磐諾色譜應(yīng)對“食品藥品用包裝材料的有機溶劑殘留量”
(常州磐諾儀器有限公司分析應(yīng)用中心)
1 前言
現(xiàn)代食品和藥品工業(yè)中,包裝材料常常作為一種特殊的“食品添加劑”,在人們的日常生活中扮演著重要角色。包裝材料的種類極為豐富,包括紙、有機玻璃、塑料薄膜、金屬及復(fù)合材料等。這些材料在制造過程中,如印染、涂布等工藝環(huán)節(jié),常常會使用大量的有機溶劑,如乙酸乙酯、乙酸丁酯及苯類化合物等。如果含有較高殘留溶劑的包裝材料進(jìn)入到食品藥品中,這將會嚴(yán)重危害人們的身體健康。因此,GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》、YBB00132002-2015《藥用復(fù)合膜、袋通則》和 YBB00312004-2015《包裝材料溶劑殘留量測定法》等均對有機溶劑殘留量做出了強制性規(guī)定:有機溶劑殘留量總量≤5.0mg/m2,其中苯類溶劑不檢出(苯類溶劑殘留量<0.01mg/m2 視為不檢出)。
本工作,主要采用靜態(tài)頂空氣相色譜法,基于高靈敏度氫火焰離子化檢測器,對包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量的測定進(jìn)行了系統(tǒng)的方法學(xué)研究,建立了一種方便,快捷,的檢測方法。
2 實驗部分
2.1 儀器、試劑
2.1.1 儀器
磐諾 A91 型氣相色譜儀(配制 FID 檢測器,頂空進(jìn)樣器)
2.1.2 試劑
乙酸乙酯、甲醇、苯、異丙醇、乙醇、甲基異丁基酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、對二甲
苯、間二甲苯、鄰二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺均為分析純。
2.2 實驗方法
2.2.1 色譜條件的優(yōu)化
在考察了弱極性色譜柱、中等極性色譜柱和極性色譜柱后,僅 WAX 強極性色譜柱能夠使二甲苯中的對二甲苯和間二甲苯*分離。但在 WAX 柱上,苯、異丙醇和乙醇的分離仍是一個難點,溫度過高或者流速過快,極易造成色譜峰的重疊,通過條件優(yōu)化,使苯、異丙醇和乙醇能夠*分離,確定色譜分析條件如下:
進(jìn)樣口:230℃,分流比 10:1
檢測器:氫火焰離子化檢測器,250℃;H2:30ml/min;Air:300ml/min;尾吹(N2):30ml/min
色譜柱:WAX 30m×0.32ìm×0.50mm,恒流模式,流速 1.7ml/min
程序升溫:初始 42℃,保持 9min,15℃/min 至 230℃,保留 1min
頂空進(jìn)樣器條件:100℃,平衡 45min
*分離的色譜圖為:
Fig 1 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-色譜條件的優(yōu)化
- 標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液的配制
- 25ml 容量瓶,加入少量N,N,-二甲基甲酰胺后,準(zhǔn)確加入乙酸乙酯4.5mg、甲醇4.0mg、
- 3.3mg、異丙醇 4.0mg、乙醇 4.0mg、甲基異丁基酮 4.0mg、甲苯 4.4mg、乙酸丁酯 4.4mg、
乙苯 4.3mg、對二甲苯 4.3mg、間二甲苯 4.3mg 和鄰二甲苯 4.3mg,再加入 N,N-二甲基甲酰胺定容,得到標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液。
- 精密度試驗
- 10ìl 微量注射器準(zhǔn)確吸取 2.2.2 中標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液 3ìl 至 20ml 頂空瓶中,平行取樣 5份,密封,作為供試品。在 2.2.1 所述色譜條件下,進(jìn)樣分析,結(jié)果表明儀器精密度良好。
測試結(jié)果見表 1 和圖 2。
Table 1 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-精密度試驗
編 | 化合物 | tR/min |
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| A |
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| RSD% |
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| |||
號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
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| ||||||
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1 | 乙酸乙酯 | 5.952 | 5.61 | 5.50 | 5.62 | 5.61 | 5.67 | 1.110 |
2 | 甲醇 | 6.614 | 3.90 | 3.80 | 4.03 | 3.98 | 3.84 | 2.440 |
3 | 苯 | 7.652 | 14.63 | 15.05 | 15.11 | 15.10 | 15.04 | 1.343 |
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4 | 異丙醇 | 7.936 | 4.88 | 4.92 | 5.18 | 5.09 | 5.02 | 2.442 |
5 | 乙醇 | 8.211 | 4.83 | 5.39 | 5.22 | 5.01 | 4.94 | 4.433 |
6 | 甲基異丁基酮 | 10.625 | 6.12 | 6.46 | 6.34 | 6.36 | 6.31 | 1.965 |
7 | 甲苯 | 11.428 | 11.86 | 12.32 | 12.12 | 12.13 | 12.25 | 1.447 |
8 | 乙酸丁酯 | 12.355 | 7.65 | 7.92 | 7.91 | 7.83 | 7.98 | 1.628 |
9 | 乙苯 | 13.347 | 10.90 | 11.15 | 10.98 | 10.82 | 11.02 | 1.137 |
10 | 對二甲苯 | 13.500 | 10.68 | 10.97 | 10.70 | 10.66 | 10.71 | 1.189 |
11 | 間二甲苯 | 13.618 | 9.40 | 9.72 | 9.54 | 9.47 | 9.56 | 1.255 |
12 | 鄰二甲苯 | 14.364 | 11.03 | 11.20 | 11.19 | 11.38 | 10.99 | 1.393 |
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Fig 2 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-精密度試驗
- 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
- 10ìl 微量注射器準(zhǔn)確吸取 2.2.2 中標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液 1、2、3、4、5ìl 至 20ml 頂空瓶中,平行取樣 2 份,密封,作為供試品。在 2.2.1 所述色譜條件下,進(jìn)樣分析。測試結(jié)果見表 2 和圖 3。
Table 2 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-標(biāo)準(zhǔn)曲線
| 化合物 | tR/min |
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| A(n=2) |
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 標(biāo)準(zhǔn)曲線 | 相關(guān)系數(shù) | ||
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| |||||||
| 乙酸乙酯 | 5.947 | 1.94 | 3.95 | 5.64 | 7.26 | 9.29 | y=10.003x+0.213 | 0.9991 |
| 甲醇 | 6.604 | 1.42 | 2.67 | 3.91 | 5.16 | 6.19 | y=7.519x+0.261 | 0.9994 |
| 苯 | 7.639 | 5.05 | 10.40 | 15.07 | 20.14 | 25.11 | y=37.777x+0.192 | 0.9998 |
| 異丙醇 | 7.925 | 1.67 | 3.58 | 5.06 | 6.68 | 8.19 | y=10.088x+0.189 | 0.9990 |
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乙醇 | 8.198 | 2.07 | 3.93 | 4.98 | 6.85 | 8.27 | y=9.581x+0.619 | 0.9971 |
甲基異丁基酮 | 10.616 | 2.24 | 4.41 | 6.34 | 8.41 | 10.25 | y=12.513x+0.321 | 0.9996 |
甲苯 | 11.421 | 4.15 | 8.38 | 12.19 | 16.20 | 19.68 | y=22.085x+0.456 | 0.9995 |
乙酸丁酯 | 12.347 | 2.70 | 5.43 | 7.91 | 10.30 | 12.39 | y=13.773x+0.472 | 0.9988 |
乙苯 | 13.344 | 3.64 | 7.60 | 10.92 | 14.49 | 17.34 | y=19.933x+0.509 | 0.9986 |
對二甲苯 | 13.500 | 3.61 | 7.48 | 10.69 | 14.05 | 16.94 | y=19.311x+0.586 | 0.9988 |
間二甲苯 | 13.615 | 3.14 | 6.64 | 9.52 | 12.56 | 15.05 | y=17.285x+0.459 | 0.9984 |
鄰二甲苯 | 14.359 | 3.84 | 7.79 | 11.19 | 14.69 | 17.31 | y=19.677x+0.807 | 0.9977 |
備注: 表 2 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,x 代表組分含量,ìg;y 代表組分峰面積。
Fig 3 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2.5 檢出限與定量限
依據(jù)噪聲的十倍(10N)作為定量限,三倍(3N)作為檢出限的原則,該分析方法對于
12 種溶劑的檢出限和定量限計算值見表 3。
Table 3 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-檢出限與定量限
| DL(3N)/ìg | QL(10N)/ìg |
| DL(3N)/ìg | QL(10N)/ìg |
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乙酸乙酯 | 0.032 | 0.11 | 甲苯 | 0.0099 | 0.033 |
甲醇 | 0.041 | 0.14 | 乙酸丁酯 | 0.012 | 0.040 |
苯 | 0.011 | 0.037 | 乙苯 | 0.0080 | 0.027 |
異丙醇 | 0.041 | 0.14 | 對二甲苯 | 0.0080 | 0.027 |
乙醇 | 0.034 | 0.11 | 間二甲苯 | 0.0090 | 0.030 |
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甲基異丁基酮 0.021 0.069 鄰二甲苯 0.0067 0.022
- 樣品測試
- 考 GB/T 10004-2008 《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》和YBB00312004-2015《包裝材料溶劑殘留量測定法》,裁取 0.02m2 待測樣品(某酸奶包裝膜),并將樣品迅速裁成 10mm×30mm 的碎片,放入 20ml 頂空瓶中,密封,100℃下平衡 45min后,于 2.2.1 中色譜條件下,進(jìn)樣分析。測試結(jié)果見表 4。
Table 4 食品藥品包裝材料中 12 種常用有機溶劑殘留量分析-樣品測試
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| A |
| 含量 mg/m2 |
| 編號 | 化合物 |
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| 1 | 2 | Aver | |||
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| |||
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| 1 | 乙酸乙酯 | 197.44 | 184.75 | 191.10 | 9.55 |
| 2 | 甲醇 | 1.14 | 0.90 | 1.02 | 0.05 |
| 3 | 苯 | ---- | ---- | ---- | <0.005 |
| 4 | 異丙醇 | 1.67 | 1.62 | 1.65 | 0.73 |
| 5 | 乙醇 | ---- | ---- | ---- | <0.017 |
| 6 | 甲基異丁基酮 | ---- | ---- | ---- | <0.012 |
| 7 | 甲苯 | ---- | ---- | ---- | <0.005 |
| 8 | 乙酸丁酯 | 3.74 | 3.17 | 3.46 | 0.11 |
| 9 | 乙苯 | ---- | ---- | ---- | <0.004 |
| 10 | 對二甲苯 | ---- | ---- | ---- | <0.004 |
| 11 | 間二甲苯 | ---- | ---- | ---- | <0.005 |
| 12 | 鄰二甲苯 | ---- | ---- | ---- | <0.004 |
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| 備注: ---- | 代表未檢出。 |
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3 結(jié)果與討論
采用頂空進(jìn)樣器,結(jié)合 GC-FID,在優(yōu)化的色譜條件下,12 種有機溶劑色譜峰能夠*分離。儀器設(shè)備使用維護(hù)簡單,經(jīng)濟(jì)可行,有利于食品藥品包裝材料中殘留有機溶劑量的監(jiān)控。
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