余文琴 ，顏李秀，童蘭艷 ，阮燕

1.重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院（重慶 401123）；2.國家農(nóng)副加工產(chǎn)品及調(diào)味品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶 401123）

苯系物指苯及其衍生物的總稱。苯系物作為重要的化工原料，被廣泛應(yīng)用于塑料、油漆、有機(jī)化工等行業(yè)。多數(shù)苯系物具有神經(jīng)毒性和遺傳毒性，根據(jù)2017年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單，苯在1類致癌物清單中，乙苯和苯乙烯在2B類致癌物清單中，甲苯、二甲苯在3類致癌物清單中[1]。飲料中苯系物殘留一直以來受到關(guān)注甚少，有研究表明食品中常用添加劑苯甲酸和抗壞血酸之間能脫羧反應(yīng)生成致癌物苯[2]，此外包裝材料也被認(rèn)為是苯系物的污染源之一[3-4]。中國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定飲用水中苯、苯乙烯、氯苯、乙苯、二甲苯（總量）和甲苯的限量分別為0.01，0.02，0.3，0.3，0.5和0.7 mg/L，美國規(guī)定苯、乙苯、甲苯和二甲苯在水中的最大污染限量分別定為0.005，0.7，1和10 mg/L，歐盟將水中苯的限量值定為0.001 mg/L[5]。由于食品中苯系物會(huì)完全被人體吸收，為保障消費(fèi)者身體健康，亟須建立食品中微量苯系物的檢測(cè)方法，為市場(chǎng)監(jiān)管提供有效的技術(shù)支撐。

苯系物的檢測(cè)研究多集中在空氣監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、化工材料方面，針對(duì)食品中的研究比較少見。苯系物常見的檢測(cè)方法為氣相色譜法和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法具有干擾小、選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。前處理方法主要有頂空[6-8]、固相微萃取[9-12]、液液萃取[13-14]、吹掃捕集[15]等。作為最傳統(tǒng)的提取方式，液液萃取使用大量有機(jī)溶劑；吹掃捕集裝置昂貴，不利于普及使用；固相微萃取的萃取頭十分脆弱，使用壽命短；頂空裝置操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保，是一種環(huán)境友好的前處理方式。試驗(yàn)采用頂空進(jìn)樣結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定飲料和醬油中苯系物，具有檢出限低、綠色環(huán)保、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，能滿足飲料和醬油中9種苯系物殘留檢測(cè)的需要。

1 試驗(yàn)與方法

1.1 儀器與試劑

SHIMADZU QP2020氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（配備有EI離子源和HS-20型自動(dòng)頂空進(jìn)樣器，日本島津公司）；SQP QUINTIX224-1CN型電子分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；QT-2A渦旋混勻器（上海琪特分析儀器有限公司）；ELGA超純水機(jī)（威立雅水務(wù)公司）；5E-MF6000智能馬弗爐（長沙開元儀器股份有點(diǎn)公司）；SD202-2DB電熱干燥箱（重慶四達(dá)試驗(yàn)設(shè)備有限公司）；IKA KS4000i控溫?fù)u床[艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司]。

甲醇（色譜純，F(xiàn)isher公司）；8種苯系物混標(biāo)（苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、苯乙烯、異丙苯，質(zhì)量濃度100 mg/L，溶于甲醇），氯苯（質(zhì)量濃度1000 mg/L，溶于甲醇，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）；氯化鈉、碳酸鈉（均為分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司，經(jīng)馬弗爐500 ℃灼燒4 h后置于干燥器備用）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

吸取1.00 mL 1000 mg/L氯苯標(biāo)準(zhǔn)溶液于10.0 mL容量瓶中，甲醇定容至刻度，得質(zhì)量濃度為100.0 mg/L氯苯標(biāo)準(zhǔn)中間液，分別吸取1.00 mL 100.0 mg/L氯苯標(biāo)準(zhǔn)中間液和100.0 mg/L的苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于10.0 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，得質(zhì)量濃度為10.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，吸取1.0 mL 10.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，用甲醇定容至刻度，得質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別吸取10，50和100 μL 1.0 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)工作液及20，50和100 μL 10.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，配制成苯系物質(zhì)量濃度分別為1.0，5.0，10.0，20.0，50.0和100.0 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3 樣品前處理

取120 ℃烘干并冷卻的20 mL頂空瓶，加入3.0 g氯化鈉，若為含氣飲料類樣品，則同時(shí)加入適量碳酸鈉，以中和飲料中二氧化碳，用移液管準(zhǔn)確吸取10.00 mL搖勻的試樣于裝有氯化鈉的頂空瓶中，迅速加蓋密封，渦旋1 min充分混勻，置于振蕩器振蕩30 min后待測(cè)。

1.4 色譜與質(zhì)譜條件

1.4.1 頂空條件

恒溫爐溫度70 ℃；樣品流路溫度150 ℃；傳輸線溫度150 ℃；樣品瓶加壓用氣壓80 kPa；平衡時(shí)間30 min。

1.4.2 色譜條件

Agilent J &WDB-Heavywax聚乙二醇（PEG）毛細(xì)管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm，0～290 ℃）；程序升溫，初始溫度40 ℃，保持6 min，以5 ℃/min升至110 ℃，保持0 min，以20 ℃/min升至200 ℃，保持2 min；載氣彩采用高純He；載氣流量1.0 mL/min；進(jìn)樣方式采用分流進(jìn)樣；分流比5∶1；進(jìn)樣時(shí)間1.00 min。

1.4.3 質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；溶劑延遲2 min；選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式。9種苯系物的保留時(shí)間、定量和定性離子見表1。

表1 各苯系物色譜及質(zhì)譜分析參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 氯化鈉加入量

在水中加入氯化鈉可以提高溶液的離子強(qiáng)度，增加水相極性，降低有機(jī)物在水相的溶解度，使其更容易進(jìn)入上層氣相，提高方法靈敏度。取10 mL空白樣品，添加質(zhì)量濃度為20 μg/L苯系物，對(duì)比氯化鈉加入量分別為1.0，2.0，3.0和4.0 g時(shí)各組分峰面積與氯化鈉含量的關(guān)系。各組分峰面積隨著氯化鈉加入量增加而增加，氯化鈉加入量3.0 g后變化不明顯，因此選擇氯化鈉加入量3.0 g。

圖1 氯化鈉加入量對(duì)苯系物響應(yīng)值的影響

2.2 頂空平衡溫度的優(yōu)化

頂空平衡溫度直接影響待測(cè)物在氣液兩相中的分配系數(shù)，提高頂空平衡溫度可以增大苯系物在氣相中分配系數(shù)，提高檢測(cè)靈敏度。試驗(yàn)固定平衡時(shí)間30 min、添加苯系物標(biāo)準(zhǔn)濃度20 μg/L，考察平衡溫度分別為40，50，60，70和80 ℃時(shí)各組分的峰面積。結(jié)果表明，隨著平衡溫度升高，各組分峰面積先增大后趨于平緩，由于過高的溫度會(huì)導(dǎo)致水蒸氣進(jìn)入儀器，對(duì)儀器造成損害，因此選擇頂空平衡溫度70 ℃。

2.3 頂空平衡時(shí)間的優(yōu)化

在一定溫度下，待測(cè)物從樣品基質(zhì)中揮發(fā)出來，在頂空瓶中達(dá)到氣液平衡，整個(gè)過程需要一定的時(shí)間。試驗(yàn)固定頂空平衡溫度70 ℃、添加苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度20 μg/L，考察平衡時(shí)間分別為10，20，30，40和50 min時(shí)各組分的峰面積。結(jié)果表明，苯系物峰面積隨著頂空平衡時(shí)間的增加峰面積增大，但是頂空平衡時(shí)間大于30 min以后，各苯系物峰面積幾乎不再增加，說明頂空平衡時(shí)間30 min左右待測(cè)樣品基本達(dá)到氣液平衡。

圖2 頂空平衡溫度對(duì)苯系物響應(yīng)值的影響

圖3 頂空平衡時(shí)間對(duì)苯系物響應(yīng)值的影響

2.4 色譜柱的選擇

色譜柱的極性影響化合物的分離，對(duì)比弱極性毛細(xì)管柱HP-5和強(qiáng)極性毛細(xì)管柱DB-Heavywax對(duì)苯系物的分離效果。結(jié)果表明，采用HP-5毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行分離，間二甲苯和對(duì)二甲苯無法分離。在DB-Heavywax上9種苯系物均能實(shí)現(xiàn)有效分離，且峰型對(duì)稱。因此采用DB-Heavywax作為分析飲料和醬油中9種苯系物殘留的色譜柱。9種苯系物色譜圖如圖4所示。

圖4 苯系物GC-MS色譜圖

2.5 方法確認(rèn)

2.5.1 線性范圍、檢出限、定量限

取10.00 mL煮沸后的超純水于20 mL頂空瓶中，加入3.0 g氯化鈉，加入適量苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)工作液得到苯系物質(zhì)量濃度分別為1，5，10，20，50和100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，立即加蓋密封。以苯系物含量為橫坐標(biāo)，定量離子對(duì)峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸計(jì)算，9種苯系物按照1.3小節(jié)中處理后，按照1.4小節(jié)中色譜條件進(jìn)行分析。苯系物在1.00～100 μg/L的質(zhì)量范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，所得的相關(guān)系數(shù)均大于0.997，以3倍信噪比（S/N=3）和10倍信噪比（S/N=10）分別確定其方法的檢出限（LOD）和定量下限（LOQ），具體見表2。

表2 苯系物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.5.2 方法回收率和精密度

為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度，分別選取不含苯系物的醬油、含氣飲料和果蔬汁飲料幾種基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，分別對(duì)每種基質(zhì)添加5，20和100 μg/L這3個(gè)不同水平的9種苯系物混標(biāo)，按照1.3小節(jié)處理后，按照1.4小節(jié)色譜條件進(jìn)行分析。每一水平平均測(cè)定6次，計(jì)算平均回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，平均回收率為76.05%～113.78%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于8.01%，具體見表3。

表3 苯系物在不同樣品基質(zhì)中的精密度和回收率（n=3）

3 實(shí)際樣品的檢測(cè)分析

采用優(yōu)化后的方法，對(duì)重慶市場(chǎng)中127批次醬油和飲料類產(chǎn)品的苯系物進(jìn)行檢測(cè)，其中醬油58批次、飲料69批次（包括瓶裝飲用水21批次）。結(jié)果表明，21批次瓶裝飲用水中9種苯系物質(zhì)量濃度均低于1 μg/L。醬油和除包裝飲用水外的飲料檢測(cè)結(jié)果如表4所示。除可樂型飲料外，其他飲料和所有的醬油均有不同程度的檢出，苯、甲苯、乙苯和苯乙烯檢出率較高。由于世界范圍并沒有食品中苯系物的相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，因此參考生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，飲用水中苯、苯乙烯、氯苯、乙苯、二甲苯（總量）和甲苯的限量分別為0.01，0.02，0.3，0.3，0.5和0.7 mg/L。甲苯、乙苯、氯苯和二甲苯均在安全限值內(nèi)，異丙苯檢出率僅為1.72%。醬油中44.83%檢出苯，質(zhì)量濃度大于歐盟水質(zhì)指令中限值1 μg/L，24.14%大于我國生活飲用水中限量值10 μg/L，最高值為63.31 μg/L；在除包裝飲用水外的其他飲料中，39.59%苯的質(zhì)量濃度大于歐盟水質(zhì)指令中限值1 μg/L，16.67%大于生活飲用水中限量值10 μg/L，最高值為69.45 μg/L。苯乙烯在醬油中檢出最高值，為103.25 μg/L，苯乙烯在除包裝飲用水外的飲料中檢出最高值，為40.72 μg/L。

表4 醬油和飲料中苯系物檢出率分段統(tǒng)計(jì)結(jié)果 單位：%

4 結(jié)論

建立醬油和飲料中9種苯系物的頂空氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析方法，并對(duì)重慶市場(chǎng)共127批次的飲料和醬油進(jìn)行檢測(cè)。醬油和飲料中苯和苯乙烯均不同程度超出中國生活飲用水中限值，由于食品中苯系物污染會(huì)100%被人體吸收，苯又是一級(jí)致癌物，因此應(yīng)對(duì)苯和苯乙烯檢出率較高的食品種類進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)一步分析其可能來源，嚴(yán)格控制食品中苯和苯乙烯的含量，保障公眾飲食安全。