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GC–MS法测定白酒中邻苯二甲酸二丁酯和邻苯

发布时间:2014-07-18 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1736

邻苯二甲酸酯类化合物(phthalates acid esters)是用于塑料工业的主要增塑剂和软化剂,被普遍应用于食品包装材料等数百种产品中。邻苯二甲酸酯与塑料分子的相容性很好,但两者之间没有紧密的化学键结合,彼此保持着独立的化学结构,因而极易转移进入大气、水、土壤、生物乃至人体,从而成为一种全球性的有机污染物。近年来的研究表明,邻苯二甲酸酯类化合物可通过饮水进食、皮肤接触和呼吸等途径进入人体,干扰人体正常的内分泌功能,引起内分泌系统紊乱,在体内长期积累会导致畸形和癌变,给人体健康带来危害。我国已将邻苯二甲酸酯类列为优先控制的污染物。

环境和包装中的增塑剂会迁移到食品和酒类中,从而使食品和酒类可能含有邻苯二甲酸酯。通过对白酒企业的原酒进行邻苯二甲酸酯类检测发现,邻苯二甲酸酯含量均在检出限以下,说明白酒生产过程中自身发酵环节不产生塑化剂。白酒产品中的塑化剂属于特定迁移,主要源于塑料接酒桶、塑料输酒管、酒泵进出乳胶管、封酒缸塑料布、成品酒塑料内盖、成品酒塑料包装等暴露环节。

目前我国仅在GB 9685–2008[3] 中规定了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)(DEHP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)等8种邻苯二甲酸酯类在食品容器、包装材料中的使用原则、使用范围、最大使用量、特定迁移量和最大残留量等,还没有正式的限量法规对该类物质的含量作出明确规定。2011年卫生部第16号公告明确规定邻苯二甲酸酯非食用物质和易滥用的食品添加剂在酒类中禁止使用。白酒中的塑化剂检出的主要是邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),其中DBP,DEHP在白酒中的残留含量较高,超标现象比较常见。因此对白酒中的DBP和DEHP进行研究和检测并且对其含量进行监控十分迫切。

目前国家标准检测方法主要是GB/T 21911–2008,其样品前处理是直接提取,白酒中的酸、酯、醇等有机物对测定干扰较大,影响结果的准确性。通过优化样品前处理条件选择合适的提取溶剂,建立了气相色谱–质谱法测定白酒中的DBP,DEHP残留量。该方法灵敏度高、定量准确,可用于白酒的日常检测。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

气相色谱–质谱联用仪:GC7890/5975MS型,美国安捷伦公司;

电子天平:XP205型,感量0.01,0.1 mg,瑞士梅特勒–托利多公司;

冷冻离心机:Vecocity 18RL型,澳大利亚Dynamica公司;

涡旋混匀器:IKA MS3 basic型,德国IKA公司;

正己烷、乙腈、乙酸乙酯:色谱纯,美国Fisher公司;

邻苯二甲酸二丁酯(DBP):纯度不低于99.0%,德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司;

邻苯二甲酸二2-乙基己酯(DEHP):纯度不低于98.5%,德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2仪器工作条件

1.2.1色谱条件

色 谱 柱:DB–5MS柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);载气:高纯氦气(纯度大于99.999%);

柱流量:1.2 mL/min;进样口温度:250℃;不分流进样;进样量:1 μL;色谱柱升温程序:初始温度为60℃,保持1 min,以20℃/min升温至230℃,再以6℃/min升至270℃,保持5 min;溶剂延迟时间:6 min。

1.2.2质谱条件

离子源:EI源;电离能量:70 eV;接口温度:280℃;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;采用选择离子监测模式检测(SIM)。

1.3样品前处理

(1)氮吹后提取:准确称取白酒试样10.0 g(精确至0.01 g)于10 mL具塞玻璃试管中,75℃水浴氮吹30 min,冷却至室温后,加入2 mL正己烷,涡旋1 min充分提取后以5 000 r/min离心5 min,取上层清液,进行GC–MS分析。

(2)水浴后提取:准确称取白酒试样10.0 g(精确至0.01 g)于10 mL具塞玻璃试管中,沸水浴中加热除去试样中的有机物,冷却至室温后,加入2 mL正己烷,涡旋1 min充分提取后以5 000r/min离心5 min,取上层清液,进行GC–MS分析。

(3)直接提取:准确称取白酒试样10.0(精确至0.01 g)于10 mL具塞玻璃试管中,加入2 mL正己烷,涡旋1 min充分提取以5 000 r/min离心5 min,取上层清液,进行GC–MS分析。

(4)盐析提取:准确称取白酒试样10.0 g(精确至0.01 g)于10 mL具塞玻璃试管中,加入1.0 g氯化钠,然后加入2 mL正己烷,涡旋1 min充分提取以5 000 r/min离心5 min,取上层清液,进行GC–MS分析。

1.4标准溶液配制

分别精确称取DBH,DEHP标准样品100 mg于100 mL容量瓶中,用正己烷定容至标线,配成1 000 mg/L的标准储备液,将标准储备液逐级稀释至质量浓度为0.2,0.5,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0 mg/L的系列标准溶液,待用。

2结果与讨论

2.1样品前处理方法选择

分别称取12份质量相同的酒样,按照1.3样品处理条件,每种方法平行测定3次,以DBP碎片离子149 的平均峰面积作为考查依据,对氮出、水浴、盐析及直接提取4种方法的提取效果进行比较,结果见表1。

由表1可以看出,直接提取含量较高,主要是因为白酒中除水和乙醇外还含有几百种酸、酯、醇和羰基化合物等微量香味物质,有的化合物和DBP的保留时间接近,定量时会对检测结果造成较大的干扰,使结果偏高;采用75℃水浴氮吹30 min,可以快速除去白酒中的各种醇类、酯类和酸类以及其它有机化合物;水浴和氮吹的测定结果接近,但水浴处理耗时长,是氮吹处理的3倍左右;盐析的作用是防止乳化现象,测定结果和直接提取法的结果一致,主要是杂质干扰造成结果偏大。同样,通过试验发现,对于DEHP,直接提取和盐析提取法干扰较大,造成测定结果不稳定,而氮吹和水浴法测定结果相对稳定,但水浴法耗时较长,因此样品前处理方法选择氮吹法。
图1、图2分别为采取直接提取和氮吹法处理时样品色谱图,通过比较可以看出,直接提取法处理白酒样品,DBP有机物干扰较多。

2.2提取溶剂选择

分别称取9份质量相同的白酒样品,按照1.3(1)样品处理条件,分别选用正己烷、乙酸乙酯、石油醚作提取溶剂,每种溶剂平行3次,以DBP碎片离子m/z 149 的平均峰面积作为考查依据,对这3种溶剂的提取效果进行比较,见图3。由图3可知,石油醚和正己烷提取效果接近,但石油醚提取结果的稳定性较差;乙酸乙酯提取效果不如前二者。正己烷、乙酸乙酯和石油醚提取结果的相对标准偏差分别为0.9%,4.5%,6.4%(n=5)。

同样以DEHP碎片离子149 的平均峰面积作为考查依据,对3种溶剂的提取效果进行比较,结果显示,石油醚和正己烷提取效率较好,乙酸乙酯较差,但石油醚提取的稳定性较差。因此实验选择正己烷作为提取溶剂。

2.3仪器条件选择

采用DB–5MS毛细管色谱柱,选择不分流技术及溶剂延迟,用选择离子方式测定DBP和DEHP。先用全扫描方式做出总离子流图进行质谱图分析,选择丰度较高、相对分子质量较大的离子碎片,确定DBP和DEHP的特征碎片离子,定性及定量离子见表2。

2.4工作曲线方程和检出限

对质量浓度分别为0.2,0.5,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0 mg/L的DBP和DEHP系列标准溶液和空白溶液依次进样,记录碎片离子峰面积。以峰面积(Y)对质量浓度(X)进行线性回归。在0.1~20 mg/L范围内DBP和DEHP的质量浓度分别与峰面积呈良好的线性关系,回归方程、线性范围、相关系数见表3。

按10倍信噪比(S/N)计算方法的定量限为0.04 mg/kg。

2.5精密度和回收试验

分别称取6份质量相同的同一酒样,分别添加0.5,2.0,5.0 mg/L的DBP,DEHP混合标准溶液,然后进行6次平行试验,测定结果及回收率计算结果见表4。
由表4可以看出,3个浓度水平的加标回收率在82.0%~92.5%之间,回收率的测定结果符合GB/T 27404–2008中附录表F.1中的要求;测定结果的相对标准偏差为1.91%~4.83%,该结果符合GB/T 27404–2008[6] 中附录表F.2中的要求。

2.6实际样品测定

2012年10月以来,采用该方法对892个样次的白酒样品进行了邻苯二甲酸酯物质检测,结果表明,DBP,DEHP检出率较高。根据GB 9685–2008 中规定的DBP,DEHP在食品中的特定迁移量限值(DBP:0.3 mg/kg,DEHP:1.5 mg/kg)为判断依据,共检出不合格白酒54样次,其中DBP,DEHP分别为49和5样次,DBP含量在0.35~9.88 mg/kg之间,DEHP含量在1.56~8.91 mg/kg之间。前期被检酒样中DBP含量较高,合格率较低。企业经过整改后,更换不锈钢管道等,不合格率大幅下降。

3结语

建立了白酒中DBP,DEHP残留量检测的气相色谱–质谱法,方法简单、灵敏度高、定量准确,并具有良好的重现性。该法适合白酒中邻苯二甲酸酯污染物检测。

摘自化学分析计量网

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