摘要
利用超高效液相色谱-串联质谱,建立了食品接触纸中多菌灵、戊唑醇、丙环唑、环丙唑醇等10种杀菌剂迁移量的测定方法。结果表明,此方法对10种杀菌剂迁移量的水基食品模拟物方法检出限为0.0005~0.025 mg/L,橄榄油方法检出限为0.0004~0.02 mg/kg;平均回收率为71.7%~117.7%,相对标准偏差为0.3%~5.2%。此方法灵敏度高,具有较好的准确性和精密度,对食品接触纸的安全风险监测有一定的意义。
关键词
食品接触纸是食品接触材料的重要类别。常见的食品接触纸制品有纸杯、纸碗、烹调纸、纸吸管、纸盘等。随着国家对环境保护的重视,食品接触纸在一次性餐具行业的应用将迎来更加快速的发
目前已有文献报道了纸制品中异噻唑啉酮类、氯酚类、对羟基苯甲酸酯类、季铵盐类、阿苯达唑类等杀菌抑菌剂的检测方法,包括气相色谱-串联质谱
基于此,本研究利用超高效液相色谱-串联质谱,建立食品接触纸中10种杀菌剂迁移量的测定方法,并对28份食品接触纸迁移液进行检测,以期得到一种前处理方法简单,准确性和精密度较好的检测方法。
多菌灵(CAS:10605-21-7,质量分数98.6%),噻苯咪唑(CAS:148-79-8,98.9%),邻苯基苯酚(CAS:90-43-7,99.1%),环丙唑醇(CAS:94361-06-5,98.5%),2,2-亚甲基双(4-氯苯酚)(CAS:97-23-4,96.6%),戊唑醇(CAS:80443-41-0,98.6%),抑霉唑(CAS:35554-44-0,99.4%),丙环唑(CAS:60207-90-1,98.5%);2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(CAS:26530-20-1,98%),以上试剂均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;丁基氨基甲酸碘代丙炔酯(CAS:55406-53-6,98%)购自上海泰坦科技股份有限公司。
甲醇、乙醇、乙腈,色谱纯,购自上海麦克林;25%氨水、乙酸、乙酸铵,分析纯,购自广州化学试剂厂;甲酸,色谱纯,购自德国CNW;乙二胺基-N-丙基(PSA)作为分散固相萃取材料,40~63 µm,购自德国CNW;超纯水,实验室自制;色谱柱选用月旭Ultimat
超高效液相色谱-串联质谱仪,Vanquish-Quantiva,美国Thermo Fisher Scientific;涡旋混合仪,Minishaker MS3 digital,德国IKA。
采取稀释法对水基食品模拟物进行前处理,并用PSA材料去除纸制品中可能存在的强阴离子表面活性剂,降低基质对目标物检测的影响。同时,由于PSA材料对目标物也有一定的吸附作用,本研究在待净化液中添加一定乙酸铵,可有效去除PSA材料对目标物的吸附作用。
为获得较高的目标物回收率并减少对橄榄油的萃取,采用乙腈作为橄榄油食品模拟物的萃取溶剂,并比较了5 mL和10 mL乙腈的萃取效率。5 mL乙腈对2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮的萃取效率只能达到80%,对其他杀菌剂萃取效率接近。甲酸对多菌灵的萃取回收率有较大影响,不添加甲酸时,多菌灵的回收率只有约10%。因此,本研究最终采用10 mL乙腈和10 µL甲酸混合液作为橄榄油食品模拟物的萃取溶剂。
本研究所涉及的10种杀菌剂在Ultimat
邻苯基苯酚需在碱性条件下才有较好的灵敏度;丁基氨基甲酸碘代丙炔酯在中性或弱碱性条件下才有较好的灵敏度;其他杀菌剂在酸性、弱碱性、中性流动相条件下均可以有较好的灵敏度。
由于邻苯基苯酚在所有杀菌剂中检测灵敏度最低,本研究采用弱碱性的水相流动相,并添加乙酸铵,从而改善10种杀菌剂的峰形。经流动相梯度优化后,确定了方法的色谱条件,以获得更高的灵敏度为目标;通过改变离子源参数,比较各参数的目标离子响应高低,获得了质谱离子源条件。
1 mol/L乙酸铵溶液:称取7.7 g乙酸铵,用水定容到100 mL,混合均匀,过滤后转移到试剂瓶中备用。
流动相A:移取5 mL的1 mol/L乙酸铵溶液和0.05 mL的25%氨水,用水定容到1 L,混合均匀。
标准储备液:分别称取杀菌剂标准品,用甲醇定容至10 mL,混合均匀,配制成浓度1.0 mg/mL的标准储备液,-20 ℃存放。
标准中间液:移取一定体积的标准储备液,用甲醇定容至50 mL,-20 ℃存放。
混合标准工作液:准确移取一定体积的混合标准中间液于5个10 mL容量瓶中,加入0.1 mL的1 mol/L乙酸铵溶液,用甲醇水溶液(体积比1∶1)定容,混合均匀,配制成混合标准工作液,4 ℃保存,有效期2周。
色谱柱温为室温;进样体积2 μL。流动相为流动相A+甲醇(B)。梯度洗脱程序:0 min,50% B,0.3 mL/min;3 min,65% B,0.3 mL/min;6 min,85% B,0.4 mL/min;9 min,85% B,0.4 mL/min;9.1 min,50% B,0.4 mL/min;12 min,50% B,0.4 mL/min。
质谱采用ESI离子源,正离子和负离子模式;喷雾电压:+4500 V,-3000 V;鞘气50 Arb,辅助气10 Arb,吹扫气3 Arb;气化温度320 ℃;传输管温度325 ℃。选择反应监测(SRM),10种杀菌剂的离子对信息见
序号 | 杀菌剂 | 极性 | 射频电压/V | 定量离子对/m· | 定量粒子对碰撞能/V | 定性离子对/m· | 定性粒子对碰撞能/V |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 多菌灵 | 正 | 53 | 192>160 | 17 | 192>105 | 36 |
2 | 噻苯咪唑 | 正 | 74 | 202>175 | 24 | 202>131 | 32 |
3 | 丁基氨基甲酸碘代丙炔酯 | 正 | 47 | 282>165 | 23 | 282>57.2 | 11 |
4 | 邻苯基苯酚 | 负 | 85 | 169>115 | 32 | 169>141 | 25 |
5 | 环丙唑醇 | 正 | 58 | 292>70 | 19 | 292>125 | 29 |
6 | 2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮 | 正 | 50 | 214>71 | 16 | 214>102 | 15 |
7 | 2,2-亚甲基双(4-氯苯酚) | 负 | 70 | 267>127 | 22 | 269>129 | 22 |
8 | 戊唑醇 | 正 | 62 | 308>70 | 22 | 308>125 | 34 |
9 | 抑霉唑 | 正 | 67 | 297>159 | 23 | 297>201 | 17 |
10 | 丙环唑 | 正 | 71 | 342>159 | 28 | 342>187 | 21 |
准确移取1 mL食品模拟物(包括水、4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇)于10 mL比色管中,加入0.5 mL的1 mol/L乙酸铵溶液,用甲醇定容到5 mL,涡旋混合均匀。取1.5 mL置于预先装有100 mg PSA材料的离心管中,涡旋30 s,静置5 min,取上层清液过0.22 μm尼龙滤膜后待测。
按照GB 31604.1—2015和GB 5009.156—2016,将从空白纸吸管样品获得的水基食品模拟物和空白纸容器获得橄榄油食品模拟物用于标准添加实验,迁移温度70 ℃,迁移时间2 h。添加3个级别浓度,每个浓度级别6个平行加标。根据测定结果计算平均回收率和相对标准偏差。
在本研究优化的实验条件下进行检测,得到10种杀菌剂工作曲线,见
序号 | 杀菌剂 | 保留时间/min | 工作曲线 | 线性范围/µg· | 相关系数R | 仪器检出限/µg· |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 多菌灵 | 2.3 |
y=1137 | 0.40~6.00 | 0.9996 | 0.1 |
2 | 噻苯咪唑 | 3.0 |
y=4973 | 0.40~6.00 | 0.9993 | 0.1 |
3 | 丁基氨基甲酸碘代丙炔酯 | 4.3 |
y=77.0 | 2~30 | 0.9998 | 1.0 |
4 | 邻苯基苯酚 | 5.2 |
y=0.447 | 10~150 | 0.9998 | 5.0 |
5 | 环丙唑醇 | 5.8 |
y=1627 | 1~15 | 0.9998 | 0.2 |
6 | 2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮 | 6.2 |
y=60.8 | 2~30 | 0.9994 | 1.0 |
7 | 2,2-亚甲基双(4-氯苯酚) | 6.3 |
y=2194 | 0.4~6 | 0.9993 | 0.1 |
8 | 戊唑醇 | 6.7 |
y=1098 | 1~15 | 0.9997 | 0.2 |
9 | 抑霉唑 | 6.7 |
y=642.9 | 1~15 | 0.9996 | 0.2 |
10 | 丙环唑 | 6.8 |
y=163.6 | 2~30 | 0.9997 | 1.0 |
注 环丙唑醇有4个色谱峰,分别位于4.9、5.1、5.8、6.0 min,其中5.8 min和6.0 min的色谱峰为主要色谱峰,定量分析时以4个色谱峰的总峰面积计。

图1 标准溶液定量离子对色谱图
Fig. 1 Quantity SRM chromatograms of the standard solution
本研究中方法回收率实验结果见
序号 | 杀菌剂 | 加标浓度 | 平均回收率/% | 相对标准偏差/% | 方法检出限 | 方法定量限 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水基 /mg· | 橄榄油 /mg·k | 水基 | 橄榄油 | 水基 | 橄榄油 | 水基 /mg· | 橄榄油 /mg·k | 水基 /mg· | 橄榄油 /mg·k | ||||||||
水 | 4%乙酸 | 10%乙醇 | 50%乙醇 | 水 | 4%乙酸 | 10%乙醇 | 50%乙醇 | ||||||||||
1 | 多菌灵 | 0.002 | 0.0016 | 97.0 | 95.7 | 98.7 | 94.7 | 87.1 | 1.6 | 2.1 | 2.1 | 2.7 | 2.0 | 0.0005 | 0.0004 | 0.002 | 0.0016 |
0.01 | 0.008 | 96.6 | 94.8 | 93.8 | 91.1 | 84.8 | 1.5 | 0.2 | 1.9 | 1.0 | 5.0 | ||||||
0.03 | 0.024 | 99.0 | 94.4 | 93.1 | 96.2 | 97.6 | 2.1 | 0.9 | 1.1 | 1.2 | 1.1 | ||||||
2 | 噻苯咪唑 | 0.002 | 0.0016 | 83.2 | 71.7 | 84.7 | 85.0 | 91.4 | 2.9 | 2.9 | 2.2 | 3.0 | 2.2 | 0.0005 | 0.0004 | 0.002 | 0.0016 |
0.01 | 0.008 | 81.5 | 78.4 | 82.7 | 79.6 | 88.0 | 1.5 | 2.1 | 2.3 | 0.7 | 1.8 | ||||||
0.03 | 0.024 | 85.0 | 79.9 | 81.4 | 86.3 | 88.2 | 1.8 | 1.3 | 2.3 | 1.5 | 1.4 | ||||||
3 | 丁基氨基甲酸碘代丙炔酯 | 0.01 | 0.008 | 109.2 | 104.4 | 114.4 | 112.7 | 93.3 | 3.3 | 2.5 | 2.7 | 3.2 | 3.3 | 0.005 | 0.004 | 0.01 | 0.008 |
0.05 | 0.04 | 103.1 | 103.2 | 103.2 | 105.6 | 95.7 | 2.2 | 1.3 | 1.7 | 2.3 | 1.6 | ||||||
0.15 | 0.12 | 105.3 | 110.6 | 104.2 | 103.2 | 94.8 | 1.0 | 3.9 | 1.5 | 1.2 | 2.4 | ||||||
4 | 邻苯基苯酚 | 0.05 | 0.04 | 93.1 | 93.6 | 85.2 | 94.2 | 87.7 | 3.5 | 5.2 | 4.3 | 4.6 | 3.2 | 0.025 | 0.02 | 0.05 | 0.04 |
0.25 | 0.2 | 95.8 | 100 | 96.8 | 95.4 | 100.2 | 3.2 | 2.8 | 2.0 | 2.9 | 1.4 | ||||||
0.75 | 0.6 | 100.6 | 100.4 | 96.2 | 97.4 | 93.9 | 2.0 | 3.5 | 1.1 | 1.4 | 2.1 | ||||||
5 | 环丙唑醇 | 0.005 | 0.004 | 93.2 | 98.2 | 99.7 | 100.5 | 96.1 | 1.4 | 4.4 | 1.3 | 2.3 | 1.1 | 0.001 | 0.0008 | 0.005 | 0.004 |
0.025 | 0.02 | 107.0 | 117.7 | 109.4 | 111.1 | 90.7 | 1.6 | 2.8 | 2.9 | 2.4 | 1.5 | ||||||
0.075 | 0.06 | 99.8 | 112.7 | 103.4 | 98.3 | 93.6 | 3.7 | 5.0 | 1.7 | 2.5 | 0.8 | ||||||
6 | 2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮 | 0.01 | 0.008 | 97.2 | 99.0 | 99.5 | 96.2 | 77.6 | 1.6 | 3.8 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 0.005 | 0.004 | 0.01 | 0.008 |
0.05 | 0.04 | 97.3 | 98.8 | 95.9 | 94.5 | 92.4 | 1.7 | 0.7 | 2.1 | 2.0 | 2.7 | ||||||
0.15 | 0.12 | 103.8 | 106.0 | 103.2 | 101.3 | 92.8 | 0.9 | 1.5 | 1.1 | 1.7 | 1.4 | ||||||
7 | 2,2-亚甲基双(4-氯苯酚) | 0.002 | 0.0016 | 86.3 | 93.3 | 88.2 | 87.9 | 88.4 | 2.6 | 2.1 | 2.6 | 1.2 | 4.3 | 0.0005 | 0.0004 | 0.002 | 0.0016 |
0.01 | 0.008 | 82.6 | 90.3 | 86.8 | 88.9 | 93.9 | 1.4 | 2.0 | 0.9 | 1.1 | 2.5 | ||||||
0.03 | 0.024 | 88.7 | 93.4 | 88.6 | 96.4 | 92.3 | 1.7 | 0.8 | 1.8 | 2.2 | 1.5 | ||||||
8 | 戊唑醇 | 0.005 | 0.004 | 89.0 | 94.3 | 93.1 | 90.9 | 94.8 | 1.1 | 2.7 | 1.0 | 2.0 | 1.2 | 0.001 | 0.0008 | 0.005 | 0.004 |
0.025 | 0.02 | 100.1 | 104.3 | 99.9 | 98.6 | 88.6 | 1.4 | 1.2 | 1.4 | 1.2 | 2.5 | ||||||
0.075 | 0.06 | 94.6 | 100.3 | 95.7 | 93.9 | 90.2 | 0.9 | 3.5 | 1.8 | 1.6 | 0.7 | ||||||
9 | 抑霉唑 | 0.005 | 0.004 | 98.8 | 99.5 | 100.2 | 96.4 | 104.8 | 2.2 | 2.7 | 1.2 | 2.1 | 1.8 | 0.001 | 0.0008 | 0.005 | 0.004 |
0.025 | 0.02 | 95.3 | 95.4 | 92.4 | 90.9 | 101.0 | 1.0 | 0.7 | 2.1 | 0.9 | 1.8 | ||||||
0.075 | 0.06 | 97.8 | 96.7 | 94.9 | 98.4 | 102.1 | 0.3 | 0.9 | 1.1 | 0.9 | 1.4 | ||||||
10 | 丙环唑 | 0.01 | 0.008 | 93.2 | 97.5 | 96.8 | 93.4 | 92.7 | 1.3 | 1.1 | 0.9 | 2.1 | 0.8 | 0.005 | 0.004 | 0.01 | 0.008 |
0.05 | 0.04 | 95.8 | 97.8 | 92.4 | 90.3 | 95.6 | 2.1 | 1.5 | 2.8 | 1.2 | 3.2 | ||||||
0.15 | 0.12 | 94.8 | 96.9 | 94.4 | 97.2 | 93.1 | 0.8 | 1.6 | 1.1 | 0.7 | 1.3 |
本研究通过高效液相色谱-串联质谱,建立了食品接触纸中10种杀菌剂迁移量的测定方法。该方法对10种杀菌剂迁移量的水基食品模拟物方法检出限为0.0005~0.025 mg/L,对橄榄油食品模拟物方法检出限为0.0004~0.02 mg/kg;该方法的平均回收率为71.7%~117.7%,相对标准偏差为0.3%~5.2%。结果表明,该方法灵敏度高,准确性和精密度较好,可适用于多种食品模拟物。对食品接触纸的安全风险监测有一定的意义和应用前景。对28份食品接触纸的检测结果表明,这些杀菌剂产生的安全风险低。
参 考 文 献
中研网. 2021纸吸管行业发展现状及前景分析[EB/OL]. 2021[2021-9-13]. https://www.chinairn.com/news/20210913/174641584.shtml. [百度学术]
ChinaIRN. Development Status and Prospect Analysis of Paper Straw Industry in 2021[EB/OL]. 2021[2021-9-13]. https://www.chinairn.com/news/20210913/174641584.shtml. [百度学术]
李子干. 2019年中国纸杯行业消费量继续增长,预计到2026年人均消费量将达到49只/人[图][EB/OL]. 2020[2020-10-16]. https://www.chyxx.com/industry/202010/901461.html. [百度学术]
LI Z G. Chinese Consumption of Paper Cups Grew in 2019 and Expected to Reach 49 Pieces/Person by 2026 [Figure] [EB/OL]. 2020[2020-10-16]. https://www.chyxx.com/industry/202010/901461.html. [百度学术]
He Z B, Chowdhury A, Tong L, et al. Celulose Paper-based Strapping Products for Green/Sustainable[J]. Packaging Needs, 2019, 4(3): 58-72. [百度学术]
吕文志, 李 微, 刘康莲, 等. 弱氧化型杀菌剂在卫生纸机上的应用实践[J]. 中国造纸, 2021, 40(12): 126-130. [百度学术]
LYU W Z, LI W, LIU K L, et al. Application of Weak-oxidation Bactericide on Toilet Paper Machine[J]. China Pulp & Paper, 2021, 40(12):126-130. [百度学术]
祝林峰, 田 宇. 造纸过程中腐浆的形成及控制[J]. 中国造纸, 2014, 33(12): 70-73. [百度学术]
ZHU L F, TIAN Y. Formation and Control of Slime in Papermaking Process[J]. China Pulp & Paper, 2014, 33(12): 70-73. [百度学术]
张智力, 高翠玲, 付金贝, 等. 气相色谱-质谱联用法测定食品用纸制品中3种抗氧化剂[J]. 中国造纸学报, 2021, 36(2): 74-78. [百度学术]
ZHANG Z L, GAO C L, FU J B, et al. Determination of Three Antioxidants in Food Paper Products by Gas Chromatography-Mass Spectrometry[J]. Transactions of China Pulp and Paper, 2021, 36(2): 74-78. [百度学术]
中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 9685—2016 食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017. [百度学术]
National Health and Family Planning Commission of the People's Republic of China. GB 9685—2016 National Food Safety Standard, Standard for the Use of Additives in Food Contact Materials and Articles[S]. Beijing: China Standard Press, 2017. [百度学术]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 27654—2011 木材防腐剂[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011. [百度学术]
General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. GB/T 27654—2011 Wood preservatives[S]. Beijing: China Standard Press, 2011. [百度学术]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会GB 19790.2—2005一次性筷子 第2部分:竹筷[S]. 北京: 中国标准出版社, 2005. [百度学术]
General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. GB 19790.2—2005 Disposable chopsticks-Part 2:Bamboo chopsticks[S]. Beijing: China Standard Press, 2005. [百度学术]
陈山丹, 李 柏, 洪锦清, 等. 气相色谱-串联质谱法测定纸制品中杀菌剂、增塑剂、拟除虫菊酯和有机氯农药残留[J]. 化学分析计量, 2021, 30(8): 39-45. [百度学术]
CHEN S D, LI B, HONG J Q, et al. Determination of Fungicides, Plasticizers, Pyrethroids and Organochlorines in Paper Products by GC-MS/MS[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2021, 30(8): 39-45. [百度学术]
孙忠松, 杜恒清, 刘 宝, 等. 气相色谱-离子阱质谱法分析纸质食品包装材料中的甲基异噻唑啉酮杀菌防腐剂[J]. 分析测试学报, 2012, 31(z1): 67-70. [百度学术]
SUN Z S, DU H Q, LIU B, et al. Determination of Methyl Isothiazolinone in Food Packaging Materials by Gas Chromatography-ion Trap Mass Spectrometry[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2012, 31(z1): 67-70. [百度学术]
伍尚森, 綦 艳, 李锦清, 等. QuEChERS结合高效液相色谱法测定食品接触用耐高温纸制品中14种有机抗菌剂[J]. 食品安全质量检测学报, 2021, 12(18): 7229-7234. [百度学术]
WU S S, QI Y, LI J Q, et al. Determination of 14 Kinds of Organic Antimicrobials in High Temperature Resistant Paper Products for Food Contact by QuEChERS Combined with High Performance Liquid Chromatography[J]. Journal of Food Safety & Quality, 2021, 12(18): 7229-7234. [百度学术]
王成云, 刘斌斌, 林君峰, 等. 纸和纸制品中含氯酚的快速筛查和确证[J]. 造纸科学与技术, 2017, 36(1): 70-77. [百度学术]
WANG C Y, LIU B B, LIN J F, et al. Rapid Screening and Confirmation of Chlorophenols in Paper and Paper Products[J]. Paper Science & Technology, 2017, 36(1): 70-77. [百度学术]
盛华栋, 王 健, 张水锋, 等. 分散固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定食品接触用纸中的6种季铵盐抑菌剂[J]. 食品工业科技, 2021, 42(6): 271-275+317. [百度学术]
SHEN H D, WANG J, ZHANG S F, et al. Determination of Six Quaternary Ammonium Bacteriostatic Agents in Food Contact Paper by Dispersive Solid Phase Extraction Combined with High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(6): 271-275+317. [百度学术]