紙塑食品包裝材料中鉛的遷移研究

彭湘蓮，李忠海，袁列江，薛敏敏

(1. 中南林業(yè)科技大學 食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2. 湖南省質量技術監(jiān)督管理局，湖南 長沙 410007)

紙塑食品包裝材料中鉛的遷移研究

彭湘蓮1，李忠海1，袁列江2，薛敏敏2

(1. 中南林業(yè)科技大學 食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2. 湖南省質量技術監(jiān)督管理局，湖南 長沙 410007)

以4種紙塑包裝材料為對象，通過遷移實驗，研究了其中鉛在不同的溫度下(5℃、20℃、40℃、70℃)向食品模擬液水中的遷移行為。結果表明: 隨著遷移時間的延長，4種紙塑包裝材料中鉛的總遷移量都在增加；在不同溫度區(qū)間，隨著溫度的升高，鉛的遷移量均有所增大；且隨著溫度的升高、遷移達到平衡的時間縮短。

紙塑包裝材料；鉛遷移；模擬實驗

近年來，在我國軟包裝生產中, 紙塑包裝材料以其良好的機械操作性能及物理性能的優(yōu)勢發(fā)展迅猛，已成為食品包裝工業(yè)的重要材料[1]。但是其在生產以及后續(xù)加工等環(huán)節(jié)中會添加一些化學物質如熒光增白劑、殺菌劑、固化劑、增塑劑等，它們有可能遷移到食品中，造成食品的污染，從而威脅消費者的健康，因而包裝材料中有害物質的遷移受到國內外研究者的關注[2-6]。

鉛是是一種對人體有害的重金屬元素，它具有蓄積性和多親和性，對人體各組織都有毒性作用，主要損害神經系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、 造血系統(tǒng)和腎臟，還損害人體的免疫系統(tǒng)，使有機抵抗力下降。

尤其是嬰幼兒和學齡前兒童，一旦出現(xiàn)蓄積體內不易排出會引起嬰幼兒血鉛中毒[7]?！妒称钒b用原紙衛(wèi)生標準GB 11680-89》[8]和《食品包裝用原紙衛(wèi)生管理辦法》[9]對我國紙質食品包裝材料中鉛作了限量規(guī)定不超過5 mg/kg。食品紙質包裝材料中的可遷移性鉛一旦接觸食品，有可能會直接進入食品中，從而對人體造成直接危害。因此食品包裝材料中鉛的遷移備受關注。目前對食品包裝材料中的鉛的檢測研究很多[10-12]， 但是很少見紙塑包裝材料中鉛的遷移研究，本文以四種紙塑包裝材料為實驗材料，選擇蒸餾水作為食品模擬液進行了5℃、20℃、40℃、70℃四個溫度的遷移實驗，用石墨爐原子吸收法測定遷移液中鉛的含量，為評價紙塑包裝材料的安全性提供理論參考。

1 實驗部分

1.1 儀器及主要試劑

石墨爐原子吸收光譜儀：M6AA Thermo(Germany)， 石 墨 管 的 型 號：Thermo (Eхtended lifetime, Germany, part number 942339939504) Batch number 101956918-01/10，自動進樣器型號:FS95 furnace autosampler，鉛空心陰極燈(北京曙光明電子儀器公司)，MW-D20試驗室高純水器，海爾冰箱，DHG-9420A型電熱恒溫鼓風干燥箱，DB-1A型不銹鋼電熱板(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司)。

鉛的標準貯存溶液(1.000mg/ml)：由國家糧食標準物質研究中心提供，用5%硝酸逐級稀釋配成鉛的標準溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配，硝酸、高氯酸均為優(yōu)級純。

1.2 儀器工作條件

波長 283.3 nm，燈電流6 mA，狹縫 0.7 nm，交流塞曼背景校正，最大功率升溫，峰高測試方式，樣品進樣體積20 μL。石墨爐加熱程序見表1。

表1 石墨爐加熱程序Table 1 The heating program of graphite furnace

1.2 實驗材料

紙塑包裝材料由湖南一家乳制品廠家提供，為保護提供廠家的利益，在此凡涉及到樣品具體單位的地方，一律隱去，并用A、B、C、D表示。具體情況如表2 所示。

表2 紙質包裝材料的材質Table 2 Materials quality of the paper packaging

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液的配制

用5% HNO3對鉛標準貯存液(1.000 mg/mL)進行逐級稀釋，配制鉛的標準溶液，選取0 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、40 μg/L以繪制標準曲線。

1.3.2 紙塑包裝材料中鉛起始濃度的確定

將紙塑包裝材料剪成1 cm×1 cm的小方塊，精確稱取3.00～5.00 g 于干凈的瓷坩堝內，在電熱板上小火加熱至炭化，移入馬弗爐，500～550 ℃下灰化6 h 左右，放冷取出。若個別樣品灰化不完全，則加一定量的硝酸，在可調電熱板上小火加熱，反復多次直到消化完全至樣液澄清，冷卻后用超純水在25mL容量瓶定容，上機測定。

1.3.3 遷移規(guī)格的體積/面積比

美國[13]ASTM(American Society for Testing and Materials，美國材料與試驗協(xié)會)根據(jù)FDA的研究在其頒布的試驗標準中規(guī)定遷移實驗必須保證食品/食品模擬物與包裝材料的體積/面積比在0.31～1.55 mL/cm2。通過測量計算出紙塑包裝材料C、D的體積/面積比為1.225 mL/cm2，而A、B的體積/面積比為0.909 1 mL/cm2，均在規(guī)定范圍內。

1.3.4 遷移試驗

本試驗采用模擬紙塑包裝材料正常使用情況，分別在紙塑包裝材料A、B、C、D內盛蒸餾水作為食品模擬液(液面均距離杯口1 cm ,杯口以保鮮膜覆蓋)。將上述裝有食品模擬液的包裝盒分別放入冰箱和不同溫度的恒溫烘箱中，設定溫度為5℃、20℃、40℃、70℃。按照表3所述條件進行遷移試驗，每一個時間點設置一個遷移單元，依次抽取模擬液用石墨爐原子吸收法進行檢測。

表3 遷移實驗Table 3 Migration test

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

在最佳儀器工作條件下繪制Pb 標準溶液的標準曲線, 并在相同條件下測定遷移液，實驗測得的Pb 標準溶液標準曲線的回歸方程式為y=0.017 64x+0.003 8，線性相關系數(shù)為0.999 3。

2.2 四種紙塑包裝材料中鉛的原始濃度

在最佳儀器工作條件下測得A、B、C、D中鉛的原始濃度分別為 414 μg/L、319 μg/L、417 μg/L和 296 μg/L。

2.3 遷移規(guī)律

由圖可以明顯看出5℃的冷藏溫度下，鉛的遷移行為相對比較穩(wěn)定，隨著遷移時間的延長，遷移量總體呈上升趨勢，而且基本在20 d后陸續(xù)進入平衡。

20℃下樣品中鉛的遷移趨勢線較平滑，總體上隨著遷移時間的增加而呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，增速比較均勻，在18 d基本達到一個相對穩(wěn)定的平衡點。

40℃下樣品中鉛的遷移量在24 h前增加較緩慢，隨后總體上隨著遷移時間的增加而呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，增速比較均勻，在96 h基本達到一個相對穩(wěn)定的平衡點。

高溫70℃的遷移趨勢線并不很平滑，可能是由于高溫所導致的分子熱運動的加劇和高溫放大的基質效應的干擾所致。但總體遷移量仍是隨著時間的延長而增大。其污染物質的遷移量增速最大是在遷移試驗開始的0～1 d，1 d后遷移量雖然繼續(xù)增加，增幅已經相當緩慢進入平衡的穩(wěn)定階段。

圖1 5℃下4種樣品中Pb的遷移曲線Fig. 1 Migration curves of Pb from four samples to water at five temperature

圖2 20℃下4種樣品中Pb的遷移曲線Fig. 2 Migration curves of Pb from four samples to waterat twenty temperature

圖3 40℃下4種樣品中Pb的遷移曲線Fig. 3 Migration curves of Pb from four samples to waterat forty temperature

圖4 70℃下4種樣品中Pb的遷移曲線Fig.4 Migration curves of Pb from four samples to water at seventy temperature

從圖中可以看出在任何一個溫度區(qū)間總的遷移量總是C＞A＞B＞D，這說明紙塑包裝材料中鉛的初始遷移濃度在一定程度上與鉛的總的遷移量呈正相關，且一定程度上與樣品的材質有關，印刷比無印刷的材料遷移量多些，可能在印刷的油墨中含有較多的鉛；鋁膜和PE膜的存在一定程度上會阻礙鉛的遷移。

3 結 論

本研究采用實際的紙塑包裝材料不做任何處理直接進行遷移實驗，具有實際意義。隨著遷移時間的延長，4種紙塑包裝材料中鉛的遷移總量都在增加，其中印刷比無印刷的材料遷移量要多些，鋁膜和PE膜的存在一定程度上會阻礙鉛的遷移。紙塑包裝材料中鉛的初始遷移濃度在一定程度上與鉛的總的遷移量呈正相關，在不同溫度區(qū)間，隨著溫度的升高，鉛的遷移量均有所增大，且隨著溫度的升高遷移達到平衡的時間縮短。

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Study on lead migration in paper-plastic food packaging materials

PENG Xiang-lian1, LI Zhong-hai1*, YANG Lie-jiang2, XUE Min-min2
(1.School of Food Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004,Hunan, China; 2.Quality and Technical Supervision Bureau, Changsha, 410007,Hunan, China)

By the migration test with four paper-plastic food packaging materials, the migration of lead from food paper-plastic food packaging materials to food simulant (water) under different migrated temperatures (5℃ ,20℃ ,40℃ ,60℃ ) was studied. The results show that the total migration of lead of four kinds of paper-plastic food packaging materials increased at different temperature range with the migration time prolonged；with increasing temperature,the migration volume of lead increased,and migration time to reach equilibrium decreased.

paper-plastic food packaging materials; lead migration；simulation eхperiment

S789

A

1673-923X(2012)02-0127-04

2011-06-12

食品包裝中有害物質遷移高通量檢測技術研究與關鍵技術裝備的研發(fā)(200910011-2)

彭湘蓮(1979—)，女，湖南株洲人，講師，博士研究生，從事食品質量與安全研究

[本文編校:羅 列]