張 暉 薛洪寶
(蚌埠醫(yī)學院化學教研室 安徽蚌埠 233030)
塑化劑能夠引起動物存活率下降、肝腎功能降低、體重減輕、紅細胞減少和致癌性[1];它還能夠引起動物更加嚴重的后果,如脊柱畸形、仔胎腭裂、眼睛缺陷、心臟變形等,接受塑化劑試驗的小鼠睪丸體積可萎縮大約一半[2-6]。據(jù)統(tǒng)計資料表明,目前我國的塑化劑危害已經(jīng)到了無處不在的程度,其使用范圍之廣,污染面積之大,影響人數(shù)之多,比農(nóng)藥、其它食品添加劑等更讓人擔心,而更令人憂慮的是,現(xiàn)在很少人能夠意識到它的危害[7,8]。
塑化劑中以鄰苯二甲酸酯類為主,其分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。在我國該類塑化劑以鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二辛酯(DNOP)居多[9]。
少量塑化劑添加到白酒中可使白酒的粘性增強,醇香長久,表面上提高了白酒的品質(zhì)和檔次。一般情況下,白酒產(chǎn)品中的塑化劑屬于特定遷移,主要來源于酒泵進出乳膠管、塑料輸酒管、塑料接酒桶、成品酒塑料內(nèi)蓋、封酒缸塑料布、成品酒塑料瓶包裝、成品酒塑料袋包裝或成品酒塑料桶包裝等[10,11]。為了保證白酒飲用安全,很有必要建立一種快速、簡便、靈敏的檢測其中塑化劑的方法。
目前,白酒中塑化劑的檢測方法主要有氣相色譜法[12]、高效液相色譜法[13]、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[14,15]等,這些方法不僅檢測時間長、步驟復雜,而且對設備要求較高,不便于推廣。但用毛細管電泳法檢測白酒中的塑化劑鮮有報道。本研究旨在建立基于毛細管電泳法的4種鄰苯二甲酸酯類塑化劑—鄰苯二甲酸二異丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸芐基丁基酯(BBP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)和鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)的檢測方法,并以市售白酒為試驗樣品,驗證該方法的可行性,為快速檢測白酒中上述4種塑化劑提供快速、簡便、靈敏的新方法。
(一) 儀器與試劑。P/ACETMMDQ毛細管電泳系統(tǒng)(BeckmanCoulter,Fullerton,CA,USA),32Karat電泳分析軟件及二極管陣列檢測器(PDA)和未涂層熔融石英毛細管(75μmi.d.×50cm,有效長度40cm,河北永年銳灃色譜器件有限公司);FA/JA系列精密電子天平(精度:0.0001g,天津天馬衡基儀器有限公司);KQ-100DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);pHS-3C酸度計(上??茖W儀器有限公司)。
植酸鈉,三羥甲基氨基甲烷(Tris),磷酸鈉,十二烷基苯磺酸鈉(SDBS),硼酸鈉,十二烷基硫酸鈉(SDS),無水乙醇,鹽酸,氫氧化鈉,甲醇,鄰苯二甲酸二異丁酯(DBP),鄰苯二甲酸芐基丁基酯(BBP),鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP),鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)等,所用試劑均為國產(chǎn)分析純;五種品牌白酒(購于本地超市);所用蒸餾水為雙蒸水。
(二)塑化劑溶液及電泳緩沖溶液的配制。移取一定體積的DBP、BBP、DIOP和DIDP于50mL容量瓶里,加35mL無水乙醇溶解,再用雙蒸水定容,搖勻。即得塑化劑混合溶液,備用。
分別配制0.1000mol·L-1植酸鈉溶液(A);0.0500mol·L-1的Tris-HCl溶液(B)、磷酸鈉溶液(C)、SDBS溶液(D)、硼酸鈉溶液(E);10g·L-1SDS溶液(F),上述溶液以及無水乙醇(G)、雙蒸水(H)按表1各溶液體積比要求混合即分別制得植酸鈉、Tris-HCl、磷酸鈉、SDBS、硼酸鈉五個系列緩沖溶液,如C:D:F=0.5:1:0.5表示由C、D、F三種溶液按0.5:1:0.5的體積比混合制得的一種緩沖溶液。
(三)實驗方法。
1.電泳分析條件。電泳毛細管:未涂層熔融石英毛細管75μmi.d.×50cm,有效長度40cm;緩沖溶液:0.0150mol·L-1的硼酸鈉溶液,pH9.00;分離電壓:+16kV;進樣壓力:0.5psi(3.45kPa);進樣時間3.0s;分離溫度:25℃;二極管陣列檢測器。毛細管沖洗程序:0.1mol·L-1NaOH溶液沖洗2min;0.1 mol·L-1HCl溶液沖洗2min;雙蒸水沖洗1min;緩沖溶液沖洗1min。每一次樣品分析前運行上述沖洗程序。
2.塑化劑溶液及樣品分析。分別以表1所示溶液為緩沖溶液,配制的塑化劑溶液為分析樣品進樣分析,得到相應的電泳圖。根據(jù)電泳圖選擇合適的緩沖溶液和緩沖溶液的濃度,接著確定適宜的緩沖溶液pH和分離電壓,即確定最佳電泳分析條件。最后按該電泳條件對塑化劑溶液和白酒樣品進行分析。
表1 電泳緩沖溶液
(一)電泳條件的優(yōu)化。
1.緩沖溶液及其濃度的選擇。緩沖溶液及其濃度對毛細管電泳分離效果有相當明顯的影響。分別考察了表1中植酸鈉、Tris-HCl等五個系列緩沖溶液體系的分離情況,部分電泳圖如圖2所示。結(jié)果表明,硼酸鈉緩沖溶液系列中硼酸鈉溶液背景噪音及干擾影響較小,DBP等塑化劑的檢測靈敏度較高,所以選用硼酸鈉溶液為最佳緩沖體系;其它緩沖體系或者背景噪音較大,或者干擾影響較大,或者峰形展寬,或者塑化劑的檢測靈敏度較低等原因不宜采用。
圖2 不同緩沖溶液電泳圖
在毛細管電泳中,緩沖溶液的濃度比較大時電流會比較大,產(chǎn)生比較多的焦耳熱,使峰形變差;濃度較小時,電流信號較小,靈敏度較低。為獲得良好的檢測靈敏度和分離度,考察了硼酸鈉溶液濃度分別為0.0075mol·L-1、0.0100mol·L-1、0.0150mol·L-1、0.0200mol·L-1、0.0300mol·L-1、0.0350mol·L-1對分離效果的影響,電泳圖如圖3所示。圖3表明,0.0150mol·L-1硼酸鈉溶液的遷移時間較短、分離效果較好、峰形較理想。因此,選用0.0150mol·L-1作為硼酸鈉緩沖溶液的最佳濃度。
圖3 不同硼酸鈉濃度電泳圖
2.分離電壓的選擇。在毛細管電泳分離過程中,電壓對分離有較大影響。電壓影響電滲流強弱及帶電粒子遷移速率,從而決定組分遷移時間。本實驗考察了不同電壓(+8kV~+24kV)對各組分遷移的影響,電泳圖如圖4所示。由圖4可知,電壓小于+16kV時,遷移時間延長,電壓過低時伴有管壁吸附現(xiàn)象,導致峰型變寬;電壓大于+16kV時,遷移時間縮短,但基線噪聲較大,電泳體系運行不穩(wěn)定;電壓等于+16kV時,信噪比較高,分離效果比較好,分析速度較快。綜合考慮遷移時間、靈敏度、峰形和噪音等因素,選擇+16kV作為最佳分離電壓。
圖4 不同電壓條件的電泳圖
3.緩沖溶液pH值的選擇。pH值不僅對緩沖溶液中微粒所帶電荷起決定作用,而且對電泳淌度也有影響,是毛細管電泳分離效果的關(guān)鍵因素。調(diào)節(jié)濃度為0.0150mol·L-1的硼酸鈉緩沖溶液的pH值分別為:8.00、8.50、9.00、9.50和10.00,按上述實驗方法進樣分析,發(fā)現(xiàn)當緩沖溶液pH8.00、8.50時,毛細管內(nèi)壁吸附性強,拖尾嚴重,重現(xiàn)性較差;當pH9.50、10.00時,電離作用強,電泳電流較大,焦耳熱效應明顯,分離效率降低;當緩沖液pH9.00時峰形較好,噪音小,分離效果最佳,并且電流適中。故選擇pH9.00濃度為0.0150mol·L-1的硼酸鈉緩沖溶液為最佳運行緩沖溶液。
通過對電泳緩沖溶液類型和濃度、分離電壓、緩沖溶液pH等電泳因素進行考察,確立了電泳的最佳條件為:緩沖溶液為0.0150mol·L-1的硼酸鈉溶液,pH9.00,分離電壓為大于+16kV。
(二)方法重現(xiàn)性實驗。在分析的最佳實驗條件下,將DBP等塑化劑混合溶液平行進樣4次,電泳圖如圖5所示。根據(jù)圖5可得,DBP、BBP、DIOP和DIDP的峰面積的相對標準偏差(RSD)分別為9.02%、6.38%、3.48%和9.82%,如表2所示。
圖5 重現(xiàn)性電泳圖(n=4)
表2 重現(xiàn)性實驗結(jié)果
(三)塑化劑混合溶液和白酒樣品檢測。在最佳電泳條件下分別將塑化劑混合溶液和白酒樣品進樣檢測,電泳圖如圖6和圖7所示。
圖6 四種塑化劑的電泳圖
圖7 五種白酒樣品的電泳圖
由圖6和圖7可知,白酒樣品a含有DIOP;b含有BBP和DIOP;c含有DBP,但含量很低;d含有DBP和BBP;e含有DIOP和DIDP。
本實驗采用毛細管電泳法建立了白酒中4種塑化劑檢測方法。其最佳電泳分析條件為:緩沖溶液:0.0150mol·L-1的硼酸鈉溶液,pH9.00;分離電壓:+16kV;進樣壓力:0.5psi(3.45kPa);進樣時間3.0s;分離溫度:25℃;二極管陣列檢測器。在該條件下對塑化劑溶液和當?shù)爻械奈宸N品牌白酒進行檢測分析,根據(jù)電泳圖可得出白酒樣品中DBP等四種塑化劑的定性分析結(jié)果。
[1]Van Wezel A P, Van Vlaardingen, Posthumus R, et al.Environmental risk limits for two phthalates,with special emphasis on endocrine disruptive properties [J]. Ecotoxic Environ Safety,2000:46.
[2]孫利,陳志鋒,雍偉等.與食品接觸的塑料成型品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑遷移量的測定[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志,2008(3).
[3]顧鈞,余雯靜.食品塑料內(nèi)襯中鄰苯二甲酸二辛酯的HPLC 分析[J].蘇州大學學報:自然科學版,2004(2).
[4]張娜,劉欣.鄰苯二甲酸酯類化合物的研究進展[J].環(huán)境科學導刊,2009(3).
[5]JoseF,JimenezL,Rubios,etal.Determinationofphthalate esters in sewage by hemimicelles-based soild-phase extraction and liquid chro-matography-mass spectrometry[J].Analytica Chi mica Acta,2005:551.
[6]Li X.J,Zeng Z.R,Chen Y,et al.Determination of phthalate acid esters plasticizers in plastic by ultrasonic solvent extraction combined with solid-phase microextraction using calyx arene fiber[J].Talanta,2004:63.
[7]楊艷偉,朱英.化妝品中10 種鄰苯二甲酸酯類化合物的高效液相色譜測定法[J].環(huán)境與健康雜志,2006(4).
[8]任仁.警惕鄰苯二甲酸酯污染[J].大學化學,2003(6).
[9]胡曉宇,張克榮,孫俊紅.中國環(huán)境中鄰苯二甲酸酯類化合物污染的研究[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2003(1).
[10]曹國慶.白酒中塑化劑的危害與檢測方法概述[J].科技資訊,2012(36).
[11]劉強.中國酒業(yè)協(xié)會聲明:白酒中基本上都含塑化劑成分[N].生活晨報,2012-11-21.
[12]張前龍,王宇等.食品塑料包裝中酞酸醋酯類環(huán)境污染物氣相色譜測定方法的研究[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2009(12).
[13]黃麗雪,劉麗霞等.高效液相色譜法測定3 種鄰苯類增塑劑檢測條件的研究[J].包裝工程,2012(17).
[14]邵棟梁.GC-MS 法測定白酒中鄰苯二甲酸酯殘留量[J].化學分析計量,2010(6).
[15]劉杰,郁宏燕等.液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定飲料中16 種鄰苯二甲酸酯[J].食品科學,2012(18).