气相色谱-质谱法测定含油脂食品中新型增塑剂对苯二甲酸二辛酯

黄孟丽，李雪银，邢梦珂，江改青，孙小杰

（南京市食品药品监督检验院，江苏南京 210038）

食品接触材料作为食品安全的重要环节，其安全性被越来越多国家所重视，食品接触材料如塑料、橡胶等可能会在产品的使用过程中释放出一定量的有毒有害化学成分[1]，这些化学成分会迁移至食品中从而被人体摄入，危害人类健康[2,3]。邻苯二甲酸酯类物质俗称增塑剂，普遍用于塑料制品中以增加产品的柔韧性和强度[4]，在食品包装材料、聚氯乙烯薄膜和医疗用品中也比较常见，邻苯类增塑剂具有潜在的急性毒性、慢性毒性、致畸性、致突变性和生态毒性，并显示较强的内分泌干扰性[5]。

对苯二甲酸二辛酯（DOTP）（Dioctyl terephthalate，C24H38O4，CAS 6422-86-2）是20世纪80年代，由美国Eastman公司研制成功并逐步发展起来的一种新型增塑剂，它与目前常用的邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯（DEHP）相比，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，DOTP不含邻苯二甲酸盐，不在欧盟及其他国家限制使用的邻苯二甲酸增塑剂范围内，目前越来越多的生产企业利用其来替代邻苯类增塑剂，在制品中显示出优良的持久性、耐肥皂水性及低温柔软性，广泛应用于耐电缆料、食品包装材料等中。DOTP具有较强的脂溶性，当其用于食品包装材料与具有一定脂肪含量的食品接触时，较易迁移至食品中而对人体健康造成一定危害[6]，含油脂类食品中存在DOTP污染的风险。

DOTP作为新型的增塑剂，国外文献基本集中于DOTP环境污染、生物毒性、制备、降解和迁移方面的研究[7-15]，国内文献基本集中于DOTP的制备、应用的研究[16-18]，对于DOTP在食品中的检验技术报道较少，主要涉及白酒中DOTP的检验方法[6,19]，但对于含油脂类食品的检验方法暂无报道；GB 9685-2016[20]中对DOTP在食品中的最大残留量、特定迁移量、特定迁移总量限量均无特别限制，但其附录规定特定迁移量、特定迁移总量限量均无限量的情况，添加剂的迁移量不得超过60 mg/kg，目前，关于食品中DOTP残留量的数据报道较少，吴晓宗等[7]报道了白酒中DOTP的含量在0.026 mg/kg～0.922 mg/kg，说明食品中存在DOTP污染的风险，但对于含油脂内食品中DOTP残留量的数据暂无报道。本文建立了含油脂食品中对DOTP的分析检测方法，并积累了实际样品中DOTP的残留量的数据，为食品安全风险管理提供技术支撑和数据积累。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料

仪器：气相色谱-质谱仪7890B-5977B，美国Agilent公司；氮吹仪N-EVAP-24，Organomation公司；离心机SC-2546，安徽中科中佳科学仪器有限公司；电子天平CPA225D，德国赛多利斯公司；超声仪UP500-HE，南京君达公司；涡旋混合器JBKT 18281，美国Thermo公司。

标准品：对苯二甲酸二辛酯（CAS号：6422-86-2）。

试剂：正己烷、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二氯甲烷、色谱纯，美国AOE公司。

材料：PSA/硅胶玻璃柱（CNW，500 mg/500 mg，6 mL）；PSA/硅胶玻璃柱（Agela，500 mg/500 mg，6 mL）；PSA/硅胶玻璃柱（福裕，500 mg/500 mg，6 mL）。

1.2 标准溶液的制备

准确称取DOTP标准物质50.00 mg，用正己烷溶解并定容至50 mL棕色容量瓶，配成1 mg/mL的DOTP标准储备液，于4 ℃冰箱中冷藏保存，使用时用正己烷稀释配成所需浓度的标准工作溶液。

1.3 仪器条件

色谱条件：色谱柱选用HP-5MS UI毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 µm）；进样口温度：250 ℃；升温程序：60 ℃保持1 min，以20 ℃/min升温至220 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升温至250 ℃保持1 min，以1 ℃/min升温至255 ℃保持2 min，再以20 ℃/min升温至290 ℃保持3 min；载气：氦气，流速1 mL/min；不分流进样；进样量：1 µL。

质谱条件：气相色谱与质谱接口温度：280 ℃；电子轰击源（EI）：70 eV；监测方式SIM模式；溶剂延迟：7 min。监测方式：选择离子模式（SIM），DOTP的保留时间和特征离子见表1。

表1 DOTP的质谱参数Table 1 MS parameters of DOTP

1.4 样品前处理

液态含油脂样品：样品混匀后准确称取试样0.5 g（精确至0.0001 g）于10 mL具塞磨口玻璃管中，依次加入100 μL正己烷和2 mL乙腈，涡旋1 min，超声提20 min，2000 r/min离心5 min，收集上清液。残渣中加入2 mL乙腈，涡旋1 min，2000 r/min离心5 min，收集上清液。再加入2 mL乙腈重复提取1次，合并3次上清液，待SPE净化。

固态、半固态含油脂样品：样品混匀后准确称取试样0.5 g（精确至0.0001 g）于10 mL具塞磨口玻璃管中，加入1.0 mL正己烷，涡旋2 min，再加入5 mL乙腈，涡旋1 min，超声提取20 min，2000 r/min离心5 min，收集上清液，再加入5 mL乙腈重复提取1次，合并上清液，40 ℃氮气吹至近干，加入6 mL乙腈，涡旋混匀，待SPE净化。（注：固态含油样品融化为液态油脂混匀后称取，并在提取过程中保持液态。）

SPE净化：PSA/硅胶玻璃柱（CNW，500 mg/500 mg，6 mL）依次加入5 mL二氯甲烷、5 mL乙腈活化，弃去流出液，将待净化液加入玻璃柱，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，涡旋混匀，供GC-MS分析。（注：整个操作过程中，应避免接触塑料制品。超声时，冰浴保持温度在25 ℃以下。）

1.5 数据处理

标准溶液和样品溶液通过气相色谱-串联质谱仪进行测试，以标准品的浓度（μg/mL）为横坐标，标准品峰面积为纵坐标绘制标准工作曲线，用绘制的标曲工作曲线对样品溶液进行定量计算。

2 结果与讨论

2.1 定性及定量离子的选择

参考标准GB 5009.271-2016《食品安全国家标准食品中邻苯二甲酸酯的测定》色谱条件，采用全扫描模式（质量范围为m/z50～400）对DOTP标准溶液进行分析，检测时发现DOTP与邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）峰重叠，为了兼顾其它邻苯二甲酸酯类物质的检测离子，最终选择261、279、121、112为DOTP的特征离子，261为定量离子，这样可实现与DINP的区分，DOTP的质谱图如图1所示。

图1 DOTP的质谱图Fig.1 The MS spectrum of DOTP

2.2 样品前处理的优化

2.2.1 提取溶剂的选择

DOTP不溶于水，能溶于大多数有机溶剂，在正己烷、甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷溶剂溶解度较大。首先对不同有机溶剂互溶性和提取效率进行比较，以植物油为基质比较了正己烷、甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷五种有机溶剂的互溶性和提取效率，具体操作如下：准确称取大豆油试样0.5 g于25 mL具塞磨口玻璃管中，准确加入10 mL提取溶剂，涡旋1 min，剧烈振摇1 min，超声提取20 min，2000 r/min离心5 min，取上清液，供GC-MS分析。样品与各溶剂的互溶性如图2，其中样品与正己烷、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷互溶，说明大量脂肪都进入了有机相，后续SPE净化过程中会堵塞固相萃取柱；样品与乙腈有明显的分层，说明脂肪在乙腈中的溶解度极低，乙腈提取一次回收率76%，重复提取三次后回收率92%并趋于稳定，最终选择乙腈作为提取溶剂。

图2 不同提取溶剂与样品互溶性Fig.2 The mutual solubility of different extraction solvents with sample

2.2.2 净化条件的选择

文献中含油脂样品中邻苯类增塑剂净化填料主要有PSA、硅胶两种填料[21-24]，PSA可用于去除有机酸、色素、金属离子，硅胶可用于分离非极性和弱极性化合物。比较了PSA粉末、硅胶玻璃柱、PSA/硅胶的复合填料玻璃柱的净化效果：PSA粉末回收率不稳定，硅胶玻璃柱回收率偏低，PAS/硅胶复合玻璃柱回收率稳定且回收率较高。对于不同品牌的PSA/硅胶复合玻璃柱进行了对比，结果如表2所示，CNW和Agela两个品牌的回收率较高，Agela家柱子比较容易堵塞，回收率不稳定，最终选用CNW家的柱子进行净化。

表2 不同品牌PSA/硅胶复合玻璃柱回收率Table 2 The recovery of different brands of PSA/silica composite solid phase extraction column

2.3 线性方程、检出限及定量限

含油脂类食品按照形态可分为三大类：液态、半固态和固态含油脂类食品，实验过程中，我们挑选三种形态所对应的三种典型的样品：植物油、芝麻酱和黄油作为基质进行实验。

取DOTP标准储备液逐级稀释至所需系列浓度的标准溶液，以DOTP峰面积为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，建立标准曲线，线性范围、线性相关系数及线性范围见表3，结果表明，DOTP在0.125～2.50 μg/mL范围内呈现良好的线性关系，检出限0.20 mg/kg，定量限为0.50 mg/kg。分别对三种典型基质：植物油、芝麻酱和黄油进行了检出限和定量限的添加，结果表明三种基质检出限添加水平的S/N均大于3，定量限添加水平的S/N均大于10，满足分析要求。

表3 DOTP在植物油、芝麻酱、黄油三种基质中检出限、定量限、线性相关系数及线性范围Table 3 The limit of detection, the quantitation limit, the correlation coefficients (R2) and the concentration range of DOTP in oil, tahini and butter

2.4 回收率及精密度

以不含DOTP的典型性样品植物油、芝麻酱、黄油的阴性样品作为空白进行高中低三个不同浓度加标回收试验。准确称取空白样品6份，按照方法的分析条件进行6次重复测定，并计算本方法的回收率和精密度。具体结果如表4所示。由表可知，加标样品中各种对苯二甲酸二辛酯的回收率为78.11～104.53%，相对标准偏差（RSD）为1.13～7.21%，表明该方法回收率较高、平行性好，可用于大豆油、芝麻酱、黄油等含油食品中DOTP的准确测定。

表4 DOTP在植物油、芝麻酱和黄油中的平均回收率和相对标准偏差Table 4 The average recovery and relative standard deviation of DOTP in oil, tahini and butter (n=6)

2.5 基质效应的考察

气相相色谱/质谱法（GC/MS）具有分析速度快、定性能力强等优势，但是GC/MS中存在较为明显的基质效应[25-27]，常表现为较强的基质诱导增强效应，严重时可导致定量分析结果出现重大偏差。基质效应的评价方法：ME=B/A× 1 00%，A为纯溶剂中目标物的峰面积，B为样品基质溶液中同等浓度的目标物峰面积，80%≤ME%≤120%，表明基质效应不明显，和忽略不计；ME%<80%或ME%>120%，表明存在基质效应，表现为基质抑制或基质增强[28]。本实验考查了三种典型样品（芝麻酱、黄油、植物油）在标准溶液浓度为1 μg/mL的基质效应，结果如表5所示，芝麻酱中DOTP的基质效应不明显，可忽略不计，植物油和黄油中DOTP具有较强的基质效应，表现为基质增强，在实际样品检测中不同的基质溶液基质效应相差较大，因此，实际检测中不同的样品采用相对应的基质配制校正溶液，减少结果误差。

表5 植物油、芝麻酱和黄油中DOTP的基质效应Table 5 The matrix effect of oil, tahini and butter on DOTP

2.6 实际样品的测试

使用本方法对具有代表性的40批黄油、芝麻酱、辣椒油、植物油、肉制品等食品进行了检测，检测结果见表6。由表6可知芝麻酱、辣椒酱、植物油、肉制品中均有检出，检出率为40%，检出含量0.64 mg/kg～1586.34 mg/kg，部分样品检出含量较高，值得我们重视。

表6 各类含油食品中对苯二甲酸二辛酯含量检测结果汇总表（mg/kg）Table 6 Summary of determination results of DOTP in various lipid food

3 结论

本文研究了含油食品中对苯二甲酸二辛酯的气相色谱-质谱检测方法，通过乙腈提取，固相萃取小柱净化，氮吹定容上机。通过考察方法的性能参数，结果表明其线性范围、检出限、定量限、回收率、相对标准偏差等均能满足检测分析的要求。利用所建的方法对40批实际样品进行检测，发现10批阳性样品，检出率为25.00%，含量在0.64 mg/kg～1586.34 mg/kg，其中部分阳性样品含量较高，超过60 mg/kg，存在一定的风险，应当引起我们的重视。本方法的建立有利于食品中对苯二甲酸辛酯分析检测和数据的积累，有利于食品中DOTP的污染情况进行风险评估。