白酒中两种常见塑化剂快速定量方法的研究

1《酿酒》2015年第2期102-106页白酒中两种常见塑化剂快速定量方法的研究向双全1，2张志刚1，21.甘肃省固态发酵工程技术研究中心甘肃徽县742308；2.金徽酒股份有限公司甘肃徽县742308摘要：本文建立了气相色谱-质谱同时测定白酒中相关塑化剂含量的检测方法。特别对影响白酒样品中塑化剂提取的各种因素和多种前处理方法进行比较，并进行优化处理，最终使本方法能够快速准确测定白酒中的塑化剂含量，具有准确度高、操作简便、成本低等优点。试验结果显示，在S/N=10条件下，DBP、DEHP的定量下限分别为0.04mg/L、0.03mg/L，平均加标回收率为94.4%~108.3%，精密度试验RSD均小于6%，满足常规定量分析要求。关键词：白酒；塑化剂；DBP；DEHP塑化剂是在聚合物体系的生产过程中添加，增加聚合物塑性的一种物质邻苯二甲酸酯（Phthalate）缩写PAEs。是一种挥发性很低，稳定性高且无味或具有芳香气味的粘稠液体。在水中溶解度很小，易溶于多数有机溶剂，易溶于乙醇。邻苯二甲酸酯塑化剂与塑料主体结构之间不是以化学键相结合的，所以在使用过程中会不断从塑料中释放出来，污染环境。研究表明，邻苯二甲酸酯可能影响儿童发育，甚至有可能危害儿童肝脏和肾脏。同时可引起许多健康问题，包括哮喘、生殖功能异常、癌症、低出生体重、自闭症和注意力缺陷多动症(ADHD)等。另外，邻苯二甲酸酯已经被WHO公布为“环境荷尔蒙”，在体内会干扰人体的内分泌系统。因此，欧盟(EU)、美国(USA)，以及其他一些国家已经开始监管邻苯二甲酸酯类化合物的暴露问题。从2007年开始，欧盟(2005/84/EC)即对六种邻苯二甲酸酯类化合物在儿童玩具中的使用进行了严格控制，而美国从2009年起也开始执行类似法规[1-2]。2012年11月19日有媒体报道，国内相关实验室的检测报告显示，某名酒中检测出3种塑化剂成分，分别为邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）和邻苯二甲酸二丁酯2（DBP）。其中，邻苯二甲酸二丁酯的含量为1.08㎎/㎏。2011年6月卫生部签发的551号文件《卫生部办公厅官员通报食品及食品添加剂中邻苯二甲酸酯类物质最大残留量的函》，规定邻苯二甲酸二丁酯的最大残留量为0.3㎎/㎏，该酒中的塑化剂邻苯二甲酸二丁酯被认为超标260%。本文在国家标准GB/T21911-2008[3]指导原则下，筛选、优化了白酒中塑化剂检测的前处理方法，排除了检测中遇到的各种干扰因素，能快速准确测定白酒中相关物质。采用质谱选择离子监测（SIM）模式，参照国家标准中规定的定性、定量离子，进行外标曲线法定量。本方法具有高效提取白酒中塑化剂的优点，操作快捷简便、样品前处理成本低、结果准确度高的优点。1材料与方法1.1样品、仪器、试剂酒样:从酿酒协会购进标准酒样，市售，以及特定测试对象公司提供。仪器设备：安捷伦7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪（配7693自动进样器），亚荣旋转蒸发仪，UP超纯水系统，恒温水浴锅，涡旋混合器，分液漏斗。试剂：邻苯二甲酸二丁酯(DBP，CAS84-74-2)，邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯(DEHP，CAS117-81-7)，正己烷（色谱纯），乙醇（色谱纯），UP制超纯水，重蒸蒸馏水。1.2试验方法1.2.1标准储备液的配制将各5支含0.10mg的DBP、DEHP的色谱纯标样用正己烷溶于100mL容量瓶中，配制成5.00mg/L的标准储备液，置于冰箱中备用。1.2.2标准使用液的配制使用时将标准储备液用正己烷稀释至0.05mg/L，0.50mg/L，1.00mg/L，2.20mg/L，5.00mg/L的标准系列溶液上机测试。1.2.3样品前处理取5mL白酒样品于50mL比色管中，加入5mL正己烷，涡旋5min，静置分层15min，取正己烷层用于分析。1.2.4气相色谱及质谱条件3色谱条件：HP-5MS弹性石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25um);进样口温度250℃；不分流进样1uL;程序升温：60℃保持1min，以20℃/min升到220℃并保持1min，再以5℃/min升到280℃并保持4min;载气为高纯氦（≥99.999%），柱流量1mL/min。质谱条件：EI电离源，电子能量70eV，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，溶剂延迟5min，选择离子分组（2组）监测模式（SIM）,DBP、DEHP的定性和定量选择离子见表1[1]。表13种邻苯二甲酸酯的定量离子、定性离子及其丰度比Table13kindsofphthalicacidestertwoquantitativeion,qualitativeionanditsabundanceratio序号名称保留时间定量离子辅助定量离子定性离子及其丰度比1DBP11.17min149223149:223:205:121(100:5:4:2)2DEHP17.65min149167149:167:279:113(100:29:10:9)2结果与讨论2.1萃取溶剂的选择黄永辉比较了正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯等溶剂对邻苯二甲酸酯的总提取率，发现正己烷对样品中邻苯二甲酸酯的提取率最高，且本底干扰少[4]。结合本文研究对象为白酒，乙醚、乙酸乙酯都具有易溶于乙醇的特点，二氯甲烷、三氯甲烷的提取效果不如正己烷，且具有毒性，因此可排除。且结合国家标准GB/T21911-2008[3]邻苯二甲酸酯测定方法中萃取剂也为正己烷，因此本文确定用正己烷作为萃取溶剂进行研究。2.2酒样的前处理本文比较了水浴[5]，40℃旋转减压蒸发，室温下（20℃）空气、氮气吹扫[6]去除白酒样品中乙醇的前处理方法，以及调整酒样的酒精度直接加正己烷萃取塑化剂和直接进样等6种样品前处理方法。其中水浴加热去除乙醇和直接进样两种前处理方法会导致测定的邻苯二甲酸酯结果偏小；40℃旋转减压蒸发和吹扫去除样品中乙醇的前处理方法能够准确定量，但是必须掌握好去除乙醇的体积量，过多或者过少都会引起结果的偏差，这就需要在样品处理过程中非常小心地观察4预计好需要保留的样品量，否则准确度和精密度都将受到影响，特别是酒精度较高的高度酒样和基础酒，即使在室温下吹扫也会带离部分DBP以及沸点更低的邻苯二甲酸酯物质。通过作者分段蒸馏试验发现，以上前处理方法造成结果不稳定的主要原因是，白酒中的DBP和DEHP很容易同乙醇同时蒸馏或者挥发出去，见添加DBP和DEHP样品的蒸馏曲线图1。0.0000.5001.0001.5002.0002.5003.0003.5004.0004.5005.000单位PPMDBP0.0000.0000.0040.0040.0080.0380.1120.6282.4204.568DEHP0.0840.0920.0880.0880.1000.2960.3840.7961.0201.000第1段第2段第3段第4段第5段第6段第7段第8段第9段第10段图146度酒样800ml蒸馏出前500ml分10段每段50ml的DBP和DEHP含量变化Fig.146degreewinekind800mldistilledoutbefore500mlisdividedinto10sectionseachsectionof50mlDBPandDEHPcontent本文重点研究了通过调整样品酒精度，直接加正己烷萃取邻苯二甲酸酯的样品前处理方法。通过试验发现该方法准确、简便、快捷，回收率能达到预期，从而确定用该前处理方法。2.2.1正己烷与样品的互溶性在样品中酒精度在75度以下时，正己烷与样品互不相容。当样品酒精度高于75度时，正己烷逐渐开始部分溶入样品中，当酒精度达到93度时正己烷与样品完全互溶而不分层。这就说明了我们要用正己烷萃取酒样中的邻苯二甲酸酯必须找到一个适合的酒精度进行萃取试验。2.2.2乙醇含量对萃取效果的影响本文比较了样品在不同酒精度下，添加相同含量的标准DBP、DEHP进行的回收试验，结果见表2。该试验中取酒样5mL,再加入正己烷5mL于50mL具塞比色管中，在涡旋混合器上涡旋5min，静置分层，取正己烷相进行GC-MS分析。从表2数据分析可得出，在酒精度40度以下进行直接萃取，测定结果与理论值相吻合，但在25度5以下时萃取会出现乳化现象，并且必须加盐或者加热才能破乳，酒精度在40度以上时萃取效果逐渐下降，因为DBP、DEHP也易溶于乙醇，当乙醇含量越高，且超过一定值时就会影响正己烷的萃取效果，甚至不能萃取。因此我们确定本方法中将所有酒样的酒精度调整到30度。表2不同酒精度中添加0.30mg/L的DBP和DEHP标准回收率测定结果Table2ThetestresultsoftheDBPadd0.30mg/LandDEHPrecoveryrateofalcoholindifferentstandards酒精度DBP含量及回收率（n=5）DEHP含量及回收率（n=5）10度0.28（须加入0.5gNaCl破乳）93.3%0.29（须加入0.5gNaCl破乳）96.7%15度0.28（须加入0.5gNaCl破乳）93.3%0.29（须加入0.5gNaCl破乳）96.7%20度0.29（须加入0.5gNaCl破乳）96.7%0.29（须加入0.5gNaCl破乳）96.7%25度0.30100%0.2893.3%30度0.30100%0.2893.3%35度0.2996.7%0.2893.3%40度0.30100%0.2893.3%45度0.2790.0%0.2790.0%50度0.2686.7%0.2790.0%60度0.2583.3%0.2893.3%70度0.2273.3%0.2893.3%80度0.2376.7%0.34(正己烷开始部分溶入酒样)113%2.2.3正己烷与样品酒的最佳量比关系本文考察了50mL具塞比色管中正己烷:样品酒的体积比值2:1、1:1、1:2三种量比关系下的萃取效果，结果显示当1:1时效果最好、测定也结果最稳定，且为5mL:5mL，当体积升至10mL:10mL时萃取效果下降。2.2.4温度、总酸、总酯对萃取效果的影响本文考察了萃取温度5℃-40℃范围内萃取效果，试验显示在该温度范围内萃取效果稳定，不受影响。同时还往样品中添加乙酸2g/L,己酸乙酯6g/L时，同样不影响正己烷对DBP、DEHP的萃取效果。62.2.5样品中塑化剂浓度对萃取效果的影响当酒样中的邻苯二甲酸酯含量在10mg/L以下时，正己烷的能一次彻底将样品中的塑化剂萃取干净，用分液漏斗取出下层酒样再次用正己烷萃取后进行GC-MS定量分析，结果显示未检出被测组分。这就说明当酒样中塑化剂含量在10mg/L以下时使用该前处理方法能一次完全萃取出样品中的目标物质。当酒样中的邻苯二甲酸酯含量达到12mg/L时，第二次萃取时结果为0.04mg/L。再次验证样品中邻苯二甲酸酯在10mg/L以下时正己烷能一次彻底将其萃取干净，并进行准确定量分析。2.2.6最终酒样前处理方法的确定综合考虑以上酒样在前处理过程中影响萃取效率的各种因素，我们最终确定样品的前处理方法为：先把待测酒样酒精度调整到30度，再取调整后样品5mL，正己烷5mL，涡旋混合5min，静置分层，取正己烷层进行GC-MS分析。若样品的酒精度在30度以下时，直接用正己烷萃取，如遇涡旋混合后不能破乳的情况，需加入适量的盐进行破乳、分层。2.3DBP、DEHP定性定量质谱谱图图2为DBP与DEHP的SIM离子监测色谱图，由图可知被测组分峰分离完全，峰形尖锐，对称性好，且保留时间与国家标准GB/T21911-2008吻合。图3为DBP离子碎片149、223丰度比图，其中149为定量离子，223为辅助定量离子，且149:223的丰度比与国家标准GB/T21911-2008中的丰度比接近。综上,保留时间、主要离子碎片及丰度比基本一致，说明方法分离完全，抗干扰能力强，定性定量分析准确可靠。76.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.00