GC-MS/MS法测定不同香型白酒中邻苯二甲酸酯类的含量分析

毕荣宇1,2,卢 君1,2 *,唐 平1,2,山其木格1,2,王 丽1,2,王 凡1,2,李长文1

(1.贵州国台酒业股份有限公司,贵州 仁怀 564501;2.天士力控股集团有限公司研究院,天津 300410)

摘 要:采用气相色谱-三重四极杆串联质谱法(GC-MS/MS)建立了邻苯二甲酸酯(PAEs)的检测方法,并对12种不同香型白酒中的18种PAEs塑化剂的含量进行了测定。结果表明,18种PAEs的分离效果良好,检出限为0.001~0.428 mg/kg,定量限为0.003~1.426 mg/kg。邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)的线性范围为0.403~20.150 μg/mL,其余17种PAEs的线性范围为0.020~1.106 μg/mL,相关系数(R2)均>0.999,精密度试验结果相对标准偏差(RSD)均<10%,回收率为82.99%~115.25%;白酒样品检出塑化剂的种类主要为邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)及邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),含量分别在0.18~1.53 mg/kg、0.27~1.36 mg/kg、0.18~1.86 mg/kg,其中兼香型白酒样品的DBP含量为1.36 mg/kg,超出国标规定限值。在凤香型白酒样品和馥郁香型白酒样品中检出邻苯二甲酸二甲酯(DMP),含量分别为0.53 mg/kg、0.45 mg/kg,在药香型白酒样品中检出邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP),含量为1.42 mg/kg,其余均未检出。

关键词:气相色谱-三重四极杆串联质谱;白酒;邻苯二甲酸酯;检测

白酒具有悠久的历史,是中国特有的一种蒸馏酒,其生产工艺为开放式固态发酵方式[1]。随着白酒产业的深入发展,逐渐产生了不同感官特征的12种香型白酒,分别为酱香型、浓香型、清香型、老白干香型、药香型、馥郁香型、凤香型、芝麻香型、米香型、豉香型、特香型、兼香型[2]。与此同时,多地不断爆发的“塑化剂事件”,也越来越受到社会的高度关注。塑化剂又名增塑剂,主要成分为邻苯二甲酸酯(phthalate acid esters,PAEs),在工业生产中广泛使用[3-5]。白酒中的塑化剂可能来源于酿酒原料,生产加工、运输、储存等过程接触的塑料工具,酿酒用水以及非法添加[6-9]。研究表明塑化剂具有干扰内分泌、影响生殖系统、致癌、致畸、致突变的危害[10-14],最新研究表明,PAEs还有可能与儿童肥胖有关[15]。因此加强塑化剂的检测是十分必要的。

目前气相色谱法[16-18]、气相色谱-质谱联用法[19-20]、高效液相色谱法[21-22]、液相色谱-质谱联用法[23-24]等都已经广泛应用于塑化剂的检测,其中气相色谱-质谱联用法应用最广泛,国家标准GB 5009.271—2016《食品安全国家标准食品中邻苯二甲酸酯的测定》同样规定采用气相色谱-质谱联用法测定食品中的塑化剂[25]。本实验使用灵敏度更高的气相色谱-三重四极杆质谱联用仪(gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry,GC-MS/MS),优化前处理方式,以期建立可以同时快速测定18种PAEs的检测方法,为消费者与白酒生产企业提供一定的参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酒样(酱香型、浓香型、清香型、老白干香型、芝麻香型、豉香型、凤香型、兼香型、米香型、特香型、药香型、馥郁香型,共计12种不同香型白酒):市售。

正己烷(色谱纯)、邻苯二甲酸二异壬酯(diisononyl orthophthalate,DINP)(纯度99.9%):上海阿拉丁(aladdin)公司产品;16种邻苯二甲酸酯混标溶液(邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(bis(2-methoxyethyl)phthalate,DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(bis(4-methyl-2-pentyl)phthalate,BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(bis(2-ethoxyethyl)phthalate,DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(dipentyl phthalate,DPP)、邻苯二甲酸二己酯(dihexyl phthalate,DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(benzyl butyl phthalate,BBP),邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(bis(2-n-butoxyethyl)phthalate,DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(dicyclohexyl phthalate,DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(bis(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(di-n-octyl phthalate,DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(dinonyl phthalate,DNP)、邻苯二甲酸二苯酯(diphenyl phthalate,DPhP))(1 000 μg/mL,纯度>98%):美国o2si smart solutions 公司;邻苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate,DAP)(纯度99.2%):上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

TQ8030气相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪(配备AOC-20i自动进样器):日本岛津公司;ME204T电子天平:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;KQ-250E超声波发生器:昆山市超声仪器有限公司;Vortex-Genie2涡旋混合器:美国Scientific Industries公司;Gen Pure xCAD Plus纯水机:赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液的制备

(1)分别准确称取邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)与邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)0.015 8 g和0.015 5 g,用正己烷溶解并准确配制成质量浓度为1 580 μg/mL和1 550 μg/mL的标准储备液。

(2)18种PAEs标准母液:分别准确移取16种邻苯二甲酸酯标准品中间液0.1 mL,DAP与DINP标准储备液0.07 mL和1.3 mL至100 mL容量瓶中,加入正己烷并准确定容至刻度。准确移取不同体积的混合标准溶液,配制不同质量浓度的标准溶液。

1.3.2 样品前处理

取酒样混匀后放置磨口玻璃瓶内待用。准确称取试样1.000 0 g于25 mL具塞磨口离心管中,加入5~10 mL蒸馏水,涡旋1 min混匀,再准确加入10 mL正己烷,涡旋1 min,超声提取30 min,静置分层,取上清液,供GC-MS/MS分析。

1.3.3 仪器检测条件

色谱条件:色谱柱为Agilent HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250 ℃;程序升温为初始柱温60 ℃,保持1 min,以20 ℃/min升温至220 ℃,保持1 min,再以7 ℃/min升温至280 ℃,保持8 min;载气为高纯氦气(纯度>99.999%),流量控制方式为线速度;压力57.5 kPa;总流量29.0 mL/min;流速1.0 mL/min;线速度36.5 cm/s;进样方式为不分流进样;进样量1 μL。

质谱条件:电离方式为电子电离(elctron ionizotion,EI)源;电子能量70 eV;传输线温度280 ℃;离子源温度280 ℃;扫描方式为选择离子扫描(single ion monitoring,SIM);四级杆温度150 ℃;溶剂延迟7 min。

2 结果与分析

2.1 质谱定性与定量

取一定浓度的18种PAEs标准中间溶液,按照1.3.3条件进行全扫描,得到18种PAEs的总离子流色谱图,见图1;同时确定每种物质的保留时间、定性离子和定量离子,选择结果见表1。由图1可知,18种PAEs均实现了良好的分离,这为准确定量分析奠定了基础。由表1可知,选定1个定量离子,4个定性离子,采用选择离子扫描(SIM)模式进行数据的采集。

1 18种邻苯二甲酸酯总离子流色谱图
Fig.1 Total ion chromatogram of 18 phthalate esters

1 18种邻苯二甲酸酯保留时间、定性和定量离子
Table 1 Retention time,qualitative and quantitative ions of 18 phthalate esters

续表

2.2 方法的线性范围,检出限与定量限

分别量取1.3.1中混合标样母液0.2 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、5 mL,用正己烷定容至10 mL,混合均匀。其中DINP质量浓度分别是0.403 0 μg/mL、1.007 5 μg/mL、2.015 0 μg/mL、4.030 0 μg/mL、10.075 0 μg/mL、20.150 0 μg/mL,其余17种PAEs的浓度在0.020 0 μg/mL、0.050 0 μg/mL、0.100 0 μg/mL、0.200 0 μg/mL、0.500 0 μg/mL、1.000 0 μg/mL左右,真实值以实际配制情况为准,以质量浓度为横坐标(x),峰面积为纵坐标(y),绘制标准曲线。18种PAEs的线性方程、相关系数、线性范围、检出限列于表2。

由表2可知,18 种PAEs浓度范围内线性关系良好,相关系数(R2)≥0.999。利用0.22 mg/kg的浓度水平为依据,3倍信噪比计算检出限,10倍信噪比计算定量限,DBP的定量限为0.003 mg/kg,DINP的定量限为1.426 mg/kg,其余16种均小于0.14 mg/kg,与国家标准[25]中DINP的定量限为9.0 mg/kg,DBP定量限为0.3 mg/kg,除DINP和DBP外其他16种目标化合物定量限均为0.5 mg/kg相比,本方法具有更低的检出限与定量限,灵敏度能够满足白酒中PAEs的检测需求。

2 18种邻苯二甲酸酯的线性方程、线性范围、相关系数、检出限与定量限
Table 2 Linear equations,linear ranges,correlation coefficients,detection limits and quantification limits of 18 phthalate esters

2.3 精密度试验与加标回收率试验

取0.7 μg/mL的18种PAEs混合标准溶液,连续6次进样,计算相对标准偏差(relative standard deviation,RSD),结果见表3。由表3可以看出,18种PAEs精密度试验结果的RSD为1.08%~5.74%,表明该方法精密度良好。

按照DINP质量浓度1.00 μg/mL水平,其余17种PAEs质量浓度0.05 μg/mL水平添加到白酒样品中,连续6次进样,考察该方法的加标回收率,结果见表4。由表4可知,18种PAEs的加标回收率在82.99%~115.25%之间,回收率良好,RSD值在2.66%~5.75%之间,均在允许范围内,符合分析要求。

3 18种邻苯二甲酸酯的精密度
Table 3 Precision of 18 phthalate esters

4 18种邻苯二甲酸酯的加标回收率
Table 4 Standard addition recovery rate of 18 phthalate esters

2.4 酒样检测

利用实验所建立的分析方法,对市售12种不同香型白酒样品的18种PAEs含量进行检测,每个样品平行测定2次,计算平均值,检测结果见表5。由表5可知,12份白酒样品检出塑化剂种类主要集中在DIBP、DBP及DEHP,含量分别在0.18~1.53 mg/kg、0.27~1.36 mg/kg、0.18~1.86 mg/kg之间,按照国家食品安全风险评估专家委员会规定的白酒中DBP和DEHP的含量分别在1 mg/kg和5 mg/kg以下时,对饮酒者的健康风险处于可接受水平,兼香型白酒中DBP含量为1.36 mg/kg,超出规定限值,所以产品质量不合格。同时还在凤香型和馥郁香型白酒中检测出DMP,含量分别为0.53mg/kg,0.45 mg/kg,在药香型白酒中检测出DNOP,含量为1.42 mg/kg。其余PAEs均未检出。检测结果表明,虽然大部分样品塑化剂含量未超过规定的限值,但白酒中塑化剂污染的情况还是存在的,因此白酒生产企业还是要不断的加强风险防范意识,提高塑化剂监测能力,控制白酒中塑化剂的引入。

5 12种不同香型酒样中18种邻苯二甲酸酯测定结果
Table 5 Determination results of 18 phthalate esters in 12 different flavor Baijiu samples

注:“ND”表示未检出;A为酱香型;B为浓香型;C为清香型;D为老白干香型;E为芝麻香型;F为豉香型;G为凤香型;H为兼香型;I为米香型;J为特香型;K为药香型;L为馥郁香型。

3 结论

采用气相色谱-质谱仪(GC-MS/MS),通过优化气相色谱及质谱条件,建立了18种PAEs的检测方法,并对12种不同香型白酒中塑化剂的含量进行了测定。优化条件后,18种PAEs能够得到很好的分离,在0.020 0~1.106 0 μg/mL线性范围内,18种PAEs具有良好的线性关系,相关系数(R2)均>0.999,方法检出限为0.001~0.428 mg/kg,定量限为0.003~1.426 mg/kg,精密度试验结果RSD均小于10%,回收率为82.99%~115.25%;对市售12种不同香型白酒中的PAEs含量进行测定,12份白酒样品检出塑化剂主要集中在DIBP、DBP及DEHP,含量分别在0.18~1.53 mg/kg、0.27~1.36 mg/kg、0.18~1.86 mg/kg之间,兼香型白酒中DBP含量为1.36 mg/kg,超出规定限值,所以产品质量不合格。同时还在凤香型和馥郁香型白酒中检测出DMP,含量分别为0.53 mg/kg、0.45 mg/kg,在药香型白酒中检测出DNOP,含量为1.42 mg/kg,其余PAEs均未检出。白酒中塑化剂污染的现象还是普遍存在的,白酒生产企业应该建立塑化剂监管制度,加强防范意识,提高监测能力。总之,建立的PAEs 塑化剂的GC-MS/MS测定方法,具有操作简单,高效,检出限低、精密度及回收率高等特点,适用于不同香型白酒中PAEs 的快速检测,对于指导不同香型白酒生产企业进行PAEs含量的监测具有现实意义。

参考文献:

[1]郑淼,岳红卫,钟其顶,等.白酒质量安全风险及其控制[J].食品科学技术学报,2016,34(2):18-23.

[2]张苗苗.基于光谱的白酒鉴别研究[D].重庆:重庆大学,2010.

[3]余建华,梁炽琼.气相色谱-质谱法测定白酒中塑化剂残留前处理方法的优化[J].食品安全质量检测学报,2020,11(4):1247-1254.

[4]金月.白酒中塑化剂GC-MS 检测方法的研究[J].检验检疫学刊,2020,30(3):56-58.

[5]ZHAO X G,JIN H Y,LI D H,et al.Simple and rapid analysis of phthalate esters in marine sediment using ultrasound-assisted extraction combined with gas purge microsyringe extraction followed by GC-MS[J].Mar Pollut Bull,2020,160:111667.

[6]马荣山,韩营,王凤兰,等.白酒酿造过程中塑化剂来源分析[J].食品科学,2015,36(20):242-246.

[7]胥小荣,孔庆岩,庞婕,等.白酒生产和贮藏过程中邻苯二甲酸酯类物质迁移研究[J].食品安全导刊,2017(13):76-77.

[8]余建华,梁炽琼.气相色谱-质谱法测定白酒中塑化剂残留前处理方法的优化[J].食品安全质量检测学报,2020,11(4):1247-1254.

[9]巩子路,吴宏萍,薛锡佳,等.白酒中塑化剂的来源及其检测方法研究进展[J].酿酒,2018,45(3):16-20.

[10]JUREWICZ J,HANKE W.Exposure to phthalates:Reproductive outcome and children health.A review of epidemiological studies[J].Int J Occup Med Environ Health,2011,24(2):115-141.

[11]BIRNBAUM L S,SCHUG T T.Phthalates in our food[J].Endocrine Disruptors,2013,1(1):e25078.

[12]王笑妍,薛燕波,者东梅,等.邻苯二甲酸酯类增塑剂概况及法规标准现状[J].中国塑料,2019,33(6):95-105.

[13]PAPAIOANNOU N,DISTEL E,OLIVEIRA E D,et al.Multi-omics analysis reveals that co-exposure to phthalates and metals disturbs urea cycle and choline metabolism[J].Environ Res,2021,192:110041.

[14]MOK S,JEONG Y,PARK M,et al.Exposure to phthalates and bisphenol analogues among childbearing-aged women in Korea:Influencing factors and potential health risks[J].Chemosphere,2021,264(Pt 1):128425.

[15]ZETTERGREN A,ANDERSSON N,LARSSON K,et al.Exposure to environmental phthalates during preschool age and obesity from childhood to young adulthood[J].Environ Res,2021,192:110249.

[16]张晓敏,杨玉珍,王耀,等.气相色谱法定量检测白酒中的两种塑化剂[J].酿酒,2015,42(5):87-90.

[17]周宜斌,周庆.气相色谱法快速检测白酒中邻苯二甲酸酯残留量[J].中国药师,2013,16(9):1362-1363.

[18]谷瑞丽,刘霞丽,夏嘉.白酒中邻苯二甲酸二乙酯类测定的能力验证过程控制与结果分析[J].中国卫生检验杂志,2020,30(3):270-272.

[19]陈二芳,刘楚楚,董伟丽,等.同位素内标法和外标法测定浓香型白酒中邻苯二甲酸酯含量的比较分析[J].酿酒,2019,46(5):75-78.

[20]彭文浩,沈平.气质联用法快速检测白酒中的邻苯二甲酸酯类物质[J].中国卫生检验杂志,2019,29(17):2068-2070.

[21]毕秋兰,王浩,李曼.高效液相色谱法测定蔬菜中的塑化剂残留[J].农技服务,2017,34(24):192,191.

[22]王艺霖.高效液相色谱法测定食用油中塑化剂的含量分析[J].现代食品,2017(11):114-115.

[23]张宁,王彦,王薇薇,等.高效液相色谱三重四极杆质谱联用法同时测定食品接触材料中12 种塑化剂和抗氧化剂[J].现代生物医学进展,2018,18(14):2623-2630,2622.

[24]和佳鸳,蒲彦利,闻向梅,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定醋和黄酒中的邻苯二甲酸酯类塑化剂[J].中国卫生检验杂志,2015,25(18):3063-3066.

[25]国家食品药品监督管理总局,国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.271—2016 食品安全国家标准食品中邻苯二甲酸酯的测定[S].北京:中国标准出版社,2017.

Determination of phthalate esters in different flavor Baijiu by GC-MS/MS

BI Rongyu1,2,LU Jun1,2*,TANG Ping1,2,SHAN Qimuge1,2,WANG Li1,2,WANG Fan1,2,LI Changwen1
(1.Guizhou Guotai Distillery Co.,Ltd.,Renhuai 564501,China;2.Tasly Research Academy,Tianjin 300410,China)

Abstract:The method for phthalate esters(PAEs)detection was established by gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry(GC-MS/MS).Subsequently,the content of 18 PAEs plasticizers in 12 different flavor Baijiu(Chinese liquor)was determined.The results showed that the separation of 18 PAEs was good,the detection limit of PAEs was 0.001-0.428 mg/kg,and the quantitative limit was 0.003-1.426 mg/kg.The linear range of diisononyl phthalate(DINP)was 0.403-20.150 μg/ml,and the linear range of other 17 PAEs was 0.020-1.106 μg/ml.The correlation coefficient(R2)was greater than 0.999,the relative standard deviation(RSD)of precision tests results was less than 10%,and the recovery was 82.99%-115.25%.The main types of plasticizers detected in Baijiu samples were diisobutyl phthalate(DIBP),dibutyl phthalate(DBP)and di-2-ethylhexyl phthalate(DEHP),and the contents were 0.18-1.53 mg/kg,0.27-1.36 mg/kg and 0.18-1.86 mg/kg,respectively.The DBP content in the compound flavor Baijiu sample was 1.36 mg/kg,exceeding the national standard specified limit.The dimethyl phthalate(DMP)was detected in Feng-flavor and fragrance-flavor Baijiu samples,and the contents were 0.53 mg/kg and 0.45 mg/kg,respectively.The di-n-octyl phthalate(DNOP)was detected in medicine-flavor Baijiu sample,and the content was 1.42 mg/kg,other PAEs were not detected.

Key words:GC-MS/MS;Baijiu;phthalate esters;detection

中图分类号:TS261.7

文章编号:0254-5071(2021)04-0159-05

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.04.030

引文格式:毕荣宇,卢君,唐平,等.GC-MS/MS法测定不同香型白酒中邻苯二甲酸酯类的含量分析[J].中国酿造,2021,40(4):159-163.

收稿日期:2020-11-10

修回日期:2020-12-20

基金项目:贵州省仁怀市科技计划项目(仁科支撑[2019]6号)

作者简介:毕荣宇(1988-),男,工程师,硕士,研究方向为白酒风味化学与食品安全。

*通讯作者:卢 君(1985-),男,高级工程师,博士,研究方向为酒类发酵技术和质量控制。