錢沙沙，楊 洋，張玉萍，莊 棪，紀(jì)晗旭，李 寧，吳肖肖，張 馳*

（南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇 南京 210019）

烴類礦物油（mineral oil hydrocarbons，MOH）是一類極其復(fù)雜的烴類混合物，其碳原子數(shù)一般在10～50之間，主要包括由直鏈、支鏈和環(huán)狀烷烴組成的飽和烴類礦物油（mineral oil saturated hydrocarbons，MOSH）及由烷基化聚芳烴化合物組成的芳香烴類礦物油（mineral oil aromatic hydrocarbons，MOAH）[1-2]。紙和紙制品中的礦物油主要來源于回收紙制品中的油墨、連接料溶劑和脫模劑[3]。鑒于MOAH潛在的致癌性，其遷移導(dǎo)致的食品安全風(fēng)險(xiǎn)受到廣泛重視[4-5]。近年來，隨著MOSH新的毒理學(xué)數(shù)據(jù)及危害性不斷被披露，聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織、世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)、德國(guó)聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究所也相繼規(guī)定了MOSH的遷移限量[6-8]。在我國(guó)，優(yōu)恪檢測(cè)等機(jī)構(gòu)也相繼報(bào)道了多款奶粉及食用油產(chǎn)品受到MOSH污染的測(cè)評(píng)報(bào)告，引起社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注[9]。食品接觸用紙和紙制品中MOSH的污染情況也十分普遍，消費(fèi)者長(zhǎng)期攝入受到污染的食品，體內(nèi)的礦物油含量會(huì)大量累積，從而造成嚴(yán)重的健康隱患[10]。印刷回收紙中MOSH含量會(huì)明顯提高，最高可達(dá)3 800 mg/kg[11]。在政府開展的食品接觸用紙制品風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)中，MOSH也是重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，其檢出率往往達(dá)到20%以上。

紙制品及其遷移液中MOSH的檢測(cè)是食品安全檢測(cè)中的難點(diǎn)技術(shù)之一[12-13]。目前，國(guó)內(nèi)已有的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法采用皂化法或熒光法檢測(cè)礦物油，未能對(duì)MOSH和MOAH進(jìn)行有效分離[14-15]。劉亮等[16]采用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)礦物油，但是由于礦物油結(jié)構(gòu)信息不足、沒有共同的離子碎片也無法有效地分別定量MOSH和MOAH；李克亞等[17-18]將浸泡法、超聲波和微波輔助提取3 種提取方法進(jìn)行對(duì)比，用氣相色譜法對(duì)食品紙包裝材料中的礦物油MOSH含量進(jìn)行了測(cè)定，但是檢測(cè)步驟相對(duì)復(fù)雜。在2016年的國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)中，采用固相萃取-氣相色譜法進(jìn)行樣品中MOSH含量和遷移量的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)室在完成監(jiān)測(cè)任務(wù)的同時(shí)，也出現(xiàn)了部分樣品分離效果不佳和檢測(cè)靈敏度不足的問題。同時(shí)，固相萃取-氣相色譜法檢測(cè)步驟繁瑣，對(duì)操作人員要求較高，容易造成目標(biāo)物的損失[17,19-21]。國(guó)外有高效液相色譜-氣相聯(lián)用法分離檢測(cè)MOSH和MOAH的報(bào)道，它通過液相色譜與氣相色譜的接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線凈化、富集，有效提高了礦物油的分離，但是儀器價(jià)格昂貴，較難普及[22]。

全二維氣相色譜是利用化合物沸點(diǎn)和極性的不同，進(jìn)行二次分離，能夠?qū)ζ胀庀嗌V無法解決的碳混合物進(jìn)行有效地分離定量[23]。最新研究表明，在相同分析時(shí)間和檢測(cè)限條件下，全二維的峰容量可達(dá)到普通一維色譜的10 倍[24]。但是利用全二維氣相色譜法檢測(cè)食品接觸用紙制品中MOSH還鮮少被使用。

本研究完善了國(guó)內(nèi)常用的固相萃取-氣相色譜法檢測(cè)，同時(shí)建立并優(yōu)化了全二維氣相色譜法，應(yīng)用固相萃取-氣相色譜法和全二維氣相色譜法分別對(duì)食品接觸用紙制品中MOSH的遷移量的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行方法學(xué)比較，并分別對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證方法的實(shí)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

MOSH（純度≥99%），MOAH標(biāo)準(zhǔn)母液（EPA方法610混合多環(huán)芳烴PAHs 16 種化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度均約為2 000 mg/L），礦物油保留時(shí)間檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液（C7～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度均1 000 mg/L），雙環(huán)已烷（bicyclohexyl，Cycy）（CAS號(hào)：92-51-3，純度≥99.5%），膽甾烷（cholestane，Cho）（CAS號(hào)：481-21-0，純度≥99%），1-甲基萘（1-methylnaphthalene，1-MN）（CAS：90-12-0，純度≥98%），1,3,5-三叔丁基苯（1,3,5-tri-tertbutylbenzene，TBB）（CAS號(hào)：1460-02-2，純度≥98%），十八烷基苯（octadecylbenzene，C18-B）（CAS號(hào)：4445-07-2，純度≥95%）；己基苯（1-phenylhexane，C6-B）（CAS號(hào)：1077-16-3，純度≥90%）；正己烷、二氯甲烷、異辛烷、乙醇（均為色譜純）；0.3%硝酸銀硅膠柱。所有上述標(biāo)準(zhǔn)品均為德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司生產(chǎn)，所有標(biāo)準(zhǔn)品和試劑耗材均購自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B氣相色譜儀（火焰離子化檢測(cè)器） 安捷倫科技有限公司；固態(tài)熱調(diào)制器（SSM1800/HV系列調(diào)制柱及Canvas 1.0.12.6雪景科技數(shù)據(jù)處理軟件） 雪景電子科技（上海）有限公司；BSA224S電子天平 德國(guó)賽多利斯公司；SA8旋渦振蕩器 比比科技有限公司；TS-18823氮吹儀 賽默飛科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 溶液的配制

正己烷-二氯甲烷混合洗脫溶液：分別量取正己烷80 mL，二氯甲烷20 mL，混合均勻，配成正己烷-二氯甲烷（8∶2，V/V）洗脫溶液。

混合內(nèi)標(biāo)中間溶液：準(zhǔn)確稱取10 mg（精確至0.01 mg）各內(nèi)標(biāo)物（Cycy、Cho、TBB、1-MN用于固相萃取-氣相色譜法；Cycy、Cho、TBB、1-MN、C18-B、C6-B用于全二維氣相色譜法），用正己烷溶解，定容至100 mL刻度。充分搖勻，混合內(nèi)標(biāo)中間溶液終質(zhì)量濃度應(yīng)為100 mg/L。

MOSH標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：準(zhǔn)確移取適量的石蠟油標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用正己烷定容至刻度，充分搖勻，配成400 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，MOSH標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)各質(zhì)量濃度分別為10、20、50、100、200 mg/L。

MOAH標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：準(zhǔn)確移取MOAH標(biāo)準(zhǔn)母液至容量瓶中，用正己烷稀釋定容，充分搖勻，配成20 mg/L的MOAH標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。

C7～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確移取C7～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于容量瓶中，用正己烷稀釋定容至刻度，充分搖勻，配成20 mg/L。

1.3.2 色譜條件

固相萃取-氣相色譜法：色譜柱：CD-5HT石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.1 μm）；升溫程序：初始溫度50 ℃，以2.5 ℃/min升至60 ℃，然后以22 ℃/min升至280 ℃，再以30 ℃/min升至325 ℃，保持11 min；進(jìn)樣口溫度275 ℃；火焰離子化檢測(cè)器溫度340 ℃；載氣：氮?dú)?；柱流?.5 mL/min；進(jìn)樣體積1 μL；進(jìn)樣方式：不分流。

全二維氣相色譜法：一維色譜色譜柱：DB-5HT（30 m×0.25 mm，0.1 μm）；二維色譜色譜柱：DB-17MS（0.7 m×0.18 mm，0.18 μm）；調(diào)制柱：初始溫度50 ℃保持3 min，以13 ℃/min升至310 ℃，保持15 min；進(jìn)樣口：280 ℃，不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL；檢測(cè)器溫度：320 ℃；梯度流速：1.5 mL/min保持13 min，以0.1 mL/min升至2.6 mL/min，保持6 min；調(diào)制器出口端升溫程序：50 ℃保持3 min，以13 ℃/min升溫至310 ℃保持15 min；調(diào)制器進(jìn)口端溫度程序： 50 ℃保持6.85 min，以13 ℃/min升溫至260 ℃保持7 min。

1.3.3 樣品遷移實(shí)驗(yàn)

依照GB 31604.1—2015《食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)通則》[25]預(yù)期接觸油脂及表面含油脂食品的冰淇淋筒、淋膜紙杯、吸油紙、烘焙紙、燒烤紙，選擇異辛烷替代油酯類食品模擬物，遷移溫度為70 ℃，遷移時(shí)間為2 h；預(yù)期接觸含酒精類食品的紙制品，選擇50%的乙醇溶液為模擬液，遷移溫度為40 ℃，遷移時(shí)間為2 h；樣品面積和模擬液體積的浸泡規(guī)則依照GB 5009.156—2016《食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)預(yù)處理方法通則》[26]進(jìn)行。

1.3.4 樣品前處理

固相萃取-氣相色譜法：加入6 mL正己烷活化平衡柱，在加載樣品前，應(yīng)始終保持硝酸銀硅膠固相萃取小柱濕潤(rùn)，防止干涸。準(zhǔn)確移取10 mL遷移液，加入60 μL混合內(nèi)標(biāo)中間溶液，混勻，室溫下氮吹濃縮至約1 mL，全部轉(zhuǎn)移至小柱上，用10 mL玻璃濃縮管開始收集礦物油MOSH部分，分兩次共加6.0 mL正己烷洗脫MOSH部分，當(dāng)?shù)?次正己烷流至上玻璃纖維濾膜時(shí)，關(guān)閉閥門，更換成大的玻璃濃縮管，收集礦物油MOAH部分，分兩次共加15.0 mL正己烷-二氯甲烷混合洗脫液，洗脫礦物油MOAH部分。將收集的礦物油MOSH部分和MOAH部分氮吹濃縮至約1 mL，防止吹干，最后用正己烷定容至1.0 mL，供進(jìn)樣測(cè)定。

全二維氣相色譜法：準(zhǔn)確移取25 mL遷移液于具塞玻璃管中，加入60 μL混合內(nèi)標(biāo)中間溶液和5 mL蒸餾水，10 mL正己烷，渦旋振蕩，待溶液分層，取上清液，室溫下氮吹至盡干，最后用正己烷定容至1.0 mL，供進(jìn)樣測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜檢測(cè)結(jié)果

圖1 標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig. 1 Chromatograms of standards

在開展食品接觸用紙制品中礦物油的分析之前，使用C7～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液確定氣相色譜分析條件以及確定礦物油的保留時(shí)間。從圖1A可以看出，C7～C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間為6.00～23.00 min，完成整個(gè)色譜的分析時(shí)間為17 min，目標(biāo)物MOSH（C16～C35）的保留時(shí)間為11.00～19.00 min，由于目標(biāo)物的餾程較寬，沸點(diǎn)差距大，因此采用不分流進(jìn)樣。權(quán)衡分離效果和溶劑效應(yīng)，選擇1.3.2節(jié)部分所述的程序升溫條件。

從圖1B可以看出，MOSH是一個(gè)類似“駝峰”的寬峰[27]，保留時(shí)間為11.00～19.00 min，和使用保留時(shí)間檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液C7～C40正構(gòu)烷烴得到的保留時(shí)間結(jié)果一致。從圖1C可以看出，MOAH標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為8.00～17.00 min，與MOSH在保留時(shí)間11.00～19.00 min有部分重合。因此，如果樣品中同時(shí)存在MOSH和MOAH，采用常規(guī)氣相色譜法無法將兩者分開，更無法定量，需要通過一定的前處理步驟，才可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)氣相色譜上MOSH的有效分離。

在全二維氣相色譜上，分別按照上述色譜條件，對(duì)100 mg/L的MOSH標(biāo)準(zhǔn)溶液、5 mg/L的C18-B、C6-B、Cho、TBB、Cycy、1-MN的6 種內(nèi)標(biāo)混標(biāo)溶液、4 mg/L的C7～C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液，50 mg/L MOSH、50 mg/L MOAH進(jìn)行進(jìn)樣。由圖1D可見，MOSH被6 種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)和C7～C40正構(gòu)烷烴所形成的輪廓包圍，形成霧狀條帶，在全二維上清晰地與MOAH分開。因此，在全二維氣相色譜法上，將樣品遷移液簡(jiǎn)單濃縮后進(jìn)樣，即可實(shí)現(xiàn)MOSH的檢測(cè)。

2.2 MOSH的分離與檢測(cè)結(jié)果

采用硝酸銀硅膠萃取小柱進(jìn)行樣品的前處理。在遷移液中，加入Cycy、Cho、1-MN和TBB四種內(nèi)標(biāo)液。由于MOSH和MOAH先后流出，通常采用Cho和TBB作為定位標(biāo)記物，用于標(biāo)示MOSH和MOAH的分離情況[28]。Cycy和Cho在MOSH部分，Cycy為定量?jī)?nèi)標(biāo)；1-MN和TBB在MOAH部分，1-MN為定量?jī)?nèi)標(biāo)。固相萃取后，樣品的MOSH的氣相色譜圖見圖2A，圖中僅出現(xiàn)了標(biāo)記物Cho，未出現(xiàn)MOAH的標(biāo)記物TBB，說明MOSH得到有效分離[28]；根據(jù)MOSH標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖（圖1B），MOSH的保留時(shí)間在11.00～19.00 min。圖2A中，在11.00～19.00 min出現(xiàn)了明顯的色譜峰，判斷為MOSH。進(jìn)一步的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)也表明此“駝峰”為MOSH。因此固相萃取-氣相色譜法實(shí)現(xiàn)了樣品中MOSH的有效分離，可實(shí)現(xiàn)分開定量。

在全二維氣相色譜上，對(duì)樣品浸泡得到的遷移液濃縮定容后直接進(jìn)樣，并依次點(diǎn)選內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的上邊沿和下邊界物質(zhì)的下邊沿，由軟件自動(dòng)連接成閉合區(qū)域，建立了MOSH的積分區(qū)域[29]。由圖2B可見，內(nèi)標(biāo)物質(zhì)和目標(biāo)物形成了島狀區(qū)域，島邊界是內(nèi)標(biāo)物質(zhì)圍成的閉合區(qū)域，島內(nèi)物就為目標(biāo)物MOSH，而MOAH在島之外。表明全二維氣相色譜法不需要經(jīng)過復(fù)雜的前處理，就可以實(shí)現(xiàn)樣品中MOSH的有效分離和定量。

圖2 實(shí)際樣品色譜圖Fig. 2 Chromatograms of real samples

2.3 方法標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、定量限、加標(biāo)回收率和精密度

在固相萃取-氣相色譜中，使用10、20、50、100、200 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，方法的線性方程為Y=0.010 7X-0.003 1，R2=0.998 8。根據(jù)Moret等[30]提出的固相萃取法-氣相色譜檢出限和定量限計(jì)算方法，得到本方法檢出限為5 mg/L，定量限為10 mg/L。在全二維氣相色譜法中，使用10、20、50、100、200 mg/L的MOSH標(biāo)準(zhǔn)溶液，方法的線性回歸方程為：Y=0.0175X＋0.0297，R2=0.990 7，該方法的檢出限為1.0 mg/L，定量限為2.5 mg/L。

使用20 mg/L和50 mg/L的MOSH加標(biāo)溶液，對(duì)50%乙醇遷移液進(jìn)行加標(biāo)回收和精密度測(cè)試。如表1所示，固相萃取-氣相色譜法MOSH的回收率為79.2%～88.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.3%；全二維氣相色譜法的回收率為94.4%～102.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差也為4.3%。

表1 MOSH的方法回收率測(cè)試結(jié)果Table 1 Recoveries of MOSH from spiked samples

2.4 實(shí)際樣品的檢測(cè)結(jié)果

分別采用上述兩種方法，對(duì)從市場(chǎng)上隨機(jī)抽取的17 批食品接觸紙及紙制品中MOSH的遷移量進(jìn)行檢測(cè)。所有樣品均采用異辛烷模擬液和乙醇模擬液進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，所有樣品的異辛烷遷移液中均未檢出MOSH。在乙醇模擬液中，共有7 個(gè)樣品（3 個(gè)防油紙和4 個(gè)淋膜紙杯）使用兩種方法均檢出了MOSH。這7 個(gè)樣品的固相萃取-氣相色譜法和全二維氣相色譜法的檢出值分別為（38±4.2）mg/L和（42±4.1）mg/L，偏差為8.6%。

值得注意的是，有1 個(gè)冰淇淋筒樣品，其乙醇模擬液利用固相萃取-氣相色譜法未檢出MOSH，但是全二維氣相色譜法的檢測(cè)值為4.8 mg/L。這可能是由于固相萃取-氣相色譜法前處理復(fù)雜，造成目標(biāo)物的流失導(dǎo)致檢出限偏高，而全二維氣相色譜法則具有更低的檢出限和更好的適用性。從圖3A可以看出，使用固相萃取-氣相色譜法時(shí)，色譜圖在11.00～19.00 min未發(fā)現(xiàn)MOSH的峰，未檢測(cè)到MOSH；但是，圖3B中全二維氣相色譜圖中MOSH積分區(qū)域出現(xiàn)了明顯的目標(biāo)物霧狀條帶。

圖3 冰淇淋筒樣品色譜圖Fig. 3 Chromatograms of MOSH from ice cream container

3 結(jié) 論

本研究在完善固相萃取-氣相色譜法對(duì)食品接觸用紙制品中MOSH遷移量檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，建立并優(yōu)化了全二維氣相色譜法，開展了兩種技術(shù)的方法學(xué)比較，并在實(shí)際樣品的檢測(cè)中驗(yàn)證其實(shí)用價(jià)值。兩種方法均能實(shí)現(xiàn)遷移液中MOSH的有效分離，均可以有效地檢測(cè)食品接觸材料中的MOSH遷移量。固相萃取-氣相色譜法在前處理的過程中采用固相萃取分離MOSH和MOAH，然后用氣相色譜進(jìn)行測(cè)試；全二維氣相色譜法不需要復(fù)雜的固相萃取前處理，對(duì)樣品浸泡得到的遷移液濃縮定容后就可以直接進(jìn)樣，相較固相萃取-氣相色譜法前處理簡(jiǎn)單，檢出限低、回收率高。兩種方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差基本一致。在對(duì)實(shí)際樣品的檢測(cè)中，全二維氣相色譜法具有更廣泛的適用性，可對(duì)固相萃取-氣相色譜法不能檢出的樣品進(jìn)行檢測(cè)與定量。

本研究針對(duì)當(dāng)前食品接觸材料檢測(cè)中的關(guān)鍵問題，開展創(chuàng)新方法開發(fā)和驗(yàn)證。采用固相萃取-氣相色譜法和全二維氣相色譜法對(duì)食品接觸用紙制品中MOSH檢測(cè)優(yōu)化和比較評(píng)價(jià)，也為新標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了重要的方法學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。