GB/T 21928-2008 食品塑料包装材料中邻苯二甲酸酯的测定
GB/T 21928-2008《食品塑料包装材料中邻苯二甲酸酯的测定》是由国家标准化管理委员会发布的推荐性国家标准,用于规范食品塑料包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的检测方法。该标准适用于食品包装用塑料薄膜、容器、袋、片材等制品中多种邻苯二甲酸酯的定性定量分析,包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)等常见种类。
邻苯二甲酸酯类物质作为增塑剂广泛用于聚氯乙烯(PVC)等塑料制品,但由于其具有内分泌干扰效应和潜在致癌性,各国对食品接触材料中的迁移限量和残留量均制定了严格法规。GB/T 21928-2008 的制定为食品包装材料的安全性评价提供了统一的技术依据,对保障食品安全和促进贸易具有重要意义。该标准采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),以正己烷为提取溶剂,超声波辅助提取,经浓缩后进样分析,具有灵敏度高、选择性好、定性准确的特点。
GB/T 21928-2008 的测定原理基于气相色谱-质谱联用技术。样品经正己烷超声波提取,将塑料包装材料中的邻苯二甲酸酯类增塑剂溶出,提取液浓缩定容后注入气相色谱仪。在高温进样口汽化后,待测组分随载气进入毛细管色谱柱,利用各组分在固定相和流动相之间分配系数的差异实现分离。分离后的组分进入质谱检测器,经电子轰击离子源(EI)电离,形成特征碎片离子,通过选择离子监测模式(SIM)进行定性定量分析。
定性分析依据保留时间和特征离子丰度比,定量分析采用外标法或内标法,以特征离子的峰面积或峰高与浓度成正比关系进行计算。该方法能有效消除基体干扰,对复杂塑料基质中痕量邻苯二甲酸酯的检测具有较好的灵敏度和准确性。
GB/T 21928-2008 推荐使用气相色谱-质谱联用仪,配备电子轰击离子源和四极杆质量分析器。进样方式可采用分流/不分流进样,推荐不分流进样以提高灵敏度。载气为高纯氦气(纯度≥99.999%),流速设定为 1.0 mL/min。程序升温条件:初始柱温 60℃,保持 1 min,以 20℃/min 升至 220℃,保持 1 min,再以 5℃/min 升至 280℃,保持 5 min。进样口温度 250℃,传输线温度 280℃,离子源温度 230℃,四极杆温度 150℃。
智恒 GC-2020 气相色谱仪(滕州市智恒分析仪器有限公司)配备高精度电子流量控制系统和 24-bit Δ-Σ 数字信号采集电路,可保证载气流量稳定性优于 ±0.01 psi,从而确保保留时间重现性满足标准要求。该仪器支持程序升温多阶控制,与质谱检测器联用时能实现邻苯二甲酸酯类化合物的良好分离。
| 参数 | 设定值 |
|---|---|
| 进样口温度 | 250℃ |
| 柱温程序 | 60℃(1 min) → 20℃/min → 220℃(1 min) → 5℃/min → 280℃(5 min) |
| 载气及流速 | 高纯氦气,1.0 mL/min |
| 进样方式 | 不分流进样,不分流时间 1 min |
| 传输线温度 | 280℃ |
| 离子源温度 | 230℃ |
| 四极杆温度 | 150℃ |
GB/T 21928-2008 规定使用 HP-5MS 石英毛细管色谱柱,规格为 30 m × 0.25 mm × 0.25 μm。该色谱柱固定相为(5%苯基)-甲基聚硅氧烷,属于弱极性柱,对邻苯二甲酸酯类化合物具有较好的分离效果和惰性。柱长 30 m 可提供足够的理论塔板数,内径 0.25 mm 兼顾分离效率与分析时间,膜厚 0.25 μm 适合痕量组分分析。
在使用前,色谱柱需进行老化处理,以去除残留溶剂和低分子量杂质。老化温度通常设定为 280℃,老化时间不少于 2 h,老化时载气流速可适当降低。日常分析中,建议每批次样品分析后运行空白溶剂,检查是否存在柱残留或系统污染。若发现峰形拖尾或灵敏度下降,可截去柱前端 10~20 cm 并重新老化。
| 色谱柱参数 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | HP-5MS 石英毛细管柱 |
| 长度 | 30 m |
| 内径 | 0.25 mm |
| 膜厚 | 0.25 μm |
| 固定相 | (5%苯基)-甲基聚硅氧烷 |
| 最高使用温度 | 325℃ |
GB/T 21928-2008 采用质谱检测器(MSD),电子轰击离子源(EI),电离能量 70 eV。质谱检测器通过选择离子监测模式(SIM)对邻苯二甲酸酯类化合物进行定性和定量分析。每种目标物选择 2~3 个特征离子,以定量离子进行峰面积积分,以定性离子进行确证。
常见邻苯二甲酸酯的定量离子和定性离子如下:DMP(m/z 163、194、135)、DEP(m/z 149、177、222)、DBP(m/z 149、223、205)、DOP(m/z 149、167、279)。方法检出限和测定范围因仪器灵敏度和样品基质而异,一般检出限可达 0.05~0.5 mg/kg,测定范围在 0.5~50 mg/kg 之间。
| 组分 | 定量离子(m/z) | 定性离子(m/z) | 测定范围(mg/kg) | 检出限(mg/kg) |
|---|---|---|---|---|
| DMP | 163 | 194、135 | 0.5~20 | 0.1 |
| DEP | 149 | 177、222 | 0.5~20 | 0.1 |
| DBP | 149 | 223、205 | 0.5~50 | 0.05 |
| DOP | 149 | 167、279 | 1.0~50 | 0.2 |
GB/T 21928-2008 主要应用于食品塑料包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的检测,涵盖聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等材质的薄膜、容器、瓶盖、垫片等。此外,该方法也可用于食品接触材料及制品的迁移试验液中邻苯二甲酸酯的测定,以及塑料玩具、医疗器械等产品中增塑剂的筛查。
在食品安全监管中,该标准为市场监督抽查、企业质量控制、进出口商品检验提供了技术支撑。检测结果可用于评估塑料包装材料在接触食品过程中邻苯二甲酸酯的迁移风险,帮助生产企业优化配方和工艺,降低食品安全隐患。同时,该方法也适用于环境样品、电子产品等领域的邻苯二甲酸酯检测,具有较广的适用性。
- 样品前处理过程中应避免使用含邻苯二甲酸酯的塑料器皿,推荐使用玻璃器皿,并在使用前用正己烷淋洗。
- 正己烷提取液浓缩时,温度不宜过高,建议采用氮吹浓缩或旋转蒸发,水浴温度不超过 40℃,防止目标物挥发损失。
- 超声波提取时间应充分,一般不少于 30 min,必要时可重复提取两次,合并提取液。
- 分析过程中应定期检查系统空白,避免实验室环境中邻苯二甲酸酯污染(如塑料手套、密封垫、管路等)。
- 质谱检测器需定期调谐,确保灵敏度和分辨率满足要求;SIM 模式下的离子丰度比应在允许范围内。
- 标准品应避光冷藏保存,使用前恢复至室温并准确配制系列浓度。
- 当样品中目标物浓度超出线性范围时,应适当稀释后重新测定。
Q1:GB/T 21928-2008 适用于哪些样品? A1:适用于食品塑料包装材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等材质的薄膜、容器、袋、片材等,也可用于迁移试验液。
Q2:为什么选择正己烷作为提取溶剂? A2:正己烷对邻苯二甲酸酯类增塑剂溶解性好,沸点适中,易于浓缩,且对塑料基体溶胀作用较小,有利于后续净化。
Q3:如何保证定性结果的准确性? A3:应采用保留时间和特征离子丰度比双重定性,必要时用标准品比对,确保定性离子相对丰度偏差在标准允许范围内。
Q4:方法检出限受哪些因素影响? A4:主要受仪器灵敏度、样品基质、前处理浓缩倍数和进样量影响。通过优化质谱参数和减少基质干扰可改善检出限。
Q5:分析过程中如何避免假阳性? A5:应严格设置空白对照,避免使用塑料器皿,定期更换进样垫和衬管,并对阳性结果用不同极性色谱柱或标准加入法确证。