應用固相微萃取-氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜對遷移污染物的定性、定量分析

 

 

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應用固相微萃取技術(shù)（SPME）和氣相-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對食品包裝卡紙中的遷移化學物質(zhì)進行提取和準確測試分析。

 

 

食品包裝是食品工業(yè)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它在保護食物不受損壞的同時，保持食物新鮮、使其免于微生物降解。然而，食品包裝所使用的材料同樣可能導致包裝食物的腐壞。包裝不當?shù)氖澄锷踔量赡墚a(chǎn)生異味。因此，確保食品包裝材料不會導致食物異味或引入可能對消費者有害的毒性物質(zhì)對于食品生產(chǎn)者來說至關(guān)重要。

 

食品包裝材料種類多樣，包括塑料、紙質(zhì)、金屬和玻璃。全世界范圍內(nèi)的食品包裝材料均受到相關(guān)法規(guī)的管制。歐盟 （EU）在 2003 年頒布的歐盟 EC 1935/2004 管制框架是第一部有關(guān)食品包裝材料的法規(guī)。數(shù)個相關(guān)法規(guī)在其后陸續(xù)頒布；最新發(fā)布的是 2014 年的 EU/202/2014，該法規(guī)對可能接觸食物的塑料材質(zhì)包裝物進行了限制規(guī)定。

 

食品包裝法規(guī)不僅規(guī)定了可由包裝材料轉(zhuǎn)移到食物中的化學物質(zhì)最高限量，還明確了食品包裝材料中禁止含有的化學物質(zhì)，以及食品和包裝材料中有關(guān)物質(zhì)的限量。

 

為滿足法規(guī)要求、保證食品安全，我們有必要對食物樣本和包裝材料的化學組成進行監(jiān)測。食品生產(chǎn)者則需要對包裝材料中可疑化合物能夠進行便捷、迅速監(jiān)控測試的篩查和定量分析方法。

 

在過去 20 年中，科研人員發(fā)表了多種對包裝遷移物進行有效監(jiān)控分析的測試方法。這些方法采用了多樣的樣本前處理步驟、分析技術(shù)和檢測器。通常來說，主要分為兩類。第一類是對包裝 材料本身的最終形態(tài)進行分析，并假設(shè)其中每種化合物均100%向食物轉(zhuǎn)移。第二類則要求在模擬條件下對包裝食品進行遷移研究。在研究過程中，將一個模擬食物產(chǎn)品與包裝材料在特定時長和特定環(huán)境下接觸放置，之后再進行測試分析。

 

本應用報告主要建立和驗證了應用 GC-MS/MS 檢測卡紙中包裝遷移物的分析方法�？�紙可由原生紙、再生紙或二者混合物制成。再生卡紙更有可能廣泛含有由卡紙降解所產(chǎn)生的危險污染物，包括打印油墨、涂層和粘合劑。而原生紙也需對其生產(chǎn)過程可能引入的有害物質(zhì)進行監(jiān)控。

 

本次測試采用了固相微萃取技術(shù)（SPME）和氣相色譜-三重四極 桿質(zhì)譜技術(shù)（GC-MS/MS），對樣本中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)進行檢測。本方法的主要優(yōu)勢在于，由包裝材料轉(zhuǎn)移至食物中的化合物主要為揮發(fā)性成分。

 

SPME 發(fā)明于 1990 年1，被廣泛應用于不同食物基質(zhì)、環(huán)境樣本和包裝材料中的揮發(fā)物研究。這項獨特技術(shù)之所有被廣泛接受， 主要是由于其強大的應用優(yōu)勢。SPME 通過將提取和預濃縮合并為簡單的一步而極大地降低了有機溶劑用量。此外，它還使原本 極耗費時間的樣本處置和前處理效率顯著提高。自動化的 SPME 是一種高效、適用于常規(guī)分析的前處理手段。

 

在本次測試中，應用自動SPME對卡紙中12種代表性的可能遷移物（鄰苯二甲酸鹽、光引發(fā)劑、苯酚和異味成分）進行了定量分析。

 

 

本次實驗應用 Thermo Scientific™ TSQ™ 8000 GC-MS/MS 質(zhì) 譜儀聯(lián)用配備有 Thermo Scientific™ TriPlus™ RSH 自動進樣 器和 SPME（SPME NL: 50.5 mm）模塊的 Thermo Scientific™ TRACE™ 1310 氣相色譜儀系統(tǒng)進行測試分析。氣相色譜分離采 用 Thermo Scientific™ TraceGOLD™ TG-5SilMS 色譜柱（30 m × 0.25 mm × 0.25 µm, P/N 10177894)。用于定量和確證的原始數(shù) 據(jù)則通過 Thermo Scientific™ TraceFinder™ 3.2 軟件中的智能定時 掃描（timed-SRM）模塊采集。

 

 

將卡紙樣本裁成小片（2 mm × 2 mm），并稱重 1 g 置于 20 mL 頂空樣品瓶中。向各樣品瓶中分別加入 8 mL 含 13% 甲醇的水溶液。密封樣品瓶并將其放置在自動進樣盤上。一旦樣品瓶放置 于樣品盤上，即進入 SPME 處理程序，之后經(jīng)由 GC-MS/MS 分 析，詳見圖 1。

 

 

 

 

根據(jù)相應已知對照品化合物在特定色譜保留時間內(nèi)（+/-2.5%）所產(chǎn)生的反應離子（定量離子和定性離子）對包裝遷移物進行鑒 定。在 timed-SRM 模式下，定性離子對與定量離子對的峰面積 比值應與表 2 中所列出的對照化合物相符（依據(jù)歐盟委員會決議 2002/657/EC2）。定量離子和定性離子分別是根據(jù)選定母離子分裂反應所產(chǎn)生的各碎片離子響應強度而選定的。

 

定量測試采用基質(zhì)添加標準樣本進行標準曲線計算。根據(jù)各待測物的峰面積與其濃度線性相關(guān)關(guān)系計算標準曲線。依據(jù)以下公式計算樣品中待測物濃度：

 

 

通過測試八個基質(zhì)添加標準樣品計算標準曲線，其中每個濃度平 行制備兩個樣品進行測試。相關(guān)系數(shù)和線性范圍詳見表3。