白艳红 许 珂 张相生 赵电波

（郑州轻工业学院食品与生物工程学院1，郑州 450002）

（河南大用实业有限公司2，鹤壁 410600）

邻苯二甲酸二（2－乙基己）酯（Diethylhexyl phthalate，DEHP）常作为增塑剂被广泛添加到聚对苯二甲酸乙酯（Polyethylene terephthalate，PET）塑料材料中。PET属于热塑性工程塑料，具有阻隔性好、质量轻、强度高、耐酸耐碱等特点，广泛用于饮料、矿泉水、食用油等的包装［1］。当塑料包装材料与食品直接接触时，DEHP将不同程度地向食品中渗透迁移，造成对食品的污染［2］。DEHP是一种环境内分泌干扰物，对心、肝、肺、肾等器官以及生殖系统有毒性损害作用［3］。Safa Abdul－Ghani［4］研究发现孕期妇女暴露于DEHP会导致新生儿在日后生活中缺乏注意力并患有多动障碍（ADHD）。Hokanson R等［5］利用 DNA检测仪分析了DEHP对人体细胞链MCF－7基因表达的破坏作用，发现DEHP主要改变FGD1和PAFAH1B1两种主要对婴儿的大脑发育起决定作用的基因。Carlie D．Piche等［6］研究指出DEHP的多种活性代谢产物具有生殖毒性，降低精细胞发育能力，引起男性生殖道畸形。Qiao L等［7］对性早熟女孩的血清进行检测，结果发现性早熟女孩的血清中DEHP的量高于正常发育的女孩。中国《食品容器、包装材料用食品添加剂使用卫生标准》（GB 9685—2008）中规定，增塑剂DEHP的使用仅可用于非脂肪性食品的接触，不得用于婴幼儿食品接触材料［8］。王超英等［9］对市售的PET塑料瓶装纯净水和蒸馏水萃取进样，均检出DEHP，但未定量。李荔群等［10］随机采取49种市售PET塑料瓶装饮料，采用气相色谱法检测，其中DEHP的检出率为100%，检出量为0．038～0．071 mg／L。Bosnir等［11］选取克罗地亚市场上的PET塑料瓶装软饮料和矿泉水进行检测，DEHP检出量为27～136μg／L。

Erika Helmroth等［12］根据低分子质量化合物的迁移规律，利用物理迁移原理及数学建模方法，建立了包装材料中有毒有害化合物的预测模型。Oi－Wah等［13］建立了塑料包装中邻苯二甲酸酯（Butyl benzyl phthalate，BBP）及邻苯二甲酸二丁酯（Din－butyl phthalate，DBP）迁移到固态食物中的数学模型。本研究采取GC－MS检测方法，分析了不同储藏时间、储藏温度条件下PET塑料桶中DEHP向大豆油中迁移的规律，建立了迁移规律的数学模型，为塑料包装食品的安全性研究提供依据。

1 材料与方法

1．1 主要材料

PET塑料桶装精炼一级大豆油（5 L）：郑州市食品超市；未使用过的PET塑料桶（500 mL）：郑州市宏升塑料包装厂。

1．2 试剂

邻苯二甲酸二甲酯（DMP，标准物质，纯度大于99．5%）、邻苯二甲酸（2－乙基己基）酯（DEHP，标准物质，纯度大于 99．5%）：德国 Dr．Ehrenstorfer公司；乙醚（分析纯）：洛阳市化学试剂厂；正己烷（分析纯）、无水甲醇（分析纯）：天津市凯通化学试剂有限公司；甲醇（一级色谱纯）：天津市四友精细化学品有限公司。

1．3 主要仪器设备

AL204电子分析天平：梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司；HH－S2数显恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；6890气相色谱仪（带FID检测器和6890GC／5973MS）：美国安捷伦公司；G1701MSD化学工作站和NIST 02标准谱库；RE－52AA真空旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器；XH－C旋涡混合器：金坛市医疗仪器厂；UP2200HE超声波清洗器：南京垒君达超声波电子设备有限公司；SHP－250智能生化培养箱：上海鸿都电子科技有限公司。

1．4 方法

1．4．1 标准溶液配制

单标储备液的制备：用电子分析天平准确称取DMP、DEHP标准样品各0．05 g，分别用甲醇稀释定容至50 mL，将配制成的质量浓度为1 000 mg／L的标准储备液至于棕色容量瓶中，保存于4℃冰箱中备用。

混合标准液的制备：根据实际试验需要，混合标准溶液用甲醇逐级稀释至所需浓度。

1．4．2 气相色谱质谱条件

色谱柱：HP－5MS弹性石英毛细管柱（30 m×0．25 mm×0．25μm）；载气：氦气；流量：1．0 mL／min；进样方式：分流进样 4∶1；进样量：1μL；进样口温度：280℃；升温程序：初温60℃，保持2 min，以10℃／min升温到280℃，280℃保持10 min；质谱离子源温度：230℃；传输线温度：280℃；离子化方式：EI；扫描模式：全扫描；扫描范围：30～55℃Amn。

1．4．3 样品前处理方法

1．4．3．1 包装材料中 DEHP的提取

将桶内大豆油倒出，从空桶上剪取大约重2 g的一块，依次用脱脂棉沾取去离子水、乙醚擦洗干净，再剪成约2 mm×2 mm大小的细小碎片，用电子分析天平称取（2．0±0．1）g样品，置于50 mL具塞锥形瓶中，用移液管准确加入20．0 mL甲醇饱和正己烷，置于超声波清洗器中提取（提取温度为55℃，提取时间为40 min）。提取后静置，移取上清液1 mL于旋转心形瓶中，置于旋转蒸发器上旋转至蒸干，待冷却至室温时加入1 mL正己烷，置于旋涡混合器上使溶液充分混匀，用一次性无菌注射器吸取1 mL，经0．45μm的微孔滤膜后注入色谱瓶中。进样量1μL，进行GC－MS检测分析。

1．4．3．2 大豆油中 DEHP的提取

PET塑料桶装大豆油购回后，分别分装于500 mL的PET塑料桶中，并分别置于不同温度（15、20、25、30、35℃）条件下放置不同时间（4、6、8、10、12月）。

准确称取大豆油（2．0±0．1）g，采用1．4．3．1的方法进行提取。

1．4．4 添加回收率试验

为了验证方法的准确度，选取PET塑料桶作为加标回收试验的样品，分别加入混合标准溶液，使其在样品中含量为 25、50、100 mg／kg，按照“1．4．3．1”中方法进行测定，每一水平下分别作3次平行试验，计算平均回收率和相对标准偏差（RSD）。

1．4．5 空白试验

试验所用到的玻璃器皿均用丙酮浸泡48 h以上，蒸馏水反复洗涤后烘干使用，以排除试验过程中可能出现的污染，保证所用的器械不会污染样品而影响分析结果。

1．4．6 大豆油中DEHP迁移数学模型的建立

以储藏温度、储藏时间为因素，DEHP的迁移量为指标，采用Box－Behnken试验设计，其因素水平编码见表3。

2 结果与讨论

2．1 标准气相色谱图

采用HP－5MS（30 m）弹性石英毛细管柱分离DMP与DEHP两种化合物，从图1可以看出，在30 min内DMP、DEHP的化合物能够有效的分开，峰型尖锐，具有良好的对称性，出峰附近无干扰峰，2个峰之间的间隔明显，可以说明在此条件下，可以有效检测DMP、DEHP物质。

由表1可知，化合物线性范围均在0～100之间，有良好的相关性，相关系数均大于0．998 0，按信噪比（S／N）为 3，计算出最低检出限在 0．001～0．003之间，S／N＝10计算方法的定量下限为0．05，能够满足对大豆油中DEHP迁移量的检测要求。采用外标法定量，进样体积1μL。根据相应的回归方程可计算出被测样品中DEHP的含量。

图1 标准样品的GC－MS色谱图

表1 回归方程、相关系数、线性范围、检出限和定量下限

2．2 PET塑料桶中DEHP的测定

经GC－MS法检测，PET塑料桶中DEHP的检出量为4．594 mg／kg，超出《GB／T 21928—2008食品塑料包装材料中邻苯二甲酸酯的测定》［14］中规定的0．05 mg／kg的检出限量。

2．3 添加回收率试验

由表2可知，DMP与DEHP的加标回收率在94%以上，相对标准偏差在0．89%～1．47%之间。向样品中添加标准品DEHP的回收率在94%～98%之间，相对标准偏差在1．16～1．46之间。向样品中添加标准品DMP的回收率在95%上下，相对标准偏差在0．89～1．47之间，说明该试验所采用检测方法的重复性好、准确度高，且精密度可以满足对PET塑料桶中DEHP含量及大豆油中DEHP迁移量测定的要求，认为该检测方法准确可靠。

表2 添加回收试验（n＝3）

2．4 大豆油中DEHP迁移模型的建立

采用Design－Expert．V．8．0．5b软件对表3的数据进行回归分析，所得模型回归方程为：Y＝0．77＋0．089A＋0．11B－0．013AB＋0．039A2＋5．072×10－3B2（Y为DEHP的迁移量，A为储藏温度，B为储藏时间）。在储藏温度35℃和储藏时间12月的条件下，大豆油中 DEHP迁移量为 1．292 mg／kg，迁移率28．12%。

表3 储藏温度和时间对DEHP迁移量的影响

2．4．1 数学模型的方差分析

对模型进行方差分析，结果见表4。

表4 回归模型的方差分析

经方差分析，模型的显著性检验P＜0．000 1，表明该模型极显著；模型的失拟检验P＝0．794 8＞0．05，模型的失拟性不显著，表明该模型可以准确模拟PET塑料桶中DEHP在不同储藏温度和时间下向大豆油中的迁移。一次项A（P＜0．000 1）、B（P＜0．000 1）极显著，二次项A2（P＜0．000 1）极显著、B2（P＜0．05）显著，交互项AB（P＜0．05）显著，储藏温度与时间对DEHP的迁移影响显著。相关系数R2＝0．998 7，表明该回归方程对试验结果拟合情况良好，可以描述两因素与响应值之间的真实关系。

2．4．2 模型的响应面分析

由图2可知，在同一储藏时间下，大豆油中DEHP的迁移量随温度的升高而增加，在20～26℃储藏温度范围内，大豆油中DEHP的迁移量缓慢上升，在26～30℃储藏温度范围内，大豆油中DEHP的迁移量上升速率增加；同一储藏温度下，DEHP的迁移量随储藏时间的延长而增加；随着储藏温度和时间的同时增加，大豆油中DEHP的迁移量增加，储藏温度和储藏时间二者的交互作用对DEHP的迁移影响显著。等高线图表明，储藏时间对大豆油中DEHP的迁移影响比储藏温度大。由数学模型的方差分析可知，储藏温度和储藏时间对PET塑料桶中DEHP向大豆油中迁移量的影响次序为储藏温度＞储藏时间，可能的原因可根据以下两个公式进行讨论：一是根据通用扩散系数模型Dp＝D0exp［Ap－0．135Mr2／3＋0．003Mr－（C＋10 454）／T］］（式中D0＝104 cm2／s，Mr为DEHP的相对分子质量，T为绝对温度，Ap＝0．006 3，C取值在0～157 7之间），随着储藏温度的升高，绝对温度（T）升高，从而使PET塑料桶中DEHP向大豆油中迁移的扩散系数（Dp）增大，大豆油中的DEHP迁移量增大；二是根据麦克斯韦能量分布公式E＝E0－abcRT／2（式中，E为每摩尔分子迁移所需活化能，E0为无转动和振动的每摩尔分子迁移所需活化能（常数），R为摩尔气体常数，a、b、c均为常数，T为热力学温度），随储藏温度升高，绝对温度（T）升高，每摩尔DEHP分子迁移所需活化能（E）降低，DEHP从PET塑料桶中向大豆油中迁移的难度降低，大豆油中DEHP的迁移量增加。DEHP从PET塑料桶中向大豆油中迁移的机理有待进一步研究。大豆油成分不单一，其中不同的油脂成分含量、维生素含量的高低可能也会对DEHP迁移量有影响，以及随着大豆油的储藏，迁移到其中的DEHP是否会与大豆油的某些成分发生反应，这些问题仍值得进一步研究。

图2 储藏温度和时间的交互作用对DEHP迁移影响的相应面图

图3 储藏温度和时间的交互作用对DEHP迁移影响的等高线图

3 结论

3．1 经试验测得 PET塑料桶中DEHP检出量为4．594 mg／kg，大豆油中 DEHP迁移最高检出量为1．292 mg／kg，最大迁移率为 28．12%。

3．2 DEHP迁移的数学模型为：Y＝0．77＋0．089A＋0．11B－0．013AB＋0．039A2＋5．072×10－3B2，（Y为DEHP的迁移量（mg／kg），A为储藏温度（℃）、B为贮藏时间（月））。PET塑料桶中DEHP向大豆油中的迁移量与大豆油的储藏温度和储藏时间呈正相关，即随着储藏温度的升高和储藏时间的延长，大豆油中DEHP的迁移量也升高，且储藏温度和储藏时间的交互作用对DEHP的迁移影响显著，储藏时间的影响大于储藏温度。表明大豆油宜置于较低室温条件下进行贮藏，在保质期内应尽早食用。

［1］张华集，许静，陈晓，等．rPET／Mlldpe／MAH－g－POE复合材料的制备方法及性能研究［J］．工程塑料应用，2011，38（12）：4－7

［2］Dongzhi Ran，Song Cai，Huilinng Wu，et al．Di（2－ethylhexyl）phthalate modulates cholinergic mini－presynaptic transmission of projection neurons in Drosophila antennal lobe［J］．Food and Chemical Toxicology，2012，（7）：6550－6557

［3］厉曙光，赵文红，金泰廙．邻苯二甲酸二（2－乙基已基）酯对小鼠脏器损伤作用［J］．中国公共卫生，2006，22（5）：589－591

［4］Safa Abdul－Ghani，Joseph Yanai，Rula Abdul－Ghani，et al．The teratogenicity and behavioral teratogenicity of di（2－ethylhexyl）phthalate（DEHP）and di－butyl Phthalate（DBP）in a chick model［J］．Neurotoxicology and Teratology，2012，34：56－62

［5］Hokanson R，Hanneman W，Hennessey M，et al．DEHP，di－（2－ethylhexyl）phthalate．alters gene expression in human cells：possible correlation with initiation of fetal developmental abnormalities［J］．Hum Exp Toxicol，2006，25（12）：687－695

［6］Carlie D Piche，Donminic Sauvageau，Marie Vanlian，et al．Effects of di－（2－ethylhexyl）phthalate and four of its metabolites on steroidogenesis in MA－10 cells［J］．Ecptocicology and Environmental Safety，2012，79：108－115

［7］Qiao L，Zhang L，Cai D．Study on the di－（2－ethylhexyl）phthalate level of girl serum related with precocious puberty in shanghai［J］．Journal of Hygiene Research，2007，36（1）：93－95

［8］张静，陈会明．邻苯二甲酸酯类增塑剂的危害及监管现状［J］．现代化工，2011，31（12）：1－6

［9］王超英，李碧芳，李攻科．固相微萃取／高效液相色谱联用分析水样中邻苯二甲酸酯［J］．分析测试学报，2005，24（5）：35－38

［10］李荔群，陈蓉芳，高强，等．塑料瓶装饮料中邻苯二甲酸酯的含量分析［J］．环境与职业医学，2011，28（10）：585－588

［11］Bosnir J，Puntaric D，Galic A，et al．Migration of phthalates from plastic containers into soft drinks and mineral water［J］． Food Technol Biotechnol，2007， （45）：91－95

［12］Erika Helmroth，Rinus Rijk，Matthijs Dekker，et al．Predictive modeling of migration from packaging materials into food products for regulatory purposes［J］．Trends in Food Science＆Technology，2002，13：102－109

［13］Oi－Wah，Siu－Kay Wong．Mathematical model for the migrarion of plasticizers from food contact materials into solid food［J］．Analytica Chimica Acta，1997，347：249－256

［14］张静，吕亮，崔立华，等．塑料包装产品中邻苯二甲酸酯类增塑剂检测方法与标准的探讨［J］．塑料科技，2011，39（12）：80－82．