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LC-MS法测定食品接触用PET材料食品模拟物中间苯二甲酸和对苯二甲酸的迁移量

2022-10-14诸葛海涛倪永标

食品安全导刊 2022年21期
关键词:间苯二甲酸对苯二甲甲酸

诸葛海涛,张 阳,闻 诚,倪永标

(江苏省产品质量监督检验研究院,江苏南京 210007)

食品接触用PET塑料包装材料作为最常见的一种包装材料具有优良的耐热、耐化学、无毒性和安全性等性能,在食品包装领域占有重要的地位[1]。常见的产品有食品接触用PET塑料瓶、食品接触用PET塑料薄膜、PET一次性塑料餐饮具和食品接触用PET片材等,这些产品在与食品接触使用过程中会有小分子的化合物迁移到食品中,其中就包含间苯二甲酸和对苯二甲酸。间苯二甲酸和对苯二甲酸都具有一定的毒性,过量接触和食用会对人体健康产生影响,其中对苯二甲酸可能诱发肾结石、膀胱结石,甚至诱发膀胱癌症[2]。

现有的食品安全国家标准规定了这两种物质的最大迁移总量限量[3-4],但对食品接触材料及制品的检测标准中仅就对苯二甲酸迁移量的检测方法进行了规定[5],且该方法中需加入内标物质邻苯二甲酸、流动相中需使用乙酸钠缓冲溶液,因此该检测方法增加了模拟物的前处理、检测设备准备和维护工作。但对于间苯二甲酸迁移量的检测方法,国家尚未出台相关国家标准。因此,有必要开发出一种能同时对食品模拟物中这两种物质进行检测的快捷方法。基于此,本文建立了一种基于高效液相色谱-串联质谱技术的测定方法,能通过一次进样对间苯二甲酸和对苯二甲酸同时进行定量分析。该方法最大限度地降低了基体带来的干扰,又具有高选择性、高灵敏度和高精度的优势,简化了食品模拟物的前处理,减少了仪器的准备和维护时间,大大缩短了检测周期,且降低了检测成本。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

乙 腈(MERK)、甲 酸(Aladdin)、超 纯 水、间苯二甲酸(TMstandard,99.8%)、对苯二甲酸 (Dr.Ehrenstorfer,99.83%)、移液器材、容量瓶、量筒、进样瓶、滤膜(0.22 μm)、安捷伦液相色谱质谱联用仪(1290/6460)、XS205DU型电子分析天平、D11901型超纯水机、HH-S6型数显恒温水浴锅、BPG-9070A型精密鼓风干燥箱。

1.2 仪器条件

(1)色谱条件。色谱柱:ZORBAX Eclipse Plus C18(50 mm×2.1 mm,1.8 μm);流动相:0.1%甲酸水溶液(80%)-乙腈(20%);进样量:2 μL;柱温:30 ℃;流速:0.5 mL·min-1。

(2)质谱条件。离子源:ESI-,负离子扫描;离子源接口电压:4.5 kV;雾化气:氮气 3.0 L·min-1;干燥气:空气10 L·min-1;碰撞气: 氩气;离子源温度:300 ℃;扫描模式:多反应检测(Multiple Reaction Monitoring,MRM)。设 置 为MRM模式时,各具体质谱条件参数见表1。

表1 MRM模式下质谱条件参数表

1.3 溶液制备

1.3.1 标准溶液制备

(1)标准储备液。各取间苯二甲酸和对苯二甲酸标准品10 mg(精确到0.1 mg)置于10 mL容量瓶中,加入甲醇溶解并稀释定容至刻度,即为标准物质储备液(储备液浓度为1 000 mg·L-1)。

(2)中间标准溶液。各取1 mL对苯二甲酸和间苯二甲酸的标准储备液置于50 mL容量瓶中,用甲醇稀释并定容至刻度,即为中间标准溶液(中间标准溶液浓度为20 mg·L-1)。

(3)水基、酸性食品、酒精类食品模拟物系列标准溶液。取5个10 mL容量瓶,分别加入中间标准溶 液0.025 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.250 mL和 0.500 mL,用对应食品模拟物稀释并定容至刻度,得到系列标准溶液0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.50 mg·L-1和1.00 mg·L-1。

(4)油基食品模拟物系列标准溶液。分别称取橄榄油2 g于5个具塞玻璃离心管中,各加入中间标准溶 液0.005 mL、0.010 mL、0.020 mL、0.050 mL和 0.100 mL,混 合 均 匀 后 加 入3 mL正 己 烷,混匀。加入(1+1)甲醇溶液2 mL,涡旋振荡1 min, 5 000 r·min-1离 心5 min后 收 集 下 层 甲 醇-水 溶液,过滤膜后即得到系列标准溶液0.05 mg·kg-1、 0.10 mg·kg-1、0.20 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1和1.00 mg·kg-1。

1.3.2 样品溶液制备

(1)水基、酸性食品、酒精类食品模拟物样品溶液制备。取混匀后的样品溶液过滤膜后备检。

(2)油基食品模拟物样品溶液制备。分别称取橄榄油模拟物2 g于5个具塞玻璃离心管中,加入 3 mL正己烷,混匀。加入(1+1)甲醇溶液2 mL,涡旋振荡1 min,5 000 r·min-1离心5 min后收集下层甲醇-水溶液,过滤膜后待测。

2 结果与分析

2.1 建立标准曲线

取“1.3.1标准溶液制备”中各模拟物的系列标准溶液按照“1.2仪器条件”的要求进行进样测试,并以各模拟物的系列浓度为横坐标、以峰面积为纵坐标建立标准曲线,具体结果如表2所示。

2.2 精密度和回收率

取对苯二甲酸和间苯二甲酸浓度为0.2 mg·L-1、 0.5 mg·L-1两个不同浓度的各种模拟物的标准溶液按照“1.2仪器条件”进行6次重复试验,分别计算精密度(以峰面积的RSD表示,n=6),见表3。

取各个模拟物的空白溶液加入若干中间标准溶液后得到0.5 mg·L-1的测试溶液,每个食品模拟物在此测试溶液点重复水平加标6次,得到测试溶液并按照“1.2仪器条件”进行试验。算出其加标回收率(取极大、极小值作为其回收区间),见表3。

表2 标准曲线情况

表3 精密度和回收率

2.3 检出限和定量限

(1)检出限。取两种目标物质的标准溶液用各模拟物进行逐级稀释,经测定,信噪比(S/N)为3时,水基、酸性食品、酒精类和油基食品模拟物检出限为10 ng·mL-1。

(2)定量限。取两种目标物质的标准溶液用各模拟物进行逐级稀释,经测定,信噪比(S/N)为10时,水基、酸性食品、酒精类和油基食品模拟物定量限为30 ng·mL-1。

3 结论与讨论

3.1 色谱条件优化

两种目标分析物质测定时采用负离子模式(ESI-)电离,当采用反相色谱柱时有机流动相根据极性大小通常选择乙腈和甲醇溶液;水相常用甲酸、乙酸、甲酸铵、乙酸铵和氨水等溶液。根据采用负离子模式(ESI—)电离,第一选择为有机相—氨水、有机相—甲酸铵、有机相—乙酸铵为流动相,但考察后发现采用这几种方式时两种目标物质无法实现分离。采用有机相—甲酸、有机相—乙酸时,考察发现两种目标物质能完全分离,且采用甲酸时基线更稳定,噪音更小。对有机流动相选择时,乙腈具有更好的信号和灵敏度。

3.2 质谱条件的优化

实验条件下采用负离子模式(ESI-)检测,采用MRM模式,调整碰撞能量将目标化合物打碎,以子离子相应最强时的参数来确定碰撞能量和裂解电压。用子离子中最强响应的子离子作为定量离子,第二大响应的子离子作为定性离子。

3.3 油基食品模拟物中目标物质提取溶液优化

实验室根据目标化合物易溶于极性有机溶剂不溶于非极性有机溶剂的特性,选择了甲醇水溶液和乙腈水溶液作为油基模拟物的提取溶液。经实验发现两者都具有良好的提取效果,有效回收率平均达到95%以上。参考两者的毒性及试剂成本,故选择甲醇的水溶液作为提取溶液。

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