水及可乐中邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯的迁移规律

段丽丽，句荣辉，王 辉，孙玉清，汪长钢

(北京农业职业学院食品与生物工程系，北京 102442)

作为一种常见的增塑剂，邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)急性毒性不大，但其自身及代谢物干扰内分泌及生殖系统，影响生殖机能，并可通过胎盘或者哺乳发生代际传播[1-9]。研究表明，食物的温度、油脂含量、pH、接触的时间、包材的种类和厚度等将会造成各类包材中有害物质迁移量的快速增加[10-11]。聚丙烯等塑料盛装热的液体食品时，DEHP的迁移量会随pH的降低而增加，在酸性条件下pH从5.0降到3.0，其迁移率可从33.3±21.1 μg/L(受热1min)升到159.8± 21.1μg/L(受热5min)。随着加热时间的延长，迁移量也增加[1]。本研究在前人对实验室模拟污染物的基础上，研究市场中购买的同一标准体积的瓶装水、可乐样品，去除包装材料体积对DEHP迁移影响的条件下，模拟水和饮料在冰箱、温箱、热水、汽车环境下相近的温度条件和储存时间，设计不同温度、不同时间，检测DEHP含量，研究接近真实情况下DEHP的迁移水平，并模拟迁移曲线，以期了解其迁移规律，为预测、保存和使用塑料包装食品风险提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1材料 PET瓶装可乐(规格250mL)、PET瓶装纯净水(规格250mL)、正己烷(分析纯)。

1.1.2设备 涡旋仪(MixPlus，合肥艾本森公司)、超声波振荡器(YH-200DH，上海予皓科学仪器有限公司)、空气恒温振荡器(HZ-9211K，常州诺基仪器有限公司)、氮吹仪(WD-12，杭州奥盛)、气相色谱—质谱联用(GCMS-QP2010岛津)。

1.2 迁移规律模拟条件

将PET瓶装可乐和纯净水于不同温度、时间条件下储存，监测DEHP的迁移规律，每个采样点设3个平行。

1.2.1短时间内温度对DEHP迁移的影响 将同一批次的可乐开启30min后拧紧，再置于20、40、60、80℃水浴中加热30min。同一批次市售瓶装纯净水置于-20、0、20、30、40、50、60、70℃条件下30min，检测不同温度条件下DEHP向可乐和饮用水中迁移的情况。

1.2.2常温下饮料样品中DEHP随贮藏时间迁移规律模拟 常温、避光放置一定时间后，考察样品在常温储存、不同储存时间条件下，DEHP向样品中溶出的规律。

1.3 样品前处理

分别准确称取上述试样5g(精确至0.000 1g)于25 mL具塞磨口离心管中，再准确加入10mL正己烷，涡旋1min，剧烈振摇1min，超声提取30min，1 000r/min离心5min，取上清液，重复提取1次。将两次提取液混合在一起，在氮吹仪上氮吹提取液至近干(水浴40℃)。再向试管中加入2mL正己烷，于涡旋仪上涡旋1min，移取到进样小瓶中。进行气相色谱—质谱检测。

1.4 气相色谱—质谱检测

DEHP的GC-MS检测条件参照GB/T 21911-2008，并作适当调整。处理后的样品经Rxi-5sil MS色谱柱(30mm×0.25mm，0.25μm)分离，载气为氦气，进样口温度：250℃；进样模式为不分流进样；进样量为1μL；恒线速度33.0cm/sec模式；程序升温：起始柱温45℃，保留1min，以45℃/min速度升温至130℃后，再以12℃/min速度升温至180℃，再以7℃/min升温至240℃后，再以12℃/min升温至320℃，并保持4min；离子源温度：220℃；接口温度：250℃；数据采集模式为选择离子模式(SIM)；检测器电压：调谐电压+0.7KV；m/z扫描范围：45～450amu。外标法定性定量。

1.5 统计分析

选用OriginPro 8.0软件对数据进行单边方差分析。显著性分析采用Tukey检验，显著性水平采用0.05。

2 结果与分析

对标准品进行SCAN模式扫描，然后对样品峰进行谱库检索，确定保留时间(RT)11.71min的峰为DEHP(图1)，其离子碎片见图2，根据GC-MS自带的谱库(wiley 2005)检索发现样品与Bis(2-ethylhexyl)phthalate的相似率90%，分子式：C24H38O4，分子量：390。DEHP参照品和水样的DEHP总离子流图见图3。后续以m/z149进行定量。以正己烷为空白样品，其他提取步骤与样品一致做样品检测限；以正己烷作为直接上机检测3倍噪声值为仪器检测限，最低检测限为11μg/L。将逐级稀释的标准工作液分别进样以峰面积Y(mAU*S)和标准溶液浓度C(μg/L)进行线性拟合，在0.01～5 000μg/L范围内，标准曲线线性回归方程为y=6 963.32x+34 705.2，(R2=0.999 2)。

图1 DEHP 的质谱图

2.1 饮料样品不同温度条件下DEHP的迁移规律

在相同条件下，采用水浴法控制温度，0.5h后采样，模拟不同温度条件下DEHP向可乐饮料中迁移的情况。可乐瓶在不同温度下，水浴同样时间30min后，样品中DEHP的浓度随着温度的升高，样品中的DEHP迁移至可乐样品的浓度逐渐升高，变化规律以Origin pro8进行多项式拟合曲线，符合公式y=0.011 25x3-0.102 61x2+5.889 17x-60.23。分别收集0、20、40、50℃条件下储存30min的瓶装水样品，分别进行提取GC-MS检测，以研究短时间内不同温度条件下，PET瓶装水中DEHP随温度迁移至样品中的变化规律(图3、图4)。

图2 DEHP标准品(100μg/L)和水样的总离子色谱图

图3 0.5h内可乐样品中DEHP随不同温度下中的拟合曲线

图4 市售瓶装水中塑化剂DEHP随温度变化拟合曲线

随着温度的增高，在30min内，PET瓶装水中的DEHP的浓度变化遵循指数上升的关系：Y=14.14+6.65exp(X/20.53)(R2=0.993 5)，同时将PET瓶装纯净水放到-20℃的冷冻冰柜中过夜(约24h)，发现DEHP含量骤然升高，含量达到133.99±3.85μg/kg，塑化剂残留跃升的现象可能是随着储存时间的延长，水温降低到4℃以下，水的流变性变化和相变最终导致塑化剂残留升高。

分别收集在20、40、60、80℃等4种条件下的4d内的可乐样品，分别进行提取GC-MS检测，以研究在不同储存温度条件下(模拟实际生活中超市室温、保温箱、热水浴储存饮料的温度条件)，数天内饮料中DEHP随时间迁移至样品中的变化规律。根据图5，DEHP含量基本随温度升高保持在相应高的含量水平，在4d内其含量在同一温度条件下变化不大，其变化规律用Origin拟合曲线复合多项式公式(R2=1)。分别是20℃为y=-0.40x3+2.86x2-4.91x+23.96，40℃变化曲线为y=-3.33x3+24.74x2-54.08x+57.71，60℃符合y=0.29x3-2.93x2+10.148x+55.80，80℃符合y=-1.58x3+9.59x2-10.40x+82.31。

图5 不同温度下可乐中DEHP变化拟合曲线

2.2 常温下不同贮藏时间饮料中DEHP的迁移规律

在接近货架期内，储存时间320d，研究样品中DEHP的浓度随着时间在常温条件下的变化规律，样品中的DEHP迁移至可乐样品的浓度在2个月内逐渐升高，随后逐渐减少，至320d后浓度达到最低值，大约是常温时DEHP初始浓度的一半，但总体残留量不高(图6)。变化规律以Origin pro8进行多项式拟合曲线，符合公式y=12.33+(2 097.52÷(101.54*sqrt(PI/2)))*exp(-2*((x-56.59)/101.54)2)。收集常温条件下储存480d的瓶装纯净水样品，分别进行提取GC-MS检测，以研究在常温条件下，长期储存瓶装水DEHP随时间迁移至样品中的变化规律(附表)。鉴于消费者对瓶装水的保质期关注程度低，存在购买大量瓶装水储存的可能，因此考察时间设置超出货架期100d，以获得长期储存瓶装水塑化剂迁移水平。根据附表所得数据，在360d前，水中DEHP的浓度与储存时间呈线性关系：Y=36.203+0.513*X (R2=0.981 1)；480d与360d的数据之间无显著性差异(P>0.05)。在16个月的储存周期中，PET瓶装水中DEHP的浓度随时间在常温条件下是逐步升高的，从64μg/kg升至含量最高196μg/kg，但总体残留量仍未超过国家限量标准(1.5mg/kg)。

图6 室温下可乐中DEHP变化拟合曲线

序号样品存储时间(d)DEHP含量(μg/kg)160.00 64.57±1.42290.00 81.04±1.19 3120.00 92.99±3.984150.00 118.52±1.635180.00 124.98±1.79 6200.00 142.55±1.52 7240.00 179.89±3.39 8360.00 193.30±3.909480.00 196.92±1.93

3 讨论

根据检测发现，市面上流通的PET瓶装可乐和水饮料中均存在微量的DEHP，但无法判断是PET塑料瓶身中的DEHP迁移进可乐中的，还是生产过程中因生产环节上。饮料经升温后，可乐和水中的DEHP含量均有显著增高，并随温度的上升而上升。说明PET瓶身中的DEHP会在不同条件下发生一定量的迁移，受温度变化影响明显，但迁移的量并不高。依据消费者习惯，设置各个温度，特别在夏天时，消费者有饮用冰水习惯，因此迁移曲线设置了-20℃的温度点，分别采样测定，显示随着温度的变化DEHP含量具有波动，但仍在安全含量范围内。此外，水和可乐两种样品中DEHP含量随存储天数的逐渐累计，呈升高趋势。在最短的存储时间与最长存储的时间时含量变化约是3倍。饮用瓶装水中的DEHP含量随时间的变化迁移量逐渐升高，水介质中塑料(PET)瓶装水中DEHP的迁移有可能在长期储存中趋于稳定。可见塑料瓶装水存储时长会影响水中的DEHP的浓度，所以应尽量选择饮用生产日期临近的塑料瓶装饮用水。

Figge[12]研究了抗氧化剂从HDPE、PVC和PS向食用油和脂肪模拟剂的迁移，Chang等研究了抗养护剂BHT等在24～60℃的温度条件下，向庚烷、水、乙醇/水溶液等的迁移采用FICK第二定律进行预测，这些研究显示食品的迁移可以预测。本研究在考虑同一包装的可乐和瓶装水的基础上，排除了因接触面积、长度不同而对迁移量的影响，可以用来预测在相应条件下DEHP的迁移量。考虑到可乐中的pH条件及样品中复杂的组分，溶出样品会被重新被吸附、聚合[13]，还有可能与DEHP在长期储存中被其他物质降解，需要进一步检验。研究表明，邻苯二甲酸酯类化合物易溶于有机溶剂，而难溶于水，在水环境中倾向于向固体沉积物和生物体转移，以吸附态附着在颗粒表面，本实验结果与报道符合。本实验未设置高温度更长期如30～60d储藏的含量变化，根据常温下480d储藏结果可以预计在较高温度长期储藏条件下，从塑料包装中向水中迁移的DEHP含量将会有较大变化，有可能达到或接近限量标准。根据欧盟委员会第10/2011号条例，拟与食物接触的产品的具体迁移限制为DEHP食品模拟剂1.5mg/L，我国对DEHP的残留限量标准也是1.5mg/L，在长达480d的储存期内均未超过这个限量标准。虽然储藏条件有剧烈变化，但是仍在低剂量水平波动。相对于肉类等脂溶性食品其在储存1d DEHP等邻苯二甲酸酯类化合物即会超过限量标准[14]，水、可乐等相对迁移水平低，也相对安全。◇