食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì) 分析技術(shù)的研究進(jìn)展

肖 娟，魏劍輝，王 磊，胡 瑛

（江西省檢驗檢測認(rèn)證總院工業(yè)產(chǎn)品檢驗檢測院，江西南昌 330052）

目前，食品包裝雖然一定程度上能起到保護(hù)食品、方便食品運輸、增加審美、提高商品價值以及促進(jìn)銷售的作用，但許多食品包裝材料在不同的溫度、濕度等條件下，一些未參與聚合的游離單體或裂解物會發(fā)生遷移，從而造成食品有害物質(zhì)殘留，增加食品安全衛(wèi)生風(fēng)險。食品安全問題與人們的身體健康息息相關(guān)。研究食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)分析技術(shù)的研究進(jìn)展，對于食品接觸用包裝材料測試及標(biāo)準(zhǔn)體系的制定與完善有著重要的意義。

1 食品接觸材料中有害物質(zhì)的分析

1.1 食品金屬罐

食品金屬罐主要分兩片罐和三片罐兩種。兩片罐由罐身和罐蓋組成，三片罐由罐身、罐底和罐蓋組成。食品金屬罐內(nèi)壁通常為有機(jī)涂層，可有效避免飲料等內(nèi)容物直接接觸金屬引起金屬罐腐蝕、金屬離子析出等問題。但有機(jī)涂層中的化學(xué)物質(zhì)也可能遷移進(jìn)食品，進(jìn)而帶來質(zhì)量安全問題。食品金屬罐的內(nèi)涂料主要有3類，分別為環(huán)氧樹脂涂料、聚酯涂料和聚氯乙烯有機(jī)溶膠涂料。在涂層過程中可加入酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等作為固化劑進(jìn)行配合使用。因此，食品金屬罐內(nèi)涂層中可能含有雙酚A、雙酚A縮水甘油醚及其水解和氯化衍生物、環(huán)氧氯丙烷、苯酚、甲醛和三聚氰胺等殘留反應(yīng)起始物、擴(kuò)鏈劑和反應(yīng)中間產(chǎn)物，這些物質(zhì)都具有一定的毒性，會對人體健康和生態(tài)環(huán)境帶來危害。

1.2 接觸玻璃材料

玻璃接觸材料大部分用于飲料包裝。為了防止破碎，玫璃瓶在制造過程中通常需經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化或塑料強(qiáng)化處理。該類食品接觸材料的有毒有害物質(zhì)較為單一（鉛、砷、銻等），而且通常其向食品中的遷移量很低，對人們的危害較小[1]。

1.3 熒光增白劑

熒光增白劑是一類重要的精細(xì)化學(xué)品。在塑料制品制造過程中，通常為了改善成型品的外觀，往往添加熒光增白劑，其是一種致癌活性很強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)。熒光增白劑難溶于水，難降解，誤食后人體無法正常代謝熒光增白劑，長期毒性累積，具有癌變的風(fēng)險。

1.4 甲醛類物質(zhì)

這種物質(zhì)主要應(yīng)用在三聚氰胺餐具、鐵管黏合劑樹脂涂層等制品的生產(chǎn)過程中，但是如果在制品生產(chǎn)中沒有完全發(fā)生聚合反應(yīng)，又或者用這些制品接觸高溫或者酸性食品，那么就會出現(xiàn)甲醛有害物質(zhì)遷移，從而對食品造成污染，一般主要包括食品接觸的金屬涂層、橡膠材料、竹木接觸材料以及樹脂餐具等。甲醛類物質(zhì)本身對人們的身體具有巨大的危害，其毒性一般分為慢性和急性，能通過人類呼吸道、皮膚組織和消化道被人們所吸收，因此也被世衛(wèi)組織稱之為最可疑的致癌物質(zhì)[2]。

1.5 鄰苯二甲酸酯類

鄰苯二甲酸酯類作為一種十分常見的塑化劑，在我國塑料制劑中應(yīng)用最為廣泛，同時鄰苯二甲酸酯類還是產(chǎn)量最大的塑料助劑。在實際應(yīng)用中，其廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯制品、塑料薄膜、玻璃蓋墊片以及外包裝紙的生產(chǎn)中，而且這種物質(zhì)能夠通過人體皮膚、消化道以及呼吸道被人們所吸收。此外，鄰苯二甲酸酯類也具有強(qiáng)烈的生殖毒性，對胎兒發(fā)育會產(chǎn)生較大的影響。

2 食品接觸材料對于食品安全的意義

①合適的包裝方式和材料可以保護(hù)食品不受外界的污染，保持食品本身的水分、成分、品質(zhì)等特性不發(fā)生改變。②材料本身的化學(xué)成分會向食品中發(fā)生遷移，如果遷移的量超過一定界限，會影響到食品的衛(wèi)生。隨著食品科技和包裝工業(yè)的迅速發(fā)展，許多新型的包裝材料和包裝形式不斷出現(xiàn)，如何對各類包裝材料在食品中的應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范和管理一直受到各國政府的關(guān)注。世界各國特別是美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家的分析與研究結(jié)果表明，與食品接觸的器皿、餐廚具和包裝容器以及包裝材料中的有害元素、有害物質(zhì)已經(jīng)成為食品污染的重要來源之一，已成為人們對食品安全一個新的關(guān)注點。

3 遷移理論及其試驗研究

3.1 遷移理論

食品接觸材料遷移指其與食品直接接觸后，食品包裝材料中的化學(xué)物質(zhì)以擴(kuò)散、逃逸等形式侵入食品中，形成從包裝材料向食品內(nèi)部遷移的過程。一般將遷移至食品中的化學(xué)物質(zhì)稱之為“特殊食品添加劑”。這個過程中雖然發(fā)生遷移的化學(xué)物質(zhì)量極少，但長期攝入含有一定“特殊食品添加劑”的食物，會造成化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)累積，進(jìn)而形成一定周期內(nèi)化學(xué)物質(zhì)超標(biāo)。“特殊食品添加劑”攝入量超過國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，便會對人體健康形成危害。

3.2 遷移模型

遷移模型是根據(jù)食品接觸材料擴(kuò)散系數(shù)及控制因素建立的模型。一般食品包裝材料發(fā)生的遷移包括以下3類：①擴(kuò)散系數(shù)接近0的遷移，表明遷移量極少；②擴(kuò)散系數(shù)為恒定數(shù)值的遷移，這類遷移表現(xiàn)為遷移時間與包裝食品的組成無關(guān)；③食品接觸材料與食品接觸直接遷移，無接觸時無明顯遷移。遷移量受接觸類型、接觸材料中遷移物含量、食品性質(zhì)、遷移特性、接觸溫度和接觸時間等因素影響。JOHNS等[3]采用遷移模型對食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果表明不穩(wěn)定揮發(fā)性物質(zhì)遷移量、遷移率較高，高分析遷移物較低分子物質(zhì)遷移水平低。FAUCONNIER等[4]以遷移量、遷移時間、遷移溫度進(jìn)行影響面分化，建立了三維數(shù)據(jù)模型，用于對食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)的遷移進(jìn)行觀察，并統(tǒng)計遷移結(jié)果。

3.3 遷移試驗

遷移試驗的原型為模擬包裝材料與食品接觸過程。在遷移試驗條件上，需要參考產(chǎn)品的實際使用條件，盡可能模擬真實的遷移條件。遷移試驗主要的控制條件包括擬接觸食品種類、使用時間和使用溫度。由于食品接觸材料生產(chǎn)的環(huán)境較為復(fù)雜，生產(chǎn)產(chǎn)品類型較多，食品存放環(huán)境和使用環(huán)境也較為復(fù)雜，而食品接觸材料產(chǎn)品使用溫度范圍跨度較大，在使用遷移模型模擬食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)遷移過程時，難以對接觸對象、接觸時間、產(chǎn)品使用溫度等進(jìn)行逐一模擬遷移，只能通過參考產(chǎn)品實際使用條件對實驗條件進(jìn)行規(guī)定。具體的試驗條件規(guī)定參考?xì)W盟塑料法規(guī)（EU）10/2011，稱為（EU）10/2011的相關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行遷移試驗時，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的試驗條件模擬遷移條件，嚴(yán)格控制最長接觸時間、使用溫度等條件，以確保遷移試驗的安全性。

4 食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)分析技術(shù)的研究進(jìn)展

近年來，國內(nèi)食品接觸材料有害物質(zhì)分析技術(shù)獲得了較快的發(fā)展，為食品包裝材料的檢測提供了更多的選擇。魏靜娜等[5]對一次性紙杯中全氟辛酸及全氟辛烷磺酸的膳食暴露研究中，采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法對20種一次性紙杯中的PFOA及PFOS在與不同食品接觸相同時間后對食品內(nèi)發(fā)生的遷移量進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示PFOA和PFOS的檢出率分別占98.3%、61.7%，遷移量均值相對偏低。考慮到PFOA、PFOS具有較長的半衰期，可在人體內(nèi)產(chǎn)生蓄積效應(yīng)，不建議使用此類接觸性材料的器皿存放低濃度酒精飲品或油脂類食品。陳龍鳳等[6]對重慶、東北地區(qū)紙質(zhì)食品接觸材料中的熒光增白劑調(diào)查中，應(yīng)用遷移模型測試花邊墊紙、紙漿飯盒、紙袋中的熒光增白劑C.I.220，結(jié)果顯示幾款食品紙質(zhì)直接接觸包裝材料中的C.I.220最大值為259 mg·kg-1，證實了生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)這幾款產(chǎn)品中存在違規(guī)添加熒光增白劑的問題。因此，針對食品接觸材料中熒光增白劑項目不合格的產(chǎn)品應(yīng)報送當(dāng)?shù)厥袌霰O(jiān)督管理部門監(jiān)管。李紅艷等[7]以固相萃取-高效液相色譜法對食品接觸材料中的6種常見的芳香胺進(jìn)行遷移量測定，檢出限為0.01 mg·L-1，檢出波長為240～280 nm， 濃度以0.2～20.0 mg·L-1為宜，相關(guān)系數(shù)＞0.997，加標(biāo)回收率為86.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2%～6.1%。研究結(jié)果顯示食品接觸材料中的芳香胺遷移風(fēng)險較高。該研究為食品接觸材料生產(chǎn)廠家使用芳香胺原料生產(chǎn)產(chǎn)品提供了科學(xué)參考。

5 結(jié)語

綜上所述，材料中所含的揮發(fā)性氣味物質(zhì)類型較多，危害較大。本文基于食品安全考慮，研究了遷移模型及遷移試驗，其對于食品接觸材料中揮發(fā)性氣味物質(zhì)的測試與分析具有重要作用。應(yīng)用遷移模型時應(yīng)嚴(yán)格按照遷移模型及遷移條件進(jìn)行遷移量的測試，根據(jù)食品產(chǎn)品的實際生產(chǎn)、存儲、運輸需求制定食品接觸包裝材料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系，為直接接觸類食品包裝材料生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而推動我國食品包裝材料的安全發(fā)展。