在用气相色谱-质谱\质谱对食品塑料包装制品食品安全检测过程,发现一可疑化合物,经定性分析,该物质为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(CAS:6386-38-5)。本品常温下为本白色或淡黄色结晶固体,易溶于醇类、酯类、酮类、烷烃、芳香烃等有机溶剂,如乙醇、醋酸丁酯、丙酮、汽油、二甲苯等微溶于热水。长期暴露在空气中,色泽逐渐加深。可燃但不易燃,在常温下几乎无气味,或仅有残留溶剂气味,化学性质稳定。本品基本无毒。是重要的受阻酚类抗氧化剂,通常作为抗氧剂1076、抗氧剂1010及其他大分子受阻酚类抗氧剂的中间体。
GB 9685-2016《食品国家安全标准 食品接触材料及制品添加剂使用标准》中没有3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯,因此在食品接触材料及制品中不能使用该物质,查国内外相关文献,没有关于3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯检测方法的报到。因此建立3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯测定方法,有助于加强食品接触材料及制品质量控制,保障食品安全。
材料与方法
材料、试剂及仪器
样品:食品包装用聚乙烯树脂
仪器:Agilent7890A-7000B三重四级杆串联气质联用仪,美国安捷伦;ME204(分度值0.1 mg)电子天平,梅特勒-托利多。
标准品及试剂:3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯标准品(CAS:6386-38-5,纯度98%),上海安谱;邻苯二甲酸二异丙酯(CAS:605-45-8,纯度>98%),德国Dr.Ehrenstorfer公司;甲醇(色谱纯),德国默克公司。
实验条件
色谱条件:
:ZB-WAXplus石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm);进样口温度:250℃;程序升温:初始柱温100℃,保持0 min,以10℃/min升至250℃,保持5 min;载气:氦气(纯度>99.999%),流速1 mL/min;进样方式:不分流进样;进样量:1μL。
质谱条件:
接口温度260℃,电离方式:电子轰击源(EI);电离能量:70 eV;溶剂延时:5 min。
实验方法
1.标准溶液的配制
3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯标:准溶液标准溶液配制:准确称取3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯0.1 g,用甲醇溶解并定容到10 ml容量瓶中,浓度为10 g/L;
工作标准溶液配制:取标准溶液0.1 mL,用甲醇定容至10 mL容量瓶中,浓度为100 mg/L;
邻苯二甲酸二异丙酯内标溶液:准确称取邻苯二甲酸二异丙酯标准品0.2 g,用甲醇溶解并定容至10 ml容量瓶中,然后根据其质量浓度换算出0.05 ml邻苯二甲酸二异丙酯内标液在5 ml样品中的浓度为0.2 mg/L。
上述溶液均需于4℃冰箱保存备用。
2.定性分析
取适量食品包装用聚乙烯树脂,用适量甲醇萃取,取萃取液用气相色谱-质谱\质谱进行全扫描,总离子色谱图见图1:
图1 食品包装用聚乙烯树脂萃取液总离子色谱图
从图1总离子色谱图中看出,有一个很明显的色谱峰,生成质谱图,通过谱库检索,其化合物为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(CAS:6386-38-5)匹配度达97.6%,质谱图及化学式见图2。
图2 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯质谱图及化学式
为了进一步验证其定性的准确度,在同样的试验条件下,取100 mg/L 的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯标准溶液进行全扫描,总离子色谱图见图3。
图3 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯标准溶液(100mg/L)总离子色谱图
通过对保留时间与质谱图对比,确定该物质为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯。从图示的质谱图中分析,其特征离子277,质量数大,完成满足建立定量分析的要求。保留时间相对偏差是0.08%,质谱定性结果见表1。
3.定量分析
质谱定量参数:为保证定量结果的准确度,选用邻苯二甲酸二异丙酯做内标物(以下简称内标物),通过产物离子及碰撞能量的试验,优化后的质谱定量参数表见表2。
样品加标后选择离子色谱图见图4。
图4 样品加标后选择离子色谱图
从图4分析,3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯与内标物的选择色谱峰分离度高,完全满足定量分析要求。
4.标准曲线的绘制
标准曲线工作溶液的配制:准确吸取100 mg/L 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(以下简称目标物)标准溶液10 µL、 100μL、200 µL、30 µL、500μL、1000 µL于6个10mL的容量瓶中,各加入内标使用液100 µL,用甲醇定容至10 mL。得到1 mg/L、2 mg/L、3 mg/L、5 mg/L、10 mg/L的标准曲线工作溶液,每个容量瓶中内标物的浓度均为0.2 mg/L,现配现用。
标准曲线的绘制:将各个浓度的标准曲线工作溶液依次进行气相色谱-质谱\质谱分析,以目标物和内标物峰面积比值,目标物和内标物浓度比值,绘制标准曲线并得出其回归方程和相关系数。
5.样品的处理与测定
准确称取0.5 g(精确至0.01 g)食品包装用聚乙烯树脂,加入5mL甲醇,超声萃取15分钟,加入50 µL内标使用液摇匀后,供气相色谱-质谱\质谱分析。其它样品需剪成碎片或用粉碎机粉碎,直径小于2 mm即可。
6.结果计算
试样中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯含量按下式计算:
X=ρ×V/m
X-试样中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯的含量mg/kg;
ρ-由标准曲线计算出试样溶液中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯的浓度 mg/L;
V-试样定容体积 mL;
m-试样质量 g。
结果与讨论
线性关系、线性范围及检出限
标准曲线见图5,其中目标物和内标物峰面积比值为Y轴,目标物和内标物浓度比值为X轴。
图5 标准工作曲线
由图5可以得到:其回归方程为Y=0.99988549*X-0.014690,浓度在0.1 mg/L 至10 mg/L之间,相关系数R2=0.99988,可见该标准曲线的线性关系很好,满足分析的要求,且浓度范围也较大。按信噪比S/N=3计算,检出限为0.01 mg/L。
回收率
称取约2.5 g(精确至0.01 g)食品包装用聚乙烯树脂,加入25 mL甲醇,超声萃取15分钟,
分别取5 mL萃取液4份,其中3份加入不同量标样,再分别加入50 µL内标使用液摇匀后,供气相色谱-质谱\质谱分析。测定结果及回收率计算结果见表3。
由表3可见,样品不同的加标量的回收率在94.2%-101.2%之间,回收率很高,说明测试方法准确度高。
精密度
对测试样品进行10次平行测试,计算该方法的精密度,结果见表4。
通过表4可以看出,实验中测试的RSD值为1.8%(<5%,差异极不显著)。说明分析方法具有良好的重现性,可以满足检测分析。
结论
采用气相色谱-质谱\质谱法,以邻苯二甲酸二异丙酯做内标,测定食品包装用塑料材料及制品中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯含量,经实验分析:定性分析保留时间的相对偏差0.08%,定性离子相对丰度的相对偏差在-6%~7%,定性结果准确可靠;定量分析加标回收率在99.9%-101.2%之间,精密度RSD<5%,具有较好的准确度和重复性,完全满足食品包装用塑料材料及制品中3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯含量测定要求。
实验与分析
展源
何发
2020-05-27
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2020-05-27
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