低温微萃取-GCMS/MS联用技术检测食用油中20种持久性污染物

多环芳烃(polycylic aromatic hydrocarbon, PAHs)和塑化剂(plasticizer PAEs)属于持久性环境有机污染物，具有高毒性、易迁移性、稳定性和生物累积性等特点[1-2]，大量存在于水、土壤、蔬菜以及动物组织中。其化学性质稳定且很难被生物降解[3]，易被人体吸收产生巨大危害，可通过食物链放大逐级传递[4]。膳食暴露是PAEs，PAHs这些持久性污染物进入人体的主要途径[5-7]，食品中持久性污染物残留问题已受到国际社会广泛的关注。食用油是这些持久性污染物PAHs，PAEs通过饮食进入人体的主要途径之一[8-11], PAHs，PAEs含量水平成为评价食用油质量安全的重要指标[12-16]。因此，研究PAE及PAH的高效检测方法，对更为全面地监测和评价食用油污染状况[17-19]，保证食用油质量安全具有重要意义。

目前PAHs较多采用液相色谱法(HPLC)和气相质谱法(GC-MS)[20]，该方法时间较长，干扰较大。PAEs较多采用GC-MS法，该方法对部分复杂样品干扰较大，易出现假阳性结果，检验标准相对单一、低效、滞后[21-22]。相较于传统方法，GC-MS/MS具有较高灵敏度和分辨率，能够更有效地消除其他杂质的干扰，提高离子选择性和准确性[12]，并降低了检测限度。多反应监测模式(multiple reaction monitoring, MRM)为食用油中微量持久性污染物的检测提供新的有效手段[23]。由于食用油样品基质干扰复杂，建立快速有效检测植物油中持久性污染物PAEs和PAHs的技术很有必要。本研究使用低温除脂微萃取技术，结合GC-MS/MS的高灵敏、高选择性，建立了检测食用植物油中PAHs和PAEs的新方法，并进行了实际应用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

标准物质：6种PAEs对照品,Dr.Ehrenstorfer GmbH公司:邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)99.5%、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)99.5%、邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)99.5%、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)99.4%、邻苯二甲酸二戊酯(di-N-pentyl phthalate,DPP)99.0%、邻苯二甲酸二己酯(di-n-hexyl phthalate,DHXP)99.5%。14种PAHs标准品,Sigma公司: 萘(naphthalene，NAP)(2 000±20.39)mg/L,99.9%；苊烯(acenaphthylene,ANY)(2 000±7.22) mg/L,99.7%；蒽(anthracene，ANT)(2 004±20.44)mg/L,99.2%；荧蒽(fluoranthene，FLT)(1 999±4.48) mg/L,99.2%；菲(phenanthrene，PHE)(2 000±4.48)mg/L,99.5%；芴(fluorene，FLU)(2 003±10.79)mg/L,99%；苊(acenaphthene，ANA)(2 001±10.78) mg/L,99%；芘(pyrene，PYR)(2 001±4.49) mg/L,98.4%；苯并(a)蒽(benzo(a)anthracene，BaA)(2 002±20.42) mg/L,99%； width=14,height=14,dpi=110

(chrysene，CHR)(2 002±20.42) mg/L,98%；苯并(b)荧蒽(benzo[b] fluoranthene，BbFA)(2 000±4.48)mg/L,99.8%；苯并(k)荧蒽(benzo[k] fluoranthene，BkFA)(2 000±4.48)mg/L,99.3%；苯并(a)芘(benzo[a] pyrene，BaP)(1 998±4.48) mg/L,99.5%，二苯并(h)蒽(dibenz[a,h] anthracene，DhA)(2 001±10.78) mg/L,99.5%。

试剂：乙腈、正己烷、石油醚、甲醇、二氯甲烷(色谱纯),默克公司；8000D气相色谱-质谱仪，安捷伦公司；ME403分析天平，梅特勒托莱多公司；GENIUS3涡旋混合仪，德国IKA公司；GVA50A氮吹仪，北京普立泰科仪器有限公司；0.1～10 mL移液枪，德国Eppendorf公司；B-400均质仪，瑞士BUCHI公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理

准确称取1.0 g食用油样品，置于20 mL比色管中, 丙酮作为分散剂，加入10 mL V(二氯甲烷)∶V(丙酮)=1∶1溶剂，于涡旋混合器上旋涡提取(2 000 r/min)0.5 min，再超声萃取8 min，10 000 r/min离心5 min，使溶液充分分层后，置于-20 ℃冷冻除脂60 min，将上层清液倒入氮吹管中，低温氮吹至干，准确加入二氯甲烷2 mL，涡旋5 s，转移至进样瓶中，上机检测。试剂空白样，除不加样品外，其他操作相同。

1.2.2 气相色谱-质谱检测

1.2.2.1 色谱条件

色谱柱：DB-5MS 毛细管柱(Agilent19091S-433UI,30 m×250 μm×0.25 μm)；载气纯度高于99.999%的高纯氮气，流速1.0 mL/min;进样口温度250 ℃，不分流进样，进样体积为1μL;升温程序：初始柱温70 ℃，保持2 min，以 25 ℃/min 升温至150 ℃，保持1 min，再以3 ℃/min 升温至200 ℃，保持1 min，以8 ℃/min 升温至280 ℃，保持10 min。

1.2.2.2 质谱条件

电子轰击离子源：电离能量70 eV，离子源温度250 ℃，传输线温度280 ℃，溶剂延迟5 min,灯丝电流100 μA，MRM多反应检测模式，其具体参数见表1。

2 结果与分析

2.1 前处理方法的建立

2.1.1 分散剂的选择

考察了丙酮、乙腈、乙醇和甲醇4种分散剂对目标物萃取效率的影响。结果表明,除了萘在乙醇作分散剂时萃取效率略微比丙酮高之外，其余19种污染物均在丙酮做分散剂时萃取效率最高，故选择丙酮作为分散剂。

2.1.2 萃取剂的选择

本文选用10 μg/L混合标准溶液进行加标实验，分别选用3种不同体系V(二氯甲烷)∶V(丙酮)=1∶1、V(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1、V(乙腈)∶V(丙酮)=1∶1多环芳烃萃取剂进行加速溶剂萃取试验，如图1所示，不同提取液提取效率不尽相同，总体呈现出二环、五环和六环的PAHs提取效率较低，三环和四环的 PAHs提取效率较高。其中，二氯甲烷-丙酮萃取平均回收率是82.1%～101%，对20种污染物均能达到较为满意的萃取率，正己烷-丙酮和乙腈-丙酮萃取平均回收率分别为64.5%～88.3%、53.8%～85.6%，DMP、ANY、DEP、BkFA和BaP的回收率较低，平均萃取效果不如二氯甲烷-丙酮，综合考虑各个目标物定量的准确性，试验确定V(二氯甲烷)∶V(丙酮)=1∶1混合溶剂(下简称二氯甲烷-丙酮溶剂)作为样品的萃取剂。

2.1.3 萃取方式的选择

称取1 g待测样，加入2、5、10、12、15 mL二氯甲烷-丙酮萃取溶剂，涡旋分散30 s，再超声1、2、5、8、15 min后提取，考察萃取剂体积和超声萃取时间对萃取率的影响，结果如图2所示，萃取溶剂加入量10 mL，涡旋分散30 s，再超声萃取8 min为最佳萃取方式。

2.1.4 冷冻时间的优化

称取1 g待测样，加入10 mL二氯甲烷-丙酮溶剂，涡旋分散30 s再超声萃取8 min后，分别选择温度为-4、-10、-15、-20、-25 ℃，分别放置10、30、60、90、120、150、200 min冷冻除脂，考察冷冻温度和冷冻时间对除脂净化的影响，结果如图3所示，-20 ℃冷冻除脂60 min为最佳冷冻条件。冷冻后，上层提取液可方便地倾入鸡心瓶中，实现与油脂充分分离。

2.1.5 反萃取剂的选择及用量

称取1 g待测样，加入10 mL二氯甲烷-丙酮溶剂，涡旋分散30 s再超声萃取8 min，高速离心等溶液分层后，置于-20 ℃冷冻除脂60 min，考虑反萃取效果，将低温脱脂的溶剂蒸干，选择40°水浴，旋转蒸发时，当旋蒸至近干时， NAP损失较为严重， ANY、ANA也有一定的损失，因此，选用低温氮气吹干，可有效避免上述损失。选择常用的乙腈、甲醇、二氯甲烷、正己烷作为反萃取剂，加入量分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、5.0 mL，比较其回收率，结果如图4所示，最终选择用2 mL二氯甲烷对其进行反萃取。

2.2 GC-MS/MS检测技术的建立

2.2.1 质谱条件的优化

以全扫的方式对20种目标物进行扫描，获得其总离子流图，根据质谱图，选择分子量较大，丰度较高且干扰较少的碎片作为特征离子，见图5。

2.2.2 线性范围与检出限

由于持久性污染物在大自然界中普遍存在且不容易降解，在空白溶液中均有检出，本实验采取扣除空白样品的方法，以消除试剂本底对检测结果的影响，实验发现，样品基质对目标分析物的基质效应既有增强也有抑制，因此采取基质配标来降低基质效应的影响，以提高定性、定量的准确度，结果见表2。

2.2.3 提取净化方法的验证

选取空白的植物油样本，分别添加10、20、30 μg/kg的标准混合溶液，按照前处理方法进行加标回收和精密度试验，结果如表3所示：平均回收率为51.34%～116.2%，相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)为0.9%～12.1%。结果表明，20种待测化合物加标回收率均在70%～120%。

2.4 食用油实际样品检测

应用本方法检测了市售8种食用油，每个样品重复检测2次，从表4可以看出，不同种类、不同生产日期、不同包装的食用油都检出PAEs和PAHs。8个油样中全部检出DBP和BaP，其含量分别在3.3～106.7 μg/kg和0.4～5.6 μg/kg。6个油样中检出DMP，其含量为39.3～265.1 μg/kg。所有油样中没有检测出ANY，对照GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》油脂中BaP规定限量为5 μg/kg，GB 9685—2008 中规定DBP≤0.3 mg/kg，本实验所测定的8种食用油中BaP超标率12.5%，DBP超标率为0，其他能检测出的PAEs和PAHs在国家限量标准中并未列出，而欧盟委员会835/2011号文件规定油脂中BaP的最高残留限量值为2 μg/kg，4种PAHs(BaA、CHR、BFA、BaP)之和的限量为10 μg/kg。欧盟“食品接触塑料材料和制品法规”中规定了DBP含量≤0.05%。几乎每种食用油中均有不同程度的PAEs和PAHs检出，这可能与食用油包装材质中污染物迁移有关，也可能与油脂生产中所用加工助剂以及设备和管件材质有关。

3 结论

建立了快速测定植物油中6种邻苯二甲酸酯(PAEs)和14种多环芳烃(PAHs)的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法。20种目标物在5～200 μg/L范围内呈良好线性，线性相关系数均大于0.995，方法定量下限为1.0 μg/kg。在10、20、30 μg/kg 3个加标水平下的平均回收率为51.34%～116.2%，相对标准偏差为0.9%～12.1%。说明该技术适用于20种PAHs和PAHs的检验前处理，方法简便、快捷、准确，可用于植物油中增塑剂和多环芳烃残留的检测，为植物油的质量控制和安全评价提供了保证。对实际样品进行检测，均检出PAEs和PAHs，对照国内限量BaP超标率12.5%。不合格率远低于欧盟标准，国家限量标准有待完善。

[1] 张延平,沈丹玉,陈振超,等.分散固相萃取-气相色谱/串联质谱法测定竹笋中38种持久性有机污染物[J].分析试验室, 2018,37(6): 671-676.

[2] 马燕玲,陈令新,丁养军,等.超声辅助分散液液微萃取-高效液相色谱测定水样中的4种邻苯二甲酸酯类增塑剂[J].色谱, 2013,31(2): 155-161.

[3] 艾连峰,李玮,王敬,等.气相色谱-串联质谱法测定牛奶中多氯联苯及多环芳烃[J].分析测试学报, 2015,34(5):570-575.

[4] 王颖,边照阳,李中皓,等.气相色谱-质谱法测定烟用接装纸中的邻苯二甲酸酯、磷酸三丁酯和多氯联苯[J].理化检验(化学分册), 2018,54(9): 1 092-1 100.

[5] 刘妙芬,刘佳,邱佩丽,等.气质联用内标法同时测定白酒中16种邻苯二甲酸酯类化合物[J].食品与机械, 2015,31(4):51-54；83.

[6] 朱金红. 气相色谱-质谱联用测定油墨中17种邻苯二甲酸酯 [J].广州化工, 2013,41(4):119-121.

[7] CHEN S J, TIAN M, ZHENG J, et al. Elevated levels of polychlorinated biphenyls in plants,air， and soils at an E-waste site in southern China and enantioselective biotransformation of Chiral PCBs in Plants[J].Environmental Science & Technology,2014,48(7): 3 847-3 855.

[8] 苏丽敏,袁星.持久性有机污染物 (POPs)及其生态毒性的研究现状与展望[J].重庆环境科学,2003,25(9): 62-64;78.

[9] KIM L,JEON J W,SON J Y,et al. Monitoring and risk assessment of polychlorinated biphenyls(PCBs) in agricultural soil from two industrialized areas[J].Environmental Geochemistry and Health,2017,39(2): 279-291.

[10] 殷雪琰,王洁琼,堵燕钰,等.在线凝胶渗透色谱-气相色谱串联质谱法分析土壤和茶叶中的多氯联苯[J].化学分析计量, 2018,27(2): 22-26.

[11] WANG Z, NA G, MA X. et al. Occurrence and gas/particle parti-tioning of PAHs in the atmosphere from the North Pacific to the Arctic Ocean [J].Atmospheric Environment, 2013,77: 640-646.

[12] 陈园园,李胜生.串联质谱法测定土壤中多环芳烃和多氯联苯的分析[J].西部资源,2018,(4):164-166.

[13] 王国庆,王宗义,程明捷,等.冷冻除脂-气相色谱-串联质谱法检测食用植物油中30种多环芳烃[J].食品科学2018,39(8):282-287.

[14] 乌日娜.多环芳烃在食用植物油加工工艺中的污染特征研究 [D].北京:中国农业科学院, 2016: 9-19.

[15] WU S M, YU W J. Liquid-liquid extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons in four different edible oils from China[J]. Food Chemistry, 2012, 134(1): 597-601.

[16] PETTER O,IOANNIS S,JAN H,et al. Class separation of lipids and polycyclic aromatic hydrocarbons in normal phase high performance liquid chromatography-a prospect for analysis of aromativs in edible vegetable oils and biodiesel exhaust particulates[J]. Journal of Chromatography A, 2014,1 360:39-46.

[17] 张东东,刘玉兰,马宇翔,等. SPE净化-同位素稀释-GC-MS法检测食用油脂中16 种多环芳烃[J]. 粮食与油脂, 2016, 29(1): 53-59.

[18] HUERTAS-PÉREZ J F, BORDAJANDI L R, SEJERØE-OISEN B, et al. PAHs in baby food: assessment of three different processing techniques for the preparation of reference materials[J]. Analytical & Bioanalytical Chemistry, 2015, 407(11): 3 069-3 081.

[19] WANG J H, GUO C. Ultrasonication extraction and gel permeation chromatography clean-up for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in edible oil by an isotope dilution gas chromatography mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2010,1 217(28): 4 732-4 737.

[20] GB 5009.265—2016食品中多环芳烃的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2016: 1-8.

[21] LUDIVINE F, NATHALIE D, DOUGLAS N R, et al. Optimizing separation conditions of 19 polycyclic aromatic hydrocarbons by cyclodextrin modified capillary electrophoresis and application to edible oils[J]. Talanta, 2014,119: 572-581.

[22] 曹梦思, 王君, 张立实,等. 我国食用油脂中欧盟优控15+1 种多环芳烃的污染状况分析[J]. 中国食品学报, 2016, 16(12): 198-205.

[23] 李国文, 吉正元, 杨春涛,等. 加速溶剂萃取-气相色谱质谱法测定土壤中16种多环芳烃研究[J]. 安全与环境学报, 2019, 19(2): 591-599.