顧 燕,俞 曄
[1.中糧東海糧油工業(yè)(張家港)有限公司,江蘇 張家港 215634;2.張家港海關(guān),江蘇 張家港 215600]
鄰苯二甲酸酯(PAEs)是鄰苯二甲酸與4~15個碳的醇形成的酯的統(tǒng)稱,作為增塑劑可以使塑料、涂層等材料易加工、柔韌并提高其耐用性,但PAEs易通過生物鏈富集或者被直接攝入人體內(nèi)累積,并表現(xiàn)出一定的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)[1]。GB 9685—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了PAEs類物質(zhì)品種、范圍和特定遷移量或殘留量[2],歐盟2007-19-EC中也對PAEs類物質(zhì)限量作出了相應(yīng)的規(guī)定[3]。
油脂對外包裝、生產(chǎn)設(shè)備等食品接觸材料中PAEs的強抽提能力,使食用油成為PAEs污染風(fēng)險高的食品種類[2]。韓瑞麗等[4]對花生油原料篩選、轉(zhuǎn)運、加工、油品儲存全過程進(jìn)行風(fēng)險評估和分析,但并未對檢測時的模擬條件進(jìn)行具體細(xì)致的研究;趙曼等[5]回顧了食用油脂生產(chǎn)過程中PAEs類的遷移規(guī)律及其脫除方法,但未具體到工藝參數(shù);林仕鴻等[6-8]研究了食品包裝材料中PAEs含量的檢測和遷移規(guī)律,主要針對塑料瓶、保鮮袋、嬰兒奶瓶和中藥包裝袋。本研究對油脂工廠的工藝管道進(jìn)行了全方位排查,排除高溫區(qū)域的金屬墊圈,在低溫油區(qū)采集到5個不同規(guī)格的塑料密封墊圈,結(jié)合實際工藝參數(shù)6種PAEs遷移量進(jìn)行研究測定。
主要工段管道密封圈和墊片有5種:(1)離心機黑色O型圈(大):表面積0.816 4 dm2;(2)離心機黑色O型圈(小):表面積0.167 3 dm2;(3)四分管道聚四氟乙烯墊片:表面積0.395 6 dm2;(4)過濾器濾板白色O型(大):表面積0.298 3 dm2;(5)過濾器濾板白色O型(小):表面積0.120 7 dm2。
色譜純正己烷(TEDIA)、色譜純丙酮(TEDIA)、色譜純乙腈(TEDIA)、歐盟6種PAEs混合標(biāo)準(zhǔn)品(O2si)。
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Gas Chromatograph-Mass Spectrometer,GC-MS)(7890B,美國Agilent),配備電子轟擊(Electron Impact,EI)電離源;電子天平(BP221S,賽多利斯),精度0.000 1 g;電子天平(PB3002S,梅特勒),精度0.000 1 g;離心機(SIGMA-15);振蕩器(Lab dancer,IKA);恒溫培養(yǎng)箱(YAMATO 612C);固相萃取裝置(SBEQ-CR1416,ANPEL)。
1.4.1 氣相色譜條件
色譜柱:HP-5MS。規(guī)格:柱長30.0 m、內(nèi)徑0.25 mm、膜厚0.25 μm;進(jìn)樣口溫度:260 ℃;升溫程序:初始柱溫60 ℃,保持1.0 min,以20 ℃/min升溫至220 ℃,保持1.0 min,再以5 ℃/min升溫至250 ℃,保持1.0 min,然后以20 ℃/min升溫至290 ℃,保持7.5 min;載氣:氦氣(純度大于99.999%);流速:1 mL/min;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量:1 μL。
1.4.2 質(zhì)譜條件
色譜與質(zhì)譜接口溫度為280 ℃,離子源溫度為230 ℃,電離方式為EI,監(jiān)測方式選擇離子掃描模式,監(jiān)測離子如表1所示,電離能量為70 eV,溶劑延遲7.0 min。
表1 6種鄰苯二甲酸酯的采集時間、定量和定性選擇離子
通過測量計算食品包裝接觸材料的表面積,以“dm2”計。
塑料墊圈采用植物油脂浸泡(全浸沒),并記下浸泡植物油的質(zhì)量M。
取一定量植物油浸泡液進(jìn)行提取濃縮,經(jīng)GC-MS分析。本實驗稱取植物油樣品0.5~1.0 g(精確至0.1 mg)于10 mL具塞磨口離心管內(nèi),加入3 mL乙腈漩渦1.0 min,在離心機中以2 000 r/min離心1.0 min,吸取上清液,再加入3 mL乙腈重復(fù)提取1次,合并兩次上清液,經(jīng)固相萃取裝置SPE小柱凈化后,40 ℃氮吹至近干,正己烷準(zhǔn)確定容至2 mL,漩渦混勻,進(jìn)行GC-MS分析??瞻自囼炌瑫r進(jìn)行。
各化合物遷移量按下式計算:
式中:X代表試樣中PAEs的質(zhì)量濃度,mg/dm2;ρ代表由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的試樣中PAEs的質(zhì)量濃度,μg/mL;V代表正己烷定容體積,mL;M代表試樣的質(zhì)量,g;W代表浸泡物的質(zhì)量,g;S代表食品包裝接觸材料的表面積,dm2。
在實驗條件下,DNOP、DINP、DIDP出峰存在部分重疊,分離效果不佳,DINP、DIDP包含難以分離的同分異構(gòu)體,因此在選取定量離子時應(yīng)該避免DNOP、DINP、DIDP之間的相互干擾[9]。本實驗中DNOP選擇m/z=279,DINP選擇m/z=293,DIDP選擇m/z=307,可最大限度地減少相互干擾,確保后續(xù)檢測工作中能對6種PAEs實現(xiàn)準(zhǔn)確定量。
稀釋6種PAEs標(biāo)準(zhǔn)儲備液,得到DBP、BBP、DEHP、DNOP(質(zhì)量濃度分別為0、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 μg/mL)、DINP、DIDP(質(zhì)量濃度分別為0、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00 μg/mL)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,臨用時配制。
將標(biāo)準(zhǔn)工作液注入GC-MS進(jìn)行測定,以工作液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(回歸方程見表2)。
表2 6種鄰苯二甲酸酯化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、定量限、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差
2.3.1 遷移模擬物的選擇
作為綜合性油脂生產(chǎn)企業(yè),選擇油脂類食品模擬物比化學(xué)試劑異辛烷更具實際指導(dǎo)意義,參照GB 5009.156—2016中的要求,選擇的脂肪酸碳鏈符合C6-C12<1.00%、C14<1.00%、C16在1.50%~20.00%、C18:0<7.00%、C18:1在15.00%~85.00%、C18:2在5.00%~70.00%、C18:3<1.50%的要求,精煉玉米油、葵花籽油、花生油、橄欖油均可作為油脂類食品模擬物,本實驗采用精煉玉米油作為實驗遷移模擬物。
2.3.2 時間對PAEs的遷移影響
實驗采集到的5種不同規(guī)格的塑料密封墊圈,均屬于過濾器濾板和離心機連續(xù)生產(chǎn)工藝中的墊圈,采取全浸沒方式,將其置于70 ℃培養(yǎng)箱中,分別放置0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、24.00 h進(jìn)行遷移實驗,按照1.5進(jìn)行檢測計算得到遷移數(shù)據(jù)。24.00 h后,所有樣品中DBP和DEHP均發(fā)生明顯遷移,其余4種PAEs組分均未發(fā)生遷移,結(jié)果如表3、表4所示。
表3 不同密封墊圈中DBP組分的遷移量隨時間的變化
表4 不同密封墊圈中DEHP組分的遷移量隨時間的變化
結(jié)果表明,聚四氟乙烯塑料墊片的遷移表現(xiàn)良好,即使浸泡過夜也沒有出現(xiàn)浸泡油塑化劑超標(biāo)現(xiàn)象,而表面積最小的塑料墊圈也沒有出現(xiàn)浸泡油塑化劑超標(biāo)現(xiàn)象。
2.3.3 溫度對PAEs的遷移影響
本次實驗采集到的5種不同規(guī)格的塑料密封墊圈,均屬于油溫低于90 ℃的低溫油的密閉墊,實驗方案:采取全浸沒方式,分別在40、50、60、70、80 ℃下,將5種不同規(guī)格的塑料密封墊圈置于培養(yǎng)箱中,固定遷移時間2.00 h,進(jìn)行遷移實驗,按照1.5進(jìn)行檢測計算,發(fā)現(xiàn)依然只有DBP和DEHP發(fā)生遷移,遷移量見表5、表6。
表5 不同密封墊圈中DBP在不同溫度下2.00 h的遷移量
表6 不同密封墊圈中DEHP在不同溫度下2.00 h的遷移量
結(jié)果表明,DBP在70 ℃之前沒有出現(xiàn)遷移,當(dāng)油溫達(dá)到70 ℃時,開始逐漸遷移,且不存在浸泡油中DBP質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出限量要求的情況。表面積最大的墊圈從40 ℃開始就存在浸泡油中DEHP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超標(biāo)情況。DBP和DEHP有隨著溫度升高逐漸遷移的趨勢,相對于DBP,DEHP更易遷移;相對于表面積小的塑料墊片,表面積大的塑料墊片更易遷移,并且遷移量遠(yuǎn)大于同種材質(zhì)表面積小的塑料墊片;從減少塑化劑污染角度考慮,采用聚四氟乙烯墊片和表面積小的墊片,將油溫控制在80 ℃以下是相對安全的防控措施。
根據(jù)GB 9685—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)椎》對鄰苯類物質(zhì)進(jìn)行了限制說明,以物質(zhì)之和計,DINP不得超過9.000 0 mg/kg,其余鄰苯類物質(zhì)不得超過60.000 0 mg/kg。在兩種遷移條件下,表面積最大的塑料墊片DEHP遷移量出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象,因此,應(yīng)盡可能采用表面積小的塑料墊圈以降低塑化劑污染的風(fēng)險。通過本次研究發(fā)現(xiàn),PAEs遷移對油溫與停留時間都非常敏感,與塑料墊圈中的DEHP、DBP遷移量呈正相關(guān)。