塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移危害研究

張 云，黃傳暉，吳春燈

（1.三明出入境檢驗檢疫局，福建 三明 365000；2.三明市食品藥品審評與不良反應監測中心，福建 三明 365000）

塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移危害研究

張 云1，黃傳暉2，吳春燈1

（1.三明出入境檢驗檢疫局，福建 三明 365000；2.三明市食品藥品審評與不良反應監測中心，福建 三明 365000）

采用高效液相色譜法建立了塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑的檢測方法。并對熒光增白劑在酒精飲料中的遷移危害進行系統、深入地研究，研究熒光增白劑溶出量與酒精濃度、存放溫度、存放時間和重復使用等因素的關系，以及不同熒光增白劑的變化情況。結果表明，10種熒光增白劑在質量濃度0.1～2.0 mg/L范圍內與峰面積呈良好的線性關系，相關系數（R）≥0.997，方法檢出限＜0.1 mg/kg；酒精濃度、存放溫度、接觸時間和多次重復使用對塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑的遷移溶出具有顯著影響，且不同類別熒光增白劑影響程度存在明顯差異。

酒精飲料；熒光增白劑；塑料包裝材料；遷移危害

酒精飲料作為大眾的日常消費品，其安全性一直牽動人心[1]。塑料材料由于成本低、運輸方便以及可塑性、印刷性強等特點，在酒精飲料的內包裝中普遍應用，作為酒精飲料的“貼身之物”對產品質量會產生直接或間接的影響[2]。熒光增白劑（fluorescent whitening agents，FWAs）是一類重要的功能性助劑[3]，能吸收紫外光并激發出藍色或藍紫色熒光，早期主要用來改進洗滌劑、紙張和紡織品的外觀，隨著塑料工業的發展，逐漸滲透到該領域[4-5]。醫學臨床實驗證明，熒光增白劑被人體吸收后，會加重肝臟負擔，接觸過量的熒光增白劑，具有致癌的可能[6-8]。塑料包裝材料與酒精飲料的接觸過程中，熒光增白劑會以滲透、遷移等形式進入食品，進而危害消費者的身體健康[9-10]。

近年來，世界各國對塑料食品包裝材料中熒光增白劑的使用進行了嚴格控制[11-12]。目前，國內外對于熒光增白劑的研究，主要集中在熒光增白劑殘留量的檢測方法[13-16]，對于熒光增白劑遷移規律的研究，只有紙張及紙質食品包裝材料中有相應報道[17-20]。未見塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移危害研究報道。本研究以市場上最有代表性的10種熒光增白劑FWA52、FWA236（常用于賽璐璐、聚氯乙烯塑料等），FWA199、FWA378（主要用于某些合成纖維、造 紙 等 工 業），FWA135、FWA184、FWA185、FWA367、FWA368、FWA393（主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料）為研究對象，探索利用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法同時測定上述10種熒光增白劑的檢測方法。并考察塑料包裝材料中熒光增白劑在啤酒、葡萄酒、白酒等不同酒精飲料中的遷移危害。以期對塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑的控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

熒光增白劑（FWA52、FWA135、FWA184、FWA185、FWA199、FWA236、FWA367、FWA368、FWA378、FWA393）標準品：美國Sigma-Aldrich公司；四氫呋喃、乙腈、甲醇、環己烷、乙酸乙酯、無水乙酸銨（色譜純）：德國Merck公司；二氯甲烷、冰乙酸（均為分析純）：西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設備

Agilent1200高效液相色譜儀：美國Agilent公司；ST16R高速冷凍離心機：美國Thermo公司；Milli-Q超純水制備系統：美國Millipore公司；EV311旋轉蒸發儀LabTech公司；XB220A電子天平：瑞士Precisa公司；SPT-24A全自動氮氣吹掃濃縮儀：北京斯珀特科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制作

在聚氯乙烯（polyvinylchlorid，PVC）粉中加入上述10種熒光增白劑粉末，攪拌均勻后，委托泉州市華美塑膠制品有限公司制作成厚度為0.17 mm，含量為0.03%的PVC塑料瓶一批，作為熒光增白劑遷移危害的研究樣品。

1.3.2 樣品前處理方法

將待測PVC塑料瓶剪至0.5 cm×0.5 cm以下的碎片，之后將碎片充分混勻，稱取1.0 g至50 mL具塞離心管中，加入10 mL四氫呋喃漩渦混勻1 min，于40℃超聲提?。?0 kHz、500 W）30 min，過濾后取5 mL于另一離心管中，至混勻器上邊混勻邊順序加入5 mL甲醇，15 mL水后，于高速離心機中10 000 r/min、0℃冷凍離心5 min，吸取適量上清液待測。

1.3.3 高效液相色譜條件

Eclipse XDB-C18色譜柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫40 ℃；進樣：50 μL；流速1.0 mL/min；發射波長360 nm，激發波長440nm。梯度洗脫，流動相及梯度洗脫程序見表1。

表1 高效液相色譜梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program of HPLC

1.3.4 熒光增白劑遷移試驗

采用國標GB5009.156—2016《食品接觸材料及制品遷移試驗預處理方法通則》，按每平方厘米加2 mL，在塑料包裝材料中加入相應的乙醇溶液，在選定遷移條件下進行遷移試驗。

1.3.5 不同乙醇體積分數對熒光增白劑遷移的影響

分別配制體積分數為5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%的乙醇溶液作為模擬物，于30℃條件下分別進行遷移試驗，取遷移試驗中得到的樣液1 mL，通過0.22 μm濾膜過濾，上機檢測。

1.3.6 存放溫度對塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移的影響

選用體積分數60%乙醇為模擬物，存放時間為2 h，分別在溫度5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃條件下進行遷移試驗，取遷移試驗中得到的樣液1mL，通過0.22 μm濾膜過濾，上機檢測。

1.3.7 存放時間對塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移的影響

選用體積分數60%乙醇溶液為模擬物，于存放溫度30℃條件下進行遷移試驗，分別浸泡1 h、2 h、3 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h進行遷移試驗，取遷移試驗中得到的樣液1 mL，通過0.22 μm濾膜過濾，上機檢測。

1.3.8 重復使用對塑料包裝酒精飲料中熒光增白劑遷移的影響

選用體積分數60%乙醇溶液為模擬物，于30℃條件下進行遷移試驗，浸泡塑料食品包裝材料2 h，連續12次，取遷移試驗中得到的樣液1 mL，通過0.22 μm濾膜過濾，上機檢測。

2 結果與分析

2.1 高效液相色譜條件優化

試驗對比了乙腈、甲醇和四氫呋喃作為流動相有機相的分離效果，發現使用乙腈和甲醇作為有機相時，待測物色譜峰拖尾較為嚴重；而采用四氫呋喃配合甲醇作為有機流動相，不但可以使色譜峰完全基線分離，且峰型較好?？疾炝瞬煌牧鲃酉啾壤Y果表明，選擇在表1梯度洗脫程序條件下可獲得最佳的分離效果，且信號較強，峰形較好。10種熒光增白劑混合標準溶液的分離色譜圖見圖1。

圖1 10種熒光增白劑混合標準溶液的高效液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of mixed standard solution of 10 kinds of fluorescent whitening agents

2.2 標準曲線繪制

選用空白樣品加入熒光增白劑標準系列（0.1 mg/kg、0.2 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg），再按1.3方法進行處理后，依次進樣分析。以被測組分峰面積y對其質量濃度x（mg/L）作標準曲線。各種待測物的線性范圍、相關系數（R）、檢出限（detection limit，LOD）（S/N＞3）及定量限（limit of quantitation，LOQ）（S/N＞10）結果見表2。

表2 10種熒光增白劑的線性范圍、相關系數、檢出限及定量限Table 2 Linear range,correlation coefficients,limits of detection and limit of quantification of 10 kinds of fluorescent whitening agents

由表2可知，10種熒光增白劑在0.1～2.0 mg/kg質量濃度范圍內呈良好的線性關系，相關系數（R）均≥0.997，方法檢出限和定量限均＜0.1 mg/kg。

2.3 熒光增白劑在不同乙醇體積分數下的遷移情況

本試驗選擇在30℃接觸條件下，用體積分數為5%～60%乙醇溶液分別浸泡塑料食品接觸材料2 h，考察不同的乙醇體積分數下熒光增白劑的遷移情況，結果見圖2。

圖2 不同乙醇體積分數下熒光增白劑的遷移情況Fig.2 Migration of fluorescent whitening agents under the condition of different concentration of ethanol

由圖2可知，在不同體積分數的乙醇溶液中，每種熒光增白劑都有溶出，且隨著乙醇體積分數的升高，各種熒光增白劑的遷移量明顯增加，當乙醇體積分數達到60%時，各種熒光增白劑的溶出量達到最大，表明乙醇體積分數對熒光增白劑的溶出有較大影響。其中受乙醇體積分數影響最大的是FWA52、FWA185、FWA199等3種熒光增白劑，在體積分數60%乙醇溶液的溶出量約為體積分數5%乙醇溶液的10倍。而FWA184、FWA368、FWA378、FWA393等4種熒光增白劑的溶出量受乙醇體積分數變化的影響相對較小。

2.4 熒光增白劑在不同存放溫度下的遷移情況

本試驗選用體積分數為60%乙醇為模擬物，存放時間為2 h，分別試驗塑料包裝材料在5～80℃條件下熒光增白劑遷移量的變化情況，結果見圖3。

圖3 不同存放溫度下熒光增白劑的遷移情況Fig.3 Migration of fluorescent whitening agents under the different storage temperature

由圖3可知，隨著存放溫度的升高，塑料包裝材料中熒光增白劑的遷移量也隨之增加。在5～40℃時，熒光增白劑的遷移量較小而且變化不大，但當存放溫度＞50℃時，熒光增白劑的遷移量驟然增大，且隨著存放溫度的升高，遷移量增幅變大。在80℃時，10種熒光增白劑的遷移量按從大到小排序依次是：FWA52＞FWA185＞FWA199＞FWA367＞FWA236＞FWA393＞FWA135＞FWA368＞FWA184＞FWA378，其中FWA184的遷移量變化最大，為5℃時的305倍。因此，建議盡量不要對塑料包裝的酒精飲料進行加熱或存放于高溫環境下。

2.5 熒光增白劑在不同存放時間下的遷移情況

本試驗選用體積分數60%乙醇為模擬物，在30℃接觸條件下，分別試驗塑料包裝酒精飲料在1～72 h遷移量的變化情況，結果見圖4。

圖4 不同存放時間下熒光增白劑的遷移情況Fig.4 Migration of fluorescent whitening agents under the different storage time

由圖4可知，隨著存放時間的延長，熒光增白劑的遷移量也隨之增加，但到達最大值后都出現了遷移量下降的情況，FWA52和FWA236在24 h內，各種熒光增白劑的含量都呈增長狀態，但在第24小時遷移量出現峰值后，遷移量下降，而FWA135、FWA184、FWA185、FWA368和FWA393的峰值出現在12 h，FWA199和FWA378的峰值出現在48 h。表明熒光增白劑隨著存放時間的遷移量會逐漸增多，因此，建議不要長時間使用塑料材料包裝高度酒精。

2.6 熒光增白劑在重復使用條件下的遷移情況

為了了解塑料包裝材料在多次重復使用下熒光增白劑遷移量的變化情況，本研究在30℃接觸條件下，用體積分數60%乙醇浸泡塑料食品包裝材料2 h，連續10次，考察重復使用下熒光增白劑遷移量的變化情況，結果見圖5。

圖5 重復使用下熒光增白劑遷移情況Fig.5 Migration of fluorescent whitening agents under the conditions of reuse

由圖5可知，除FWA378、FWA368和FWA393外，其余種類的熒光增白劑大多是在前5次使用時，遷移量較小，遷移值也基本相近，在第6次使用時，熒光增白劑的遷移量明顯增高，出現最大峰值，之后隨著使用次數的增多遷移量逐漸降低，但遷移量仍比前5次使用時大得多。而FWA378、FWA368和FWA393三種熒光物質也都出現了遷移量突然升高的情況，峰值分別出現在第5次、第3次和第8次重復使用時。這主要是由于經過多次重復使用后，塑料表面受到酒精飲料的反復侵蝕破壞，內層的熒光增白劑單體通過塑料表層遷移出來。因此，建議在日常生活中盡量不要重復使用塑料材料多次包裝酒精飲料。

3 結論

本試驗采用建立的塑料包裝材料中熒光增白劑的檢測方法，使用不同體積分數的乙醇作為模擬物，考察了不同乙醇體積分數、接觸時間、接觸溫度以及重復使用條件下，對各種熒光增白劑的遷移規律進行研究，結果表明，熒光增白劑的溶出量隨著乙醇濃度的增加而增加；對不同溫度下的熒光增白劑溶出情況的實驗表明，較高的溫度對塑料包裝材料中熒光增白劑的遷移溶出具有顯著影響；隨著接觸時間的增長，塑料包裝材料中的熒光增白劑向酒精飲料中遷移的可能性在不斷加大；多次重復使用會使得塑料表面受到酒精飲料的反復侵蝕破壞，內層的熒光增白劑單體會通過塑料表層不斷遷移出來。

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Migration hazard of fluorescent whitening agents from plastic package to alcoholic beverage

ZHANG Yun1,HUANG Chuanhui2,WU Chundeng1
(1.Sanming Entry-Exit Inspection&Quarantine Bureau of P.R.C,Sanming 365000,China;2.Sanming Food and Drug Evaluation and Adverse Reaction Monitoring Center,Sanming 365000,China)

The detection method of fluorescent whitening agents in plastic packaged alcoholic beverage was established by HPLC,and the migration hazardoffluorescentwhiteningagentsin alcoholic beverageswere systematicallyand deeplyresearched.The relationshipsbetween dissolution quantity of fluorescent whitening agents with alcohol concentration,storage temperature,time and reuse were studied,and the changes situation of different fluorescent whitening agents were explored.The results showed that 10 kinds of fluorescent whitening agents within the range of 0.1-2.0 mg/L had a good linear relationship with the peak area(R≥0.997).The limit of detection was less than 0.1 mg/kg.The alcohol concentration,storage temperature,time and multiple reuses had significant effect on the migration and dissolution of fluorescent whitening agents in plastic packaged alcoholic beverage.The effect degree of different types of fluorescent whitening agents was obviously different.

alcoholic beverage;fluorescent whitening agents;plastic packaged materials;migration hazard

TS207.5

0254-5071（2017）09-0173-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.09.037

2017-05-17

福建省科技計劃項目（2015Y0001）

張 云（1984-），男，工程師，碩士，研究方向為食品及其接觸產品安全檢測。