紅外光譜技術在快速檢測密胺餐具品質中的應用

趙騰 許義月

蘇州市質量技術監督綜合檢驗檢測中心

紅外光譜技術是一種高效、準確、方便快速、綠色的光譜分析技術，在快速檢測密胺餐具標準中施展了自己的優勢和作用。當前，密胺餐具在我國居民生活中使用較為普遍，尤其是以抗摔性強、造型可愛多樣的優點在兒童餐具中使用居多。然而，密胺餐具存在一定的安全風險，歐盟食品與飼料快速預警系統（RASFF)曾連續多年通報密胺制品中甲醛和三聚氰胺超標。[1]另外，在市場調查中發現，有不法商家存在用脲醛樹脂代替三聚氰胺甲醛樹脂為基材冒充密胺餐具的情況，還有的采用密胺-脲醛復合餐具來仿造。脲醛樹脂是甲醛與尿素反應聚合而成，在一定的溫度下甲醛會大量遷出，對人體健康造成危害，因此，為確保密銨餐具的品質，本文通過紅外光譜法對密胺餐具進行實驗檢測，分析劣質餐具存在的潛在風險。

一、實驗部分

（一）儀器與材料

儀器采用傅里葉變換紅外光譜儀，紫外分光光度計。

實驗材料涵蓋密胺餐具的常用的幾個種類，包括碗、筷子、餐盤、勺子、杯、碟等，均取自我市各生產企業和超市、商場等消費市場。實驗樣品的材質有100%密胺餐具、100%脲醛餐具以及密胺--脲醛復合餐具。

（二）方法

1.鑒別材料

首先采用紅外光譜技術對密胺--脲醛復合餐具、脲醛餐具和100%密胺餐具的材質進行鑒別，并初步鑒別密胺材料的內、外、中三層的材料。以溴化鉀粉末壓片法抽樣來測定中間層，共中溴化鉀與樣品粉末之比約150:1，分辨率為4，掃描范圍是4000--650cm-1，掃描32次。采用單點衰減全反射（ATR)直接測定餐具內表面，其中金鋼石晶片,分辨率為4，掃描范圍是4000--650cm-1，掃描32次。

2.樣品提取

本次初階我們只驗證4%乙酸中甲醛和三聚氰胺的遷移量，是由于在橄欖油、乙醇、乙酸和水等四種介質中，以乙酸介質中三聚氰銨的遷移量最大。本實驗設計兩種條件下的甲醛和三聚氰胺遷移實驗，并參考強制性國家標準對結果進行比較。第一種條件，以4%乙酸為浸泡介質，遷移實驗條件是溫度在100℃保持兩個小時，再按餐具重復使用的特質進行預處理在實驗中需要三次遷移實驗方能有效，合規性判定依據取第三次遷移實驗時記錄的測定結果，注意在浸泡液每次實驗后都要重新更換。第二種條件，以4%乙酸為浸泡介質，遷移實驗條件是溫度在60℃保持兩小時后測定甲醛和三聚氰胺的遷出量。另外，遷移實驗的浸泡應依據餐具的具體情況，比如說兒童用筷子在進行遷移實驗時，需采用1kg浸泡液來接觸6dm2，空心容器實驗時要將浸泡液加入離容器上邊緣5mm處。

（三）材料的鑒別

采用紅外光譜技術測定來選用的三種餐飲具實驗材料的材質，觀注實驗過程和結果發現，在紅外光譜圖的清晰顯示中，可以看到脲醛樹脂和密胺樹脂的特征吸收峰有著較大的差別，在1630cm-1處可見脲醛塑料的特征吸收峰,其對應的是羥基的C=O伸縮振動,峰形稍寬且強度較大。而在810cm-1處可見密胺塑料的特征吸收峰，對應雜芳環上C=N 的成環共軛，峰形強而尖。[2]而從密胺--脲醛復合餐具的紅外光譜圖中則可以發現，特征吸收峰具有較為明顯的疊加效應，同時在紅外譜圖的1 630 cm–1處和810cm-1處都有特征吸收，一個鈍而強，一個尖銳而強，且明顯疊加。

（四）測定甲醛和三聚氰胺的遷移量

測定甲醛遷移量的色譜條件為：選用（250×4.6mm，5μm）的毛細血管柱為色譜柱，檢測波長為250nm,柱溫35℃，進樣量20μl,流動相為水-乙腈（55:45，V/V）,流速為每分鐘1mL。取衍生化試劑1mL和提取的樣品溶液1mL加在一起搖勻后，即可得出樣品溶液。三聚氰胺的遷移量可依照國標要求采用高效流相色譜法測定。

二、結果與討論

（一）餐具樣品經4%乙酸浸泡后情況

由于本實驗中這三種餐具對酸都很敏感，故用4%乙酸對不同材料的樣品浸泡過后，分析此時樣品紅外光譜圖的變化情況可知，100%密胺樹脂功能團的吸收強度和紅外光譜圖基本上沒有變化，可見其在使用過程中性能較穩定。而紅外光譜圖中而脲醛樹脂和脲醛-密胺混合樹脂的曲線波動則呈現出毛刺，曲線不再平滑，這是因為脲醛樹脂在經酸浸泡后，內部結構不穩定而變得疏松，紅外光譜的能量變弱，特征吸收峰也不太明顯，不宜在餐具中使用。

（二）遷移實驗結果

GB4806.6-2016中規定，三聚氰胺特定遷移量不能超過2.5mg/kg，且用于嬰幼兒餐具、食品或玩具中含量必需不能超過1mg/kg，以確保安全衛生，甲醛的特定遷移量不能超過15mg/kg。將樣品按照材質分為100%密胺組和脲醛及密胺-脲醛組，通過兩組的遷移實驗結果分析得出，餐具采用脲醛及密胺-脲醛復合材料進行制作時，會大大增加甲醛的單體遷出風險。如采用脲醛樹脂加工成的勺子，在溫度100℃的4% 乙酸中浸泡兩小時后，檢測發現第三次浸泡液中甲醛的遷移量最高達2707mg/kg，遠遠超過限量值。

三、結論

當前市場上密胺餐具質量良莠不齊，2016年食品接觸用材料新標準的頒布，對提高餐具的安全性和品質也起到了積極的推進作用，文章通過實驗，探究了紅外光譜技術在密胺餐具的檢測中的應用，結果證明：該方法精確度高、分析速度快，安全可靠，且無需對樣品進行預處理，方便易操作。

[1]王蓉佳，張芳芳，劉小慧.密胺餐具的鑒別及其三聚氰胺和甲醛遷移風險調查.[J]，中國食品衛生雜志，2017，29（5）.

[2]楊雪嬌，黎群娣，等.傅里葉紅外光譜法分析密胺餐具、脲醛餐具及其表面涂層.[J]，化學分析計量，2015（4）.