*譚新 陳迪 彭小雨 潘麗娜 李威 汪家琦
(1.湖南萬(wàn)全裕湘生物科技有限公司 湖南 411300 2.澳優(yōu)乳業(yè)(中國(guó))有限公司 湖南 410000)
DHA甘油酯中增塑劑鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)的含量,是一個(gè)重要的控制指標(biāo),DBP具有影響生殖、阻止發(fā)育等毒性[1],由于DBP等增塑劑不會(huì)與聚合物發(fā)生化學(xué)結(jié)合,而是以自由移動(dòng)和可浸出相的形式存在,因此,DBP可能會(huì)被浸出或從封閉的材料遷移到食品和飲料中。
目前對(duì)食品中鄰苯二甲酸酯增塑劑的測(cè)定采用的是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS),第一法是在試樣中加入氘代鄰苯二甲酸酯作為內(nèi)標(biāo)物,各類食品經(jīng)提取、凈化后進(jìn)行GC-MS測(cè)定,采用特征選擇離子監(jiān)測(cè)掃描模式(SIM),同位素內(nèi)標(biāo)法定量,第二法是采用外標(biāo)法定量;以及彭琪等[2]報(bào)道的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)法沙刺籽油中塑化劑DBP含量的測(cè)定和祝偉霞等[3]采用大氣壓化學(xué)電離-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定油基食品中的18種鄰苯二甲酸酯類化合物等。
本文建立了電噴霧電離-HPLC-MS/MS定性定量分析DHA甘油酯中DBP的方法,并對(duì)DHA甘油酯生產(chǎn)中的各種介質(zhì)和材料中DBP的含量進(jìn)行了定量分析,探究了引起產(chǎn)品DHA甘油酯DBP含量升高的主要原因。
(1)儀器與試劑。本實(shí)驗(yàn)所使用的主要儀器:UFLC-MS8045超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀,AP124Y電子天平,日本島津公司;明杰Smart-S15UV超純水儀,湖南啟沁環(huán)保科技有限公司;KM5200FB超聲波清洗儀,昆山美美超聲儀器有限公司;TG16K-11高速離心機(jī),長(zhǎng)沙市東旺實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;HJ-5多功能磁力攪拌器,金壇市科析儀器有限公司;DRZ-4馬弗爐,長(zhǎng)沙實(shí)驗(yàn)電爐廠;SHB-IV循環(huán)水式多用真空泵,鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。
實(shí)驗(yàn)所使用的主要試劑和玻璃器皿:
鄰苯二甲酸二正丁酯,99.81%,Stanford Analysis Chemicals;甲醇、乙腈,GR,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;乙醇,AR,湖南匯虹試劑有限公司;金龍魚(yú)油(1:1:1)1.8L,益海嘉里(岳陽(yáng))糧油工業(yè)有限公司;DHA甘油酯和工藝材料等實(shí)驗(yàn)樣品,湖南萬(wàn)全裕湘生物科技有限公司。
實(shí)驗(yàn)研究中用到的容量瓶、玻璃滴管、玻璃具塞離心管、燒杯、量筒、玻璃移液管等玻璃器皿,均經(jīng)過(guò)無(wú)水乙醇清洗后,置于馬弗爐中450℃焙燒4h,消除來(lái)自實(shí)驗(yàn)、溶劑等殘留的DBP干擾。
(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。使用玻璃滴管精確稱量0.0212g DBP標(biāo)準(zhǔn)品于10mL燒杯中,加入乙腈溶解后轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中,多次使用乙腈洗滌燒杯,將溶液轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中,使用乙腈稀釋,定容,配制成42.4mg/L的DBP母液,超聲10min,待用。
使用玻璃移液管移取一定體積的DBP母液,配制成濃度為21.6μg/L、43.2μg/L、86.4μg/L、216μg/L、432μg/L、648μg/L、1080μg/L、1296μg/L、1728 μg/L、2160μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行HPLC-MS/MS分析。
(3)樣品制備。使用玻璃滴管稱取約1.00g樣品于10mL玻璃離心管,加入2mL乙腈,渦旋1min,超聲提取20min,在離心機(jī)中以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心4min,收集上清液于10mL容量瓶中。底液中加入2mL乙腈,重復(fù)提取4次,乙腈定容至刻度線,待HPLC-MS/MS分析。
(4)工藝材料處理。對(duì)DHA甘油酯生產(chǎn)工藝過(guò)程中所用到的材料,用金龍魚(yú)魚(yú)油作模擬介質(zhì),進(jìn)行處理后得到分析樣品,以考察增塑劑DBP的帶入可能性。
①金龍魚(yú)魚(yú)油空白處理。量取6mL金龍魚(yú)油于10mL具塞玻璃離心管中,將離心管置于80℃水浴中,水浴4h。
②包裝用鋁瓶、生產(chǎn)過(guò)程中用到的膠管、濾布、墊圈、白土、溶液和酯化酶的預(yù)處理。
分別稱取一定的量,用一定量的金龍魚(yú)油浸,置于80℃水浴中,水浴4h。
③液液萃取。稱取1.00g上述處理后的魚(yú)油于10mL玻璃離心管中,加入2mL乙腈,渦旋1min,超聲提取20min,4000r/min離心4min,收集上清液。殘液中再加入2mL乙腈重復(fù)提取4次,合并上清液。將萃取溶液置于真空干燥箱,60℃濃縮至干,加入乙腈定容至2mL,待HPLC-MS/MS分析。
(5)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜條件。液相色譜條件:Shimadzu UFLC-MS8045,配二極管陣列檢測(cè)器(DAD);色譜柱:Shimadzu Shim-pack GIST C18(150mm×2.1mm,5μm);流動(dòng)相:水(A):乙腈(B),梯度洗脫程序;柱溫:40℃;流速:0.3mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):224nm;進(jìn)樣量:10μL。
質(zhì)譜條件:三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀,配電噴霧電離源(ESI),正離子多反應(yīng)監(jiān)測(cè)掃描(MRM);霧化氣流量:3L/min;加熱器流量:10L/min;接口溫度:300℃;DL溫度:250℃;加熱塊溫度:400℃;干燥器流量:10L/min;檢測(cè)時(shí)間:0~15min;保留時(shí)間、離子對(duì)、碰撞能量見(jiàn)表1。
表1 質(zhì)譜保留時(shí)間、離子對(duì)、碰撞能量數(shù)據(jù)表
①萃取溶劑的選擇
食品中DBP的提取溶劑通常是乙腈、甲醇、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、丙酮等??紤]到流動(dòng)相體系,并不進(jìn)行凈化、濃縮等步驟,本實(shí)驗(yàn)考察甲醇和乙腈作為溶劑對(duì)DHA甘油酯中DBP的提取率,結(jié)果如表2所示。乙腈的提取率遠(yuǎn)高于甲醇,本實(shí)驗(yàn)選擇乙腈作為提取溶劑。
表2 甲醇和乙腈對(duì)DHA甘油酯中DBP的提取效率
②乙腈溶劑的干擾
有機(jī)溶劑中通常會(huì)存在一定量的DBP。本實(shí)驗(yàn)室考察了乙腈空白中DBP含量的影響,乙腈和濃度為4.24μg/L的DBP標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM質(zhì)譜圖如圖1所示,峰面積分別為82973和257582。因此,乙腈溶劑中DBP會(huì)對(duì)樣品中DBP的定量造成一定的干擾,本實(shí)驗(yàn)為了降低空白DBP的干擾,僅做最低限度的樣品處理,并控制所有樣品和標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)樣體積為10μL,穩(wěn)定空白值。
圖1 乙腈空白和DBP標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM色譜圖
圖2 塑料移液管的干擾
③萃取次數(shù)的選擇
液液萃取是利用物質(zhì)在兩種互不相溶或微溶的溶劑中溶解度或分配系數(shù)不同,是物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移至另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)多次萃取,將大部分物質(zhì)提取出來(lái)。本實(shí)驗(yàn)考察了乙腈不同萃取次數(shù)對(duì)低DBP含量(A3)和高DBP含量(A4)的DHA甘油酯的影響,結(jié)果如圖3所示。經(jīng)過(guò)3次萃取,DHA甘油酯樣品中大部分DBP被萃取出來(lái),低含量的樣品中DBP被完全萃取??紤]到有高含量的樣品存在,為提高數(shù)據(jù)可靠性,本實(shí)驗(yàn)選擇乙腈液液萃取5次。
圖3 乙腈萃取次數(shù)對(duì)DBP萃取率的影響
(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍和檢出限。本方法采用外標(biāo)法定量,依據(jù)檢測(cè)樣品響應(yīng)值,配制一系列DBP標(biāo)準(zhǔn)樣品,按照優(yōu)化后色譜-質(zhì)譜條件進(jìn)行MRM檢測(cè),以DBP標(biāo)準(zhǔn)品濃度(x,μg/L)對(duì)DBP響應(yīng)峰面積(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖4。取DBP標(biāo)準(zhǔn)樣品逐級(jí)稀釋,按照3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比,測(cè)定方法的DBP定性限和定量限。方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、定性限和定量限見(jiàn)表3。
圖4 DBP的標(biāo)準(zhǔn)曲線
表3 方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、定性限和定量限
(3)加標(biāo)回收率和方法精密度。量取一定體積的DBP母液稀釋成5.0880mg/L的DBP標(biāo)準(zhǔn)溶液,作為加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確稱取3份1.0000g已知DBP濃度的DHA甘油酯樣品于10mL玻璃離心管中,向3份樣品中分別加入5.0880mg/L的DBP標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05mL、0.10mL、0.15mL,根據(jù)樣品制備步驟和HPLCMS/MS方法測(cè)定DBP含量,每個(gè)添加水平重復(fù)6次進(jìn)樣檢測(cè),計(jì)算加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。
(4)樣品中DBP的測(cè)定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化樣品制備方法和工藝材料處理方法和色譜-質(zhì)譜條件,對(duì)2個(gè)工藝中間樣品、2個(gè)酯化物樣品、7個(gè)DHA甘油酯樣品進(jìn)行DBP檢測(cè)。在排查和處理引起DBP遷移的材料,最終DHA甘油酯產(chǎn)品的DBP含量降至0.11mg/kg以下,低于我國(guó)食品中DBP允許最大殘留量為0.3mg/kg的規(guī)定。
通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn),對(duì)工藝材料進(jìn)行DBP遷移率探究,找到了引起DHA甘油酯樣品中DBP含量升高的主要原因。
(1)建立了DHA甘油酯中增塑劑鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)的RP-HPLC-MS/MS定性定量分析方法。使用乙腈液液萃取提取樣品中的DBP,經(jīng)液相色譜分離,正離子模式下多反應(yīng)監(jiān)測(cè)掃描(MRM)檢測(cè),外標(biāo)法定量。液相色譜條件如下:ShimadzuUFLC-MS8045,配二極管陣列檢測(cè)器(DAD);色譜柱:ShimadzuGISTC18(140mm×2.1mm,5μm);流動(dòng)相:水(A):乙腈(B),梯度洗脫;柱溫:40℃;流速:0.3mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):224nm;進(jìn)樣量:10μL。MRM質(zhì)譜條件如下:三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀,配ESI電離源,正離子多反應(yīng)檢測(cè)掃描(MRM);霧化氣流量:3L/min;加熱器流量:10L/min;接口溫度:300℃;DL溫度:250℃;加熱塊溫度:400℃;干燥器流量:10L/min;檢測(cè)時(shí)間:0~15min。該方法建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性范圍為21.6~2160μg/L,線性相關(guān)系數(shù)為0.9994,定性限為0.18μg/L,定量限為0.59μg/L,標(biāo)準(zhǔn)加標(biāo)回收率為86.31%~114.08%,RSD為1.70%~6.10%,滿足本實(shí)驗(yàn)的DBP定量分析需求。
(2)使用本分析方法對(duì)10種樣品和29種工藝材料中DBP進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)了引起產(chǎn)品DBP升高的原因,經(jīng)過(guò)改進(jìn)工藝,使最終DHA甘油酯產(chǎn)品中DBP含量低于0.11mg/kg,符合我國(guó)食品安全規(guī)定食品中DBP允許最大殘留量0.3mg/kg,分析方法對(duì)指導(dǎo)工藝生產(chǎn)具有重要意義。