食品包裝材料中熒光物質檢測方法解析

張衛紅 王東方

近年來，我國食品安全事件時有發生，其中一次性紙杯、紙碗的熒光物質超標問題尤為突出。這是因為有些廠家為了降低生產成本，在生產食品包裝材料時，使用了非食品級原材料，甚至摻入廢紙、廢塑料等回收原料，由于原料本身質量不過關，為了使其看起來美觀，便加入了大量的熒光物質。

熒光物質，即熒光增白劑（FWA），是一種廣泛用于造紙業的有機化合物，它吸附在底物上吸收波長350nm左右的紫外光，同時發射出波長在450nm左右的可見藍光和藍紫色熒光，與底物原有的黃光輻射互補形成白光色，使該物體的白度和鮮艷度增加，既可以提高物體的白度和保證物體的亮度，又不破壞物體自身的化學性質。熒光增白劑極易讓人體消化系統的粘膜組織所吸收，長期積累下來，會讓細胞發生變異，從而產生潛在的致癌因素。

為了更加準確、有效地檢測熒光物質，避免熒光物質對人體產生危害，本文對現有檢測方法和標準進行分析，并探討一種新的檢測方法，希望能起到拋磚引玉的作用。

熒光物質檢測方法與標準

在國內外的標準中，熒光物質檢測的對象多為紙包裝材料，方法以紫外燈目測法為主，其他還包括差值法、熒光分光光度法、薄層色譜法和高效液相色譜串聯質譜法。其中，紫外燈目測法、差值法、熒光分光光度法、薄層色譜法只能簡單地進行定性和定量分析，無法區分是天然熒光物質還是人為添加的熒光物質。

高效液相色譜串聯質譜法通過色譜的分離，可以有效地定量分析各種熒光物質，該方法具有靈敏度高、分離效果好、定量準確等優點，比較便于檢測機構的應用，但尚未寫入國家標準。

對食品包裝材料而言，熒光物質的檢測可分為兩類，即熒光物質含量的檢測和熒光物質遷移量的檢測。

對于食品包裝材料中熒光物質遷移量的檢測，英國、日本和我國臺灣省都有關于紙制品熒光物質遷移性（牢度）的檢測標準，但這三種檢測標準都存在一定的局限性。其中，歐洲EN648標準主要模擬的是紙制品熒光物質可能的遷移過程，與食品包裝材料使用過程一致性較好，但測定過程較長，最長在28h以上，且主要浸漬介質是稀醋酸、碳酸鈉、橄欖油，與紙巾、紙在使用過程中與水（汗液）浸漬的過程有較大差異。日本JIS標準與我國臺灣省標準都是采用堿性水溶液浸泡和攪拌紙巾，析出熒光增白劑后再轉移到紗布上，而堿性水溶液浸泡和攪拌紙巾的過程，會使紙巾纖維過于分散，比實際使用過程劇烈，從而造成熒光增白劑過度析出，且測試過程較為復雜，一般要12h以上。

我國于2010年提出《紙張中可遷移性熒光增白劑檢測方法》制定計劃，標準主要技術內容包括對可遷移性熒光增白劑的定性及定量檢測，適用于對紙和紙制品中可遷移性熒光物質的檢測。

可以看出，對于食品包裝材料中熒光物質的檢測，國內外并沒有一個特別適用的標準。

高效液相法色譜檢測試驗

下面，以聚苯乙烯材料中熒光物質的檢測為例，對高效液相色譜串聯質譜法的檢測效果進行分析。

1.試驗步驟

（1）單標準儲備液的配置

分別稱取9種標準品0.1000g于100mL容量瓶中，加入三氯甲烷溶解并定容至刻度線，充分搖勻備用，濃度為1.0mg/mL。

（2）混合標準儲備液的配置

分別移取上述單標準儲備液5.0mL于100mL容量瓶中，加入甲醇定容至刻度線，充分搖勻備用，濃度為50mg/L。臨用時，將混合標準儲備液稀釋到所需濃度，制作標準工作液。

（3）樣品的制備

采用適當的工具，將樣品制成大小約為0.5cm×0.5cm的碎片，在樣品制備過程中，注意避免交叉污染。對于特殊樣品，可參考GB/T 5009.78-2003《食品包裝用原紙衛生標準的分析方法》的制備方法。如果觀測到樣品中熒光物質分布不均勻，需鑒定所用種類時，可只選取含有熒光物質的部位進行樣品制備。

（4）樣品的前處理

準確稱取2.5g樣品置于50mL具塞比色管中，加入30mL三氯甲烷，超聲提取后，靜止冷卻至室溫，再用三氯甲烷定容至刻度，搖勻，準確移取10mL樣品液于另一支50mL具塞比色管中，于渦旋振蕩器上一邊渦旋，一邊在具塞比色管邊緣緩慢滴加約30mL甲醇并定容，搖勻靜置后取1mL清液過0.22μm有機濾膜，待測。

（5）液相色譜的操作條件

色譜柱：GC18色譜柱（250nm×4.6mm，5μm）。流動相梯度洗脫：0～15min為75%～85%甲醇，15～35min為85%～95%甲醇；檢測波長：激發波長（λex）365nm、發射波長（λem）430nm；流速：1.0mL/min；進樣量：10μm；柱溫：35℃。

將標準工作液按濃度由低到高的順序進行測定，以色譜中的峰面積對濃度繪制標準曲線，試樣溶液進樣后，外標法定量。

2.試驗優化分析

（1）檢測波長的優化選擇

使用熒光分光光度計，在220～800nm波長范圍內，對標準工作液進行掃描，獲取最大激發波長和發射波長。經過數據分析，常見熒光物質的最大激發波長在365nm附近，最大發射波長在430nm附近，故推薦其作為試驗的檢測波長。

（2）溶劑的優化選擇

對比甲苯、甲醇、二氯甲烷以及三氯甲烷等溶劑對熒光物質的溶解性，結果顯示三氯甲烷對熒光物質的溶解性較好。需要注意的是，針對不同的測試樣品，所需溶劑也是不同的，因此每次檢測前都需要對溶劑進行進一步試驗。

（3）分離條件的優化

檢測前，需要對比不同流動相的分離效果，以確定哪種流動相適合測試樣品。總體原則要求目標物質在GC18色譜柱中保留較大，保留時間相對較長。例如，針對聚苯乙烯材料而言，高比例有機相的流動相能加快待測物的洗脫速度。通過實驗對比，對于聚苯乙烯材料而言，采用甲醇和水作為流動相體系，同時配合梯度洗脫程序，該物質可在40min內完成分析，而且分離效果好。

（4）線性關系、檢出限和定量限測試方法優化

經過反復測試，結果顯示，在0.2～200.0μg/L，標準曲線的相關系數均大于0.9992，線性關系良好，按3倍信噪比（S/N=3），目標物的儀器檢出限為0.01～0.08μg/L，結合前處理條件的稀釋倍數計算，確定方法定量限為1.0～8.0μg/kg之間，說明該方法具有較高的靈敏度。

隨著人們對食品包裝材料中熒光物質問題關注度的日益提高，我國現有的檢測方法已經無法滿足目前客戶對熒光物質檢測的嚴格要求，通過不斷優化試驗條件，將高效液相色譜法應用到熒光物質的檢測中，一定會產生非常好的效果。