CN109991349A - 食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,采用N,N‑二基乙酰胺为溶剂溶解试样,得到14种苯类化合物的提取液,然后采用顶空‑气相色谱‑串联质谱法对提取液进行定性分析和/或定量分析。本发明采用离子监测进行定性确证、定量测定,确保检测结果的准确性,提高了检测灵敏度;采用顶空法,直接进样分析,操作简单快速,避免了消耗大量溶剂,污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品接触材料中14种苯类化合物(苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯)含量的顶空-气相色谱-串联质谱检测方法。
背景技术
在现代食品生产流通销售体系中,食品接触材料发挥了极其重要的作用,可以称之为食品的“外衣”,与人们日常生活息息相关。然而,在提供生活便利的同时,食品接触材料也带来了相应的安全问题,材料中苯类化合物残留过高而引起这些苯系物可能会迁移到食品中,会引起中毒对造血系统及神经系统产生损害,严重者会引起白血病等疾病。因此,建立了一种快速测定食品接触材料产品中14种苯类化合物(苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯)的测试方法,对研究和提高食品相关产品质量具有重要的意义。
文献刘钊等在理化检验(化学分册)上发表了建立顶空-气相色谱法测定食品包装用复合塑料膜中17种有机溶剂残留量,其中,苯系物包括苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯和邻二甲苯;顶空平衡温度和时间分别为80℃和30min,选用DB-FFAP毛细管色谱柱(60m×0.25mm,0.25μm)分离,氢火焰离子化检测器测定,17种有机溶剂在18min内能完全分离;17种有机溶剂的浓度在一定范围内与峰面积呈线性关系,测定下限(10S/N)在0.0020~0.004mg·m-2之间。该方法虽然可以测定复合塑料膜中的7种苯系物,但是其采样量取一定面积的复合膜袋,不适用于有较大厚度的食品接触材料;而且所用时间长达18min,另有部分苯类化合物类型未见文献述及,该气相色谱难以对14种苯类化合物进行准确的定性确证,在实际应用过程中存在一定的局限性。
目前,国内尚无食品接触塑料中14种苯类化合物含量的顶空-气相色谱-串联质谱检测方法的研究报道。采用顶空-气相色谱-串联质谱,建立了一种快速测定食品接触材料产品中14种苯类溶剂的测试方法,样品前处理操作简单,可以节省溶剂,对研究和提高食品相关产品质量具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用顶空-气相色谱-串联质谱快速、准确、灵敏的定性定量测定食品接触材料(塑料)中14种苯类化合物含量的检测方法,以解决现有技术中存在的问题。
本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,其特征在于,采用N,N-二基乙酰胺为溶剂溶解试样,得到14种苯类化合物的提取液,然后采用顶空-气相色谱-串联质谱法对提取液进行定性分析和/或定量分析。
所述的14种苯类化合物为苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯。
再具体地,本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将试样置于顶空瓶中,准确加入1~10mL提取剂,密闭摇匀,在20~40℃下溶解0.5~10h,得到提取液;
(2)取步骤(1)得到的提取液注入气相色谱-串联质谱仪,测定提取液中的14种苯类化合物及其峰面积,按照标准工作曲线计算得到试样中14种苯类化合物的含量。
其中:所述的提取剂为N,N-二基乙酰胺;所述试样与提取剂的料液比为:1g试样:1~10mL提取剂。
进一步地,本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,将待测的食品接触材料样品剪碎至2mm×2mm以下,混匀作为步骤(1)中所述的试样。
进一步地,本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,将步骤(1)中得到的提取液置于顶空仪器中,在温度40℃~100℃下平衡10min~60min;优选为在温度80℃下平衡30min。
进一步地,本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,还包括所述的标准工作曲线的制作过程:
(1)分别称取0.1g(精确至0.00001g)苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯标准物质于容量瓶中,用有机溶剂溶解并定容,配置成浓度为1000mg/L的标准储备溶液;
(2)以有机溶剂逐级稀释所述的标准储备溶液,得到一系列0.2~20mg/L的梯度标准工作溶液;
(3)将梯度标准工作溶液采用顶空法注入气相色谱-串联质谱仪,SIM离子监测模式测定,确定14种苯类化合物的出峰位置,记录定性离子对和定量离子对的峰面积,以浓度为横坐标,以定量离子对的峰面积为纵坐标,制作标准工作曲线。
其中,所述的有机溶剂为色谱纯的N,N-二基乙酰胺。
进一步地,本发明提供的一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,所述的气相色谱的条件为:进样体积为:0.1~10mL;载气为氦气(He),载气流速为:0.6~5mL/min;柱温升温程序为:初始温度40~80℃下保持0~10min;然后以2~40℃/min的速率升至100℃,保持0~10min;然后以2~40℃/min的速率升至230℃,保持0~10min;
质谱仪的质谱条件为:离子源为EI离子源;扫描方式为多反应监测;质谱离子源温度:150~250℃;传输线温度:150~230℃;定性离子和定量选择离子扫描范围:40~200。
所述气相色谱-串联四极杆质谱检测的色谱柱为:DB-WAX,30m×0.25mm、柱粒径0.25μm色谱柱或相当色谱柱。
本发明与现有技术相比具有以下显著效果:
(1)采用顶空法,直接进样分析,操作简便,避免了消耗大量溶剂,污染环境。
(2)采用顶空-气相色谱-串联质谱法准确定性、定量的特点,直接进行测定,采用程序升温方式在13分钟内将目标物与其它成份有效分离,所得结果比气相色谱法更准确可靠。
(3)14种苯类化合物在电子轰击离子源(EI)下可电离,并可进一步解离,因此采用离子监测进行定性确证、定量测定,确保检测结果的准确性,提高了检测灵敏度。
(4)本发明公开的测定方法在0.2~20mg/L线性相关系数为0.995,方法定量限为0.09~0.35mg/kg,混合标准溶液回收率为81.0%~117.3%,RSD值为1.3%~9.7%。
(5)采用准确加入提取剂,在20~40℃下溶解0.5~10h,提取方法简便,易于操作。
(6)DB-WAX(30m×0.25um×0.32mm)色谱柱,采用N,N-二基乙酰胺为溶剂,在色谱柱上14种苯类化合物与其它成份能够有效分离,分离效果最完全,使峰型尖锐、对称,也最能达到有效分离以及定量分析的要求,便于色谱-质谱分析。
附图说明
图1是14种苯类化合物标准物质的气相色谱-串联质谱谱总离子流色谱图。
图2是14种苯类化合物标准物质的气相色谱-串联质谱谱单离子监测色谱图。其中,SIM选择离子峰从左到右依次为:苯,甲苯,乙苯,对二甲苯,间二甲苯,异丙苯,邻二甲苯,正丙苯,1,3,5-三甲苯,仲丁苯,苯乙烯,1,2,4-三甲苯,正丁苯,1,2,3-三甲苯。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本发明进行阐述,然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所属技术领域的普通技术人员依据本发明公开的内容,均可实现本发明的结果。
除非另有规定,所有试剂均应为色谱纯。
气相色谱-串联质谱仪:配有电子轰击离子源(EI)。
分析天平:分度值为0.0001g和0.00001g。
实施例1
1)、制备待测样品溶液:
取具有代表性的食品接触材料样品,将其剪碎至0.5mm×0.5mm以下,混匀作为试样。称取1.0g试样(精确至0.0001g),置于顶空瓶中,准确加入1~10mL提取剂N,N-二甲基乙酰胺,密闭摇匀,在20~40℃下溶解0.5h~10h,所述试样与提取剂的料液比为:1g试样:10mL提取剂。
2)、制备标准溶液:
(1)分别称取0.1g(精确至0.00001g)苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯标准物质于容量瓶中,用N,N-二甲基乙酰胺溶解、定容,从而配置成浓度为1000mg/L的标准储备溶液;
(2)以N,N-二甲基乙酰胺逐级稀释上述标准储备溶液,得到0.2mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、10mg/L、20mg/L的系列梯度标准工作溶液。
(3)将梯度标准工作溶液注入气相色谱-串联质谱仪,单离子监测(SIM)模式测定,确定苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯的出峰位置,记录标准物质的定性离子对和定量离子对的峰面积,以浓度为横坐标,以定量离子对的峰面积为纵坐标,制作标准工作曲线方程。具体如下:
(1)气相色谱条件为:
色谱柱:DB-WAX 30m×0.25um×0.25mm毛细管柱;载气:氦气;载气流速:1.0ml/min;进样口:温度250℃,进样量1mL,分流比5:1;柱温:50℃,保持5min;以10℃/min升至100℃;以30℃/min升至160℃,保持4min;以30℃/min升至230℃,保持5min;
顶空条件:样品平衡时间30min;顶空瓶温度80℃;
进样体积:1mL;
(2)质谱条件为:
离子源:电子轰击离子源(EI);
质谱离子源温度:250℃;
传输线温度:230℃;
扫描方式为单离子监测(SIM);
载气(He)流速:1.0m L/min;
其它质谱条件见表1。
表1 14种苯类化合物的定性离子和定量选择离子质谱条件表
利用仪器工作站自动积分,采用最小二乘法做线性拟合,14种苯类化合物线性方程、相关系数以及以10S/N计算方法定量限如表2所示。
表2 方法的线性方程、线性范围、相关系数和定量限
表2 方法的线性方程、线性范围、相关系数和定量限
Table 2.The linear Equation,Ranges,Correlation coefficients andDetection limits and Quotations limits of this method
4)、取步骤1)所得的溶解液按步骤3)方法测定溶解液中的14种苯类化合物及其峰面积,按照步骤3)所得的标准工作曲线方程(线性方程)计算,得到待测样品中14种苯类化合物的含量。
5)、定性分析
对应步骤4),在相同试验条件下,样品中待测物与同时检测的14种苯类化合物标准物质具有相同的保留时间(±0.5%),且样品定性离子的相对丰度与浓度接近的14种苯类化合物标准溶液谱图中对应的定性离子的相对丰度进行比较,若14种苯类化合物偏差不超过表3规定的范围,则可判定为样品中存在对应的待测物。
表3 定性确证时相对离子丰度的最大允许偏差
相对离子丰度/% | >50 | >20~50 | >10~20 | ≤10 |
允许的相对偏差/% | ±20 | ±25 | ±30 | ±50 |
6)、定量分析
对应步骤4),本方法采用外标法定量,根据样液中被测物质含量情况,选定浓度相近的标准工作溶液,对标准工作溶液与样液等体积参插进样测定,标准工作溶液和待测样液中14种苯类化合物的响应值均应在仪器的线性范围内。
如果样液的检测响应值超出仪器检测的线性范围,可适当稀释后测定。在上述色谱条件下,14种苯类化合物的气相色谱-串联质谱法单离子监测色谱图见图2。
7)、检测低限
对空白食品接触材料中不同浓度的14种苯类化合物,按上述前处理和分析方法进行提取和测定,以3倍信噪比(S/N=3)确定最低检出限浓度,以10倍信噪比(S/N=10)确定最低测定低限浓度,方法检出限为0.027~0.11mg/kg,方法测定低限为0.09~0.35mg/kg。
实验例:回收率实验及精密度实验
分别在空白食品接触材料试样中加入20mg/kg浓度14种苯类化合物,按上述前处理和分析方法,每组重复6次,测定计算得到平均回收率,精密度以相对标准偏差(RSD)计算,回收率81.0%~117.3%,RSD值为1.3%~9.7%,满足测试要求。
Claims (11)
1.一种食品接触材料中苯类化合物含量的检测方法,其特征在于,采用N,N-二基乙酰胺为溶剂溶解试样,得到14种苯类化合物的提取液,然后采用顶空-气相色谱-串联质谱法对提取液进行定性分析和/或定量分析。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述的14种苯类化合物为苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯。
3.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将试样置于顶空瓶中,准确加入1~10mL提取剂,密闭摇匀,在20~40℃下溶解0.5~10h,得到提取液;
(2)取步骤(1)得到的提取液注入气相色谱-串联质谱仪,测定提取液中的14种苯类化合物及其峰面积,按照标准工作曲线计算得到试样中14种苯类化合物的含量。
4.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,所述的提取剂为N,N-二基乙酰胺;所述试样与提取剂的料液比为:1g试样:1~10mL提取剂。
5.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,将待测样品剪碎至2mm×2mm以下,混匀作为步骤(1)中所述的试样。
6.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,将步骤(1)中得到的提取液置于顶空仪器中,在温度40℃~100℃下平衡10min~60min。
7.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,将步骤(1)中得到的提取液置于顶空仪器中,在温度80℃下平衡30min。
8.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,将步骤(1)中得到的提取液置于顶空仪器中,还包括所述的标准工作曲线的制作过程:
(1)分别称取0.1g(精确至0.00001g)苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、1,2,3-三甲苯、正丙苯、1,2,4-三甲苯、仲丁苯、正丁苯和1,3,5-三甲苯标准物质于容量瓶中,用有机溶剂溶解并定容,配置成浓度为1000mg/L的标准储备溶液;
(2)以有机溶剂逐级稀释所述的标准储备溶液,得到一系列0.2~20mg/L的梯度标准工作溶液;
(3)将梯度标准工作溶液采用顶空法注入气相色谱-串联质谱仪,SIM离子监测模式测定,确定14种苯类化合物的出峰位置,记录定性离子对和定量离子对的峰面积,以浓度为横坐标,以定量离子对的峰面积为纵坐标,制作标准工作曲线。
9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于,所述的有机溶剂为色谱纯的N,N-二基乙酰胺。
10. 根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,所述的气相色谱的条件为:进样体积为:0.1~10mL;载气为氦气,载气流速为:0.6~5 mL/min;柱温升温程序为:初始温度40~80℃下保持0~10min;然后以2~40℃/min的速率升至100℃,保持0~10min;然后以2~40℃/min的速率升至230℃,保持0~10min;
质谱仪的质谱条件为:离子源为EI离子源;扫描方式为多反应监测;质谱离子源温度:150~250℃;传输线温度:150~230℃;定性离子和定量选择离子扫描范围:40~200。
11. 根据权利要求3或10所述的检测方法,其特征在于,所述气相色谱-串联四极杆质谱检测的色谱柱为:DB-WAX,30m×0.25mm、柱粒径0.25µm 色谱柱或相当色谱柱。
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