好的分离，最终确定80 ℃作为初始温度。

图1 17种PAEs在不同初始温度下的保留时间图

2.3 进样口温度的优化

进样口温度在260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃和300 ℃下的17种PAEs（1μg·mL-1）的丰度结果见图2，由图2可知随着温度的升高各组分峰响应加大，在280 ℃之后变化不明显。最终确定280 ℃作为进样口温度。

图2 17种PAEs在不同进样口温度下的响应图

2.4 最佳色谱条件

综上所述，本实验最佳色谱条件为：初始温度80 ℃；进样口温度280 ℃；流速：1.0 mL·min-1；进样方式：不分流进样；进样量：1 μL。程序升温：初始温度80 ℃，保持0.5 min，以20 ℃·min-1升温至220 ℃，保持1 min，再以5 ℃·min-1升温至240 ℃，保持1 min，再以20 ℃·min-1升温至280 ℃，保持7 min。

在该条件下的17种PAEs总离子色谱图（图3），与GB 5009.271—2016条件下的17种PAEs总离子色谱图（图4）相比保留时间提前，分析时间缩短，峰响应加大，且17种PAEs能有效地分开，峰型尖锐，对称性好，出峰附近没有干扰峰，是理想的色谱检测条件。

图3 优化后17种邻苯二甲酸酯标准溶液（1 μg·mL-1）的总离子色谱图

图4 优化前17种邻苯二甲酸酯标准溶液（1 μg·mL-1）的总离子色谱图

2.5 方法线性范围、检出限和定量限

移取17种邻苯二甲酸酯标准中间液（10 μg·mL-1），用正己烷稀释，配制成浓度为0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.50 μg·mL-1和1.00 μg·mL-1的标准系列工作液，按上述最佳条件上机测定，以邻苯二甲酸酯的浓度为横坐标，定量离子的峰面积为纵坐标建立17种邻苯二甲酸酯标准曲线，确定17种PAEs的线性方程。

取本底中不含这17种PAEs的菜籽油，添加17种邻苯二甲酸酯标液，使各组分浓度为0.04 mg·kg-1，按优化后的最佳色谱条件，上机测定，3倍信噪比计算检出限，10倍信噪比计算定量限。

17种PAEs的线性方程及检出限、定量限见表2。由表2可以看出在0.02～1.00μg·mL-1的线性范围内17种PAEs具有良好的线性关系，相关系数r均＞0.997 8。GB 5009.271—2016中DBP定量限为0.3 mg·kg-1，其余均为0.5 mg·kg-1，本方法DBP定量限为0.01 mg·kg-1，其余均≤0.06 mg·kg-1，远低于上述国家标准中的要求，能够满足检测要求。

表2 17种邻苯二甲酸酯的检出限、定量限及线性方程表

2.6 精密度和加标回收率

取本底不含17种PAEs的菜籽油样品，分别按0.10 mg·kg-1、0.40 mg·kg-1、0.80 mg·kg-1的水平添加17种PAEs标液，按最佳前处理方法处理后，每个加标水平平行测定6次，计算其回收率和精密度。结果见表3。从表3可以看出相对标准偏差RSD在0.5%～9.6%，均不超过10%。3个浓度水平的平均回收率在80.6%～118.3%，说明本方法具有较高的精密度和准确度。

表3 17种邻苯二甲酸酯精密度和加标回收实验结果表（n=6）

2.7 实际样品检测

利用本实验所建立的方法对市售的30个菜籽油检测其17种PAEs，检测结果见表4。由表4可知，30个菜籽油中有20个检出PAEs，检出率为67%，主要检出的塑化剂有DBP、DEHP、DIBP 3种，DBP检出率37%，DEHP检出率20%，DIBP检出率27%。

表4 30份菜籽油17种PAEs测定结果表（单位：mg·kg-1）

3 结论

参照国家标准《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》（GB 5009.271—2016）中的方法，对进样口温度、初始温度、称样量、氮吹温度4个方面进行优化，筛选出最优的气相色谱、质谱和前处理条件参数，优化后，菜籽油中17种邻苯二甲酸酯出峰时间缩短，峰响应增加，且分离度良好，在一定浓度范围内（0.02～1.0 μg·mL-1）相关系数r≥0.997 8，具有良好的线性关系。检出限为0.002～0.02 mg·kg-1，定量限为0.005～0.06 mg·kg-1，远小于GB 5009.271—2016。RSD在0.5%～9.6%，平均回收率在80.6%～118.3%，说明优化后的方法具有较高的精密度和准确度，操作更加简单、快速，完全能够满足国家标准对菜籽油中邻苯二甲酸酯的测定要求，为菜籽油中邻苯二甲酸酯类的检测提供了方法参考。