色谱  2018, Vol. 36 Issue (2): 173-178   PDF    
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金香子
高汉勇
王钊
邹依霖
李婉莹
郭子钰
孙华泽
赵锦花
李东浩
植物油中邻苯二甲酸酯类化合物的一步萃取方法
金香子, 高汉勇, 王钊, 邹依霖, 李婉莹, 郭子钰, 孙华泽, 赵锦花, 李东浩     
延边大学化学系, 长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室, 吉林 延吉 133002
收稿日期：2017-09-18
通讯联系人：李东浩, Tel:(0433)2436456, E-mail:dhli@ybu.edu.cn
摘要：为实现植物油中邻苯二甲酸酯(PAEs)的现场快速检测，建立了气液微萃取(GLME)技术并与GC-MS检测技术联用实现了植物油中PAEs的一步萃取检测。GLME方法在气流吹扫-微注射器萃取技术的基础上建立而成。此方法定量取0.1 g植物油样品，利用GLME在5 min内完成PAEs的萃取、净化和浓缩，结合内标法确保了结果的准确性。在大豆油、调和油、橄榄油、香油等4种样品中添加200 μg/kg的15种PAEs，基质加标回收率为60.0%~112.3%，相对标准偏差(RSD)为0.9%~28.4%。该法操作简单、方便，准确度高，重现性好，基质干扰少，适用于现场检测和快速检测，对于保障我国食品安全、构建完整的食品安全检测体系具有重大意义。
关键词：气液微萃取    气相色谱-质谱    邻苯二甲酸酯    植物油    
One-step extraction method of phthalate esters in vegetable oils
JIN Xiangzi, KAW Han Yeong, WANG Zhao, ZOU Yilin, LI Wanying, GUO Ziyu, SUN Huaze, ZHAO Jinhua, LI Donghao     
Department of Chemistry, Yanbian University, Key Laboratory of Natural Resources of the Changbai Mountain and Functional Molecules, Ministry of Education, Yanji 133002, China
Abstract: In order to develop a fast investigation method for phthalate esters (PAEs) from vegetable oils, a gas-liquid micro-extraction (GLME) technique that combined with GC-MS was established.A vegetable oil sample (0.1 g) was directly added into the GLME device.The integrated process of extraction, clean-up, and concentration of PAEs was completed within 5 min.Internal standard method was applied to ensure the accuracy of the results.Soybean oil, blend oil, olive oil, and sesame oil were spiked with 200 μg/kg of a mixed 15 PAEs standard, and the ranges of the recoveries and RSDs were between 60.0% to 112.3% and 0.9% to 28.4%, respectively.Compared with some traditional sample pretreatment methods such as liquid-liquid extraction, liquid-liquid micro-extraction, gel permeation chromatography, this method is simple and fast, with high accuracy, good repeatability and low matrix effect.This study verified the suitability of the GLME method for field detection of food products in food safety sector and exhibits great significance for the completion of food safety system in China.
Key words: gas-liquid micro-extraction (GLME)     gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)     phthalate esters (PAEs)     vegetable oils    

邻苯二甲酸酯(phthalate esters, PAEs)是一类广泛应用于工业高分子材料的塑化剂, 在生产过程中添加可增加材料的柔软性, 是必不可少的材料助剂。因其添加过程不属于化学键结合, 在产品的生产、运输、销售过程中极易从包装材料中迁移, 污染食品。PAEs可导致人体内分泌紊乱、生殖系统异常、畸胎、癌症等安全问题[1]。此类物质具有亲脂性, 食用油更易受到PAEs的污染, 已有研究报道植物油中PAEs超标率达20.8%[2], 因此检测食用油中的PAEs尤为重要。

植物油的基质特殊, 含有大量的甘油三酯与其他脂肪类伴随物。此类物质溶于有机溶剂, 与目标物共萃取, 随之进入色谱柱快速饱和并降解, 影响PAEs的准确定量分析。因此干扰物质的净化被认为是检测植物油中PAEs的重点与难点。植物油样品中PAEs等有机污染物的常用前处理方法有基制分散固相萃取[3]、固相萃取[4-6]、凝胶渗透色谱法[7, 8]等, 但普遍存在检测时间长、操作繁琐、基质干扰强、使用有机溶剂量大等不足[9-11], 无法实现植物油中PAEs等痕量有机污染物的快速检测, 急需建立一种高效、快速、实用的一步检测方法。气液微萃取(GLME)是基于气流吹扫微萃取技术(GP-MSE)[12]的一种集萃取、净化、浓缩为一步的前处理方法, 利用目标物与干扰物质的沸点差异进行萃取及富集, 其原理与色谱相似, 可以对复杂样品中挥发性及半挥发性成分进行分析[13-15]。

本研究通过气液微萃取技术联用GC-MS, 建立了植物油中PAEs的快速检测方法, 旨在实现植物油中PAEs等有机污染物的一步快速分析, 满足此类样品的现场快速检测要求, 为我国食品安全检测提供新方法。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂

QP2010-Ultra气相色谱-质谱仪, 日本岛津公司; ME-101气液微萃取仪, 北本电器(中国)有限公司。

正己烷, 色谱纯, 美国Thermo Fisher公司; 邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)等15种邻苯二甲酸酯混合标准溶液(质量浓度为100 mg/L), 德国Dr.Ehrenstorfer公司; 磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPP)为替代内标, 氘代菲(phenanthrene-D10, Phe-D10)为仪器内标, 其质量浓度均为100 mg/L, 美国Accustandard公司。

1.2 供试样品

大豆油、调和油、香油与橄榄油样品均购自当地市场, 常温密封保存, 备用。

1.3 实验方法
1.3.1 标准溶液配制

移取100 mg/L的15种邻苯二甲酸酯混合标准溶液1.00 mL, 用正己烷定容至10 mL, 配制成10 mg/L标准储备液。移取TPP标准品1.00 mL, 用正己烷定容至10 mL, 配制成10 mg/L内标标准溶液。准确移取仪器内标Phe-D10标准品1.0 mL, 用正己烷定容至10 mL与100 mL, 各配制成10 mg/L与1 mg/L标准储备液。配制的标准储备液均于4 ℃冰箱保存备用。

准确吸取混合标准储备液(10 mg/L), 用正己烷逐级稀释, 配制成质量浓度分别为1、5、10、50、100、200、500、1 000、2 000 μg/L的系列标准溶液, 同时加入替代内标与仪器内标储备液(10 mg/L), 使内标质量浓度均为200 μg/L, 采用内标法定量。

1.3.2 样品前处理

称取0.1 g试样(精确至0.001 g), 加入到样品管中, 加入替代内标20 μL, 取50 μL正己烷加入到200 μL衬管里作为接收相。设定萃取温度300 ℃、气流流速2 mL/min、冷凝温度-4 ℃、萃取时间5 min等条件, 萃取结束后样液体积约为80 μL, 加入20 μL 1 mg/L的仪器内标, 定容至100 μL, 混匀, 用于气相色谱-质谱测定。

1.3.3 GC-MS条件

色谱柱:DB-5MS石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm); 载气:高纯(99.999%)氦气, 柱流速1.34 mL/min; 进样量:2.00 μL, 不分流进样; 进样口温度:260 ℃; 电离模式:电子轰击(EI), 轰击能量:70 eV; 色谱柱温度程序:60 ℃保持1 min, 然后以20 ℃/min程序升温至220 ℃, 保持1 min, 再以5 ℃/min升温至250 ℃, 保持1 min, 再以20 ℃/min升温至290 ℃, 保持7.5 min。选择离子监测(SIM):每种化合物分别选择一个定量离子, 2个定性离子。每组所有需要检测的离子按出峰顺序, 分时段分别检测见表 1。

表 1 15种PAEs的保留时间、定性及定量离子 Table 1 Retention times, quantitative and qualitative ions of fifteen PAEs
1.3.4 基质加标试验

称取样品并加入20 ng 15种PAEs混合标准溶液, 按照1.3.2节和1.3.3节进行前处理与分析。每个样品重复3次, 计算回收率与相对标准偏差(RSD)。

2 结果与讨论
2.1 萃取条件的优化

采用加标回收率试验考察加热温度及萃取时间对4种代表性PAEs萃取效果的影响, 结果见图 1。由图 1可知, 在300 ℃条件下DMP、DBP、DEHP及DNP在萃取时间为5 min内即可达到85%以上的回收率(87.6%~96.7%), 因此选择萃取加热温度为300 ℃, 萃取时间为5 min。

图 1 加热温度及萃取时间对萃取效果的影响 Fig. 1 Effects of heating temperature and extraction time on the extraction
2.2 GLME净化效果

图 2是调和油加标样品的总离子流色谱图(TIC)。从图 2可见GLME可以有效减少调和油样品中的干扰物质，达到良好的萃取效果。通过SIM监测(见图 3)，15种目标化合物峰形良好, 可以满足定性及定量要求。

图 2 未萃取及采用GLME技术一步萃取15种PAEs加标样品的总离子流色谱图 Fig. 2 Total ion chromatograms (TIC) of a sample spiked with the 15 PAEs with or without one-step extraction of gas-liquid micro-extraction (GLME)

图 3 采用GLME技术一步萃取15种PAEs加标样品的选择离子流色谱图 Fig. 3 Selected ion chromatograms of the 15 PAEs in a spiked blend sample with GLME
2.3 15种PAEs的线性关系及检出限

15种PAEs的线性回归方程、相关系数(r2)、线性范围、仪器检出限(LOD, S/N=3)及定量限(LOQ, S/N=10)见表 2。

表 2 15种PAEs的回归方程、相关系数、线性范围、仪器检出限及定量限 Table 2 Regression equations, correlation coefficients (r2), linear ranges, instrument limits of detection (LODs) and limits of quantification (LOQs) of the 15 PAEs
2.4 回收率试验

表 3给出了15种PAEs在4种植物油基质中0.2 mg/kg加标水平下的平均回收率和RSD, 可以看出, 15种PAEs的基质加标回收率为60.0%~112.3%, RSD为0.9%~28.4%。与传统凝胶渗透色谱净化[8]与固相萃取方法[5]相比, 本方法在较短时间(5 min)内即可完成食用油中PAEs的萃取及净化, 并得到了满意的回收率。

表 3 15种PAEs在4种植物油基质中0.2 mg/kg加标水平下的平均回收率和RSD(n=3) Table 3 Average recoveries and relative standard deviations (RSDs) of the 15 PAEs spiked in four vegetable oils at the level of 0.2 mg/kg (n=3)
2.5 实际样品检测

将本方法应用于市售的4种植物油样品中PAEs的检测, 替代内标的回收率范围为70.6%~118.2%, 样品检测结果见表 4。

表 4 4种植物油样品中15种PAEs的含量 Table 4 Contents of the 15 PAEs in the four vegetable oils
3 结论

本文利用气液微萃取技术在5 min内完成了植物油样品中PAEs的萃取、净化、浓缩, 与GC-MS联用建立了植物油中15种邻苯二甲酸酯类塑化剂的一步萃取检测方法。本方法快速、高效、准确, 为油脂样品中15种常用塑化剂的快速检测提供了新方法, 为保障食品安全提供了技术支持。

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