白酒中两种常见塑化剂快速定量方法的研究.docx
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白酒中两种常见塑化剂快速定量方法的研究
《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1，2
1.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（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
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
1
DBP
11.17min
149
223
149:
223:
205:
121（100:
5:
4:
2）
2
DEHP
17.65min
149
167
149:
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。
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/LandDEHPrecoveryrate
ofalcoholindifferentstandards
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。
2.2.5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。
图2DBP和DEHP的选择离子监测色谱图
Fig.2SelectedionmonitoringchromatogramsofDBPandDEHP
图3DBP的SIM监测离子碎片丰度图
Fig.3SIMmonitoringionsDBPabundancemap
2.4方法的线性范围、检出限和定量限
本文采用外标法进行定量，以目标化合物的质量浓度为横坐标，响应值的峰面积为纵坐标建立标准曲线（见图4），线性范围、相关系数、检出限、定量限。
在基体酒样中添加回收试验，按信噪比（S/N）为3计算方法的检出限（LOD），按（S/N）为10计算方法的定量限（LOQ），见表3。
图4DBP的外标法标准曲线图
Fig.4DBPexternalstandardmethod,standardcurve
表3DBP和DEHP的线性范围、相关系数、检出限和定量限
Table3Thelinearrange,theDBPandDEHPcorrelationcoefficient,limitofdetectionandlimitofquantification
PEA
线性范围
r
LOD（mg/L）
LOQ（mg/L）
DBP
0.05-5
0.9992
0.009
0.04
DEHP
0.05-5
0.9973
0.007
0.03
2.5方法的精密度和准确度
为了验证方法的准确度，对42vol%、52vol%、74.1vol%三种样品酒进行加标回收试验，DBP与DEHP的加标水平分别为0.05、0.10、1.00mg/L和0.50、1.00、1.50mg/L，按照2.2.6节前处理方法处理，每一水平分别做6次平行试验，计算平均回收率和相对标准偏差（RSD）。
结果表明DBP与DEHP的加标回收率的范围为94.4%~108.3%，相对标准偏差2.5%~6.0%（见表4），其精密度和准确度满足分析要求。
表4三种酒样的PAEs的加标回收率及相对标准偏差（n=6）单位：
（mg/L）
Table4ThreeandtherecoveryofwinesamplesPAEsrateandtherelativestandarddeviation（n=6）Company:
（mg/L）
PAE
添加量
基体含量
测定值
回收率%
RSD%
DBP
0.05
0.07
0.13
108.3
5.7
0.10
0.08
0.17
94.4
6.0
1.00
0.13
1.10
97.3
2.5
DEHP
0.50
0.15
0.67
103.1
3.4
1.00
0.18
1.15
97.4
4.4
1.50
0.26
1.69
96.0
5.1
2.6实际样品测试
从2012年媒体报道白酒中含有塑化剂以来，本实验室就组织专门的研究人员、设备，成立项目组投入到该项目研究工作中，采集市场上各类白酒数十种，监测本公司产品数百批次进行邻苯二甲酸酯类物质的检测，结果表明白酒中主要存在DBP和DEHP两种邻苯二甲酸酯物质，根据卫生部办公厅相关要求中规定DBP、DEHP在食品中的特定迁移量分别为0.3mg/kg、1.5mg/kg为判断依据，测试对象生产的白酒产品均在要求范围之内，甚至很多产品目标检测物含量都在定量限以下或者未检出，符合研究对象具体生产情况的预期。
3结论
本文重点研究了提取白酒中DBP和DEHP两种邻苯二甲酸酯的前处理方法，建立了GC-MS法测定白酒中塑化剂的方法。
该方法准确、简便、灵敏度、精密度都能满足日常检测分析要求，适合用于白酒中PAEs的定量分析。
参考文献：
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820-821.
[2]董夫银，闫杰.欧盟及美国禁用邻苯二甲酸的法规及其出台始末[J].检验检疫科学，2006,16（3）：
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中国标准出版社，2008.
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33-35.
[6]李春扬，张晓磊，饶静，等.白酒中邻苯二甲酸酯检测方法的选择和优化[J].酿酒科技，2013
（2）：
102-106.
作者简介：
向双全（1979-），男，大学，国家高级食品安全师，一级品酒师，工程师，主要从事白酒酿造、白酒风味组分研究、产品开发和技术管理工作。
通讯作者：
向双全，HH.XSQ@163.COM。
地址：
甘肃省陇南市徽县伏家镇金徽酒股份有限公司；742308
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