食品包裝材料中熒光物質(zhì)檢測方法解析

張衛(wèi)紅 王東方

近年來，我國食品安全事件時有發(fā)生，其中一次性紙杯、紙碗的熒光物質(zhì)超標問題尤為突出。這是因為有些廠家為了降低生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)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(zhì)量不過關(guān)，為了使其看起來美觀，便加入了大量的熒光物質(zhì)。

熒光物質(zhì)，即熒光增白劑（FWA），是一種廣泛用于造紙業(yè)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(fā)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(xué)性質(zhì)。熒光增白劑極易讓人體消化系統(tǒng)的粘膜組織所吸收，長期積累下來，會讓細胞發(fā)生變異，從而產(chǎn)生潛在的致癌因素。

為了更加準確、有效地檢測熒光物質(zhì)，避免熒光物質(zhì)對人體產(chǎn)生危害，本文對現(xiàn)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(zhì)檢測方法與標準

在國內(nèi)外的標準中，熒光物質(zhì)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(lián)質(zhì)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(qū)分是天然熒光物質(zhì)還是人為添加的熒光物質(zhì)。

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

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

對于食品包裝材料中熒光物質(zhì)遷移量的檢測，英國、日本和我國臺灣省都有關(guān)于紙制品熒光物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)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(fù)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(shù)內(nèi)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(zhì)的檢測。

可以看出，對于食品包裝材料中熒光物質(zhì)的檢測，國內(nèi)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(zhì)的檢測為例，對高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)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(dāng)?shù)墓ぞ?，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(wèi)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(zhì)分布不均勻，需鑒定所用種類時，可只選取含有熒光物質(zhì)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(fā)波長（λex）365nm、發(fā)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(yōu)化分析

（1）檢測波長的優(yōu)化選擇

使用熒光分光光度計，在220～800nm波長范圍內(nèi)，對標準工作液進行掃描，獲取最大激發(fā)波長和發(fā)射波長。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，常見熒光物質(zhì)的最大激發(fā)波長在365nm附近，最大發(fā)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(yōu)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(zhì)的溶解性，結(jié)果顯示三氯甲烷對熒光物質(zhì)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(yōu)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?？傮w原則要求目標物質(zhì)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(zhì)可在40min內(nèi)完成分析，而且分離效果好。

（4）線性關(guān)系、檢出限和定量限測試方法優(yōu)化

經(jīng)過反復(fù)測試，結(jié)果顯示，在0.2～200.0μg/L，標準曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.9992，線性關(guān)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(jié)合前處理條件的稀釋倍數(shù)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(zhì)問題關(guān)注度的日益提高，我國現(xiàn)有的檢測方法已經(jīng)無法滿足目前客戶對熒光物質(zhì)檢測的嚴格要求，通過不斷優(yōu)化試驗條件，將高效液相色譜法應(yīng)用到熒光物質(zhì)的檢測中，一定會產(chǎn)生非常好的效果。