食品接觸材料及制品脫色試驗影響因素的探究

文/茅辰，商貴芹,2，鐘銘，錢偉玲

（1、常州進(jìn)出口工業(yè)及消費(fèi)品安全檢測中心；2、南京海關(guān)危險貨物與包裝檢測中心）

著色劑是食品接觸材料及制品中最常用的添加劑之一，且以小分子的無機(jī)顏料和有機(jī)染料為主[1]。一直以來著色劑中的鉛、鎘、汞等重金屬以及初級芳香胺和多氯聯(lián)苯等毒害物質(zhì)的溶出遷移情況一直是食品接觸材料及制品安全關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。

為保障食品安全，GB 9685-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[3]明確規(guī)定了允許使用的著色劑及其相關(guān)的安全使用要求。此外，從食品感官要求的角度， GB 4806.1-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品通用安全要求》[4]也規(guī)定食品接觸材料及制品在推薦的使用條件下與食品接觸時，遷移到食品中的物質(zhì)不應(yīng)造成食品成分、結(jié)構(gòu)或色香味等性質(zhì)的改變，不應(yīng)對食品產(chǎn)生技術(shù)功能。因此，GB 4806.7-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用塑料材料及制品》[5]技術(shù)指標(biāo)要求含著色劑的塑料材料及制品脫色試驗（包含浸泡液脫色和擦拭脫色）應(yīng)為陰性，其配套國標(biāo)為GB 31604.7-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用塑料材料及制品》[6]。其中，對擦拭脫色的要求為“取試樣一個，用沾有擦拭介質(zhì)的脫脂棉，在接觸食品部位的約4cm×2cm的小面積內(nèi)，用力往返擦拭100次。脫脂棉上未染有顏色，結(jié)果表述為陰性“。擦拭脫色是評價材料及制品中著色劑是否存在遷移風(fēng)險最簡單易行的方法，但由于其要求不明，導(dǎo)致同一產(chǎn)品常出現(xiàn)不同的測試結(jié)果。本文旨在研究影響擦拭脫色試驗結(jié)果的因素，確認(rèn)擦拭脫色評價的具體要求，并為相關(guān)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的修制定提供技術(shù)依據(jù)。

一、材料與方法

（一）儀器與試劑

1. 儀器

安衡ERP電子稱。

2. 試劑與耗材

椰子油（優(yōu)級純 上海泰坦科技股份有限公司），橄欖油（試劑級 上海泰坦科技股份有限公司），玉米油（試劑級 上海麥克林生化科技有限公司），大豆油（試劑級 上海麥克林生化科技有限公司）。

脫脂棉：滿足標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0330要求的醫(yī)用脫脂棉。

評定沾色用灰色樣卡：滿足ISO 105-A03:1993的要求。

灰色樣卡由五對無光的灰色或白色卡片組成，根據(jù)觀感色差分為五個整級色牢度檔次，即5、4、3、2、1，在每兩個檔次中再補(bǔ)充一個半級檔次，即4-5、3-4、2-3、1-2，就擴(kuò)編為五級九檔卡。每對的第一組成均為白色，第二組色牢度在5級時與第一組成相一致，色牢度等級數(shù)值越小，第二組顏色越深，色差增大[7]。

（二）材料

本實(shí)驗測試樣品為添加了著色劑的塑料食品包材，材質(zhì)覆蓋PE、PP、PS、PET和PVDC。從中選取9批擦拭為陽性的樣品作為研究對象，編號分別為TS001-TS009。

（三）測試前準(zhǔn)備工作

將脫脂棉裁剪成2cm×2cm大小的片狀，待用。

固定擦拭力值：將天平連接電腦，通過軟件將天平的時時稱重轉(zhuǎn)化為力值，并且以10次/秒的速率傳輸并儲存在電腦中，通過電腦中顯示的擦拭的實(shí)時力值，即可控制擦拭過程中的力值變化情況以及整個試驗過程中的平均力值。

（四）測定

1. 不同擦拭力值的擦拭脫色

GB 31604.7要求 “用力擦拭”，不同操作人員的“用力“，其力值差異較大，然而力值是影響擦拭脫色的關(guān)鍵性因素。因此，實(shí)驗著重考察了擦拭力值對試驗結(jié)果的影響。

取脫脂棉一塊，以每克脫脂棉添加5ml椰子油的比例潤濕脫脂棉。取測試樣品一個，放置在天平上，在樣品表面4cm×2cm的范圍內(nèi)，使用已經(jīng)潤濕過的脫脂棉往返擦拭100次。通過天平顯示結(jié)果實(shí)時控制擦拭過程中的力值，分別使用5N、10N、20N和30N的力值進(jìn)行擦拭。擦拭結(jié)束后，觀察脫脂棉是否染色來判定樣品中的著色劑的遷移水平，同時采用評定沾色用灰色樣卡通過脫脂棉染色等級來更直觀的評定脫色等級。

圖1為10N力值擦拭過程中的力值分布情況，由圖可知整個測試過程中力值可保持在8-12N的范圍內(nèi)波動，其平均力值為10.2N。

圖1 10N力值擦拭過程中力值的收集

2.不同植物油的擦拭脫色

GB 31604.7-2016僅要求植物油為無色或淺色，并未對植物油的種類進(jìn)行明確規(guī)定。然而，不同植物性成分差異較大，對著色劑的溶解性也不同。因此，為考察不同植物油對結(jié)果的影響，根據(jù)植物油的特性，實(shí)驗分別考察了椰子油、橄欖油、大豆油和玉米油對擦拭脫色結(jié)果的影響。

取脫脂棉一塊，以每克脫脂棉分別添加椰子油、橄欖油、大豆油和玉米油5ml的比例潤濕脫脂棉。取試樣一個，使用已潤濕的脫脂棉以10N的力值，往返擦拭樣品100次。擦拭結(jié)束后，采用沾色用灰色樣卡通過脫脂棉染色等級來更直觀的評定脫色等級[8]。

3.沾色等級的判定

將擦拭脫色后的脫脂棉和空白脫脂棉與灰色樣卡置于同一平面上。選用中性灰的背景，在自然光源或用600 lx及以上等效光源下觀察測試前后脫脂棉的色差，在灰色樣卡上找到相應(yīng)的色差，該色差等級數(shù)值即為脫色等級。

二、結(jié)果

（一）不同擦拭力值對測試結(jié)果的影響

選用椰子油作為測試介質(zhì)，分別使用5N、10N、20N、30N的力值分別對9款塑料制品進(jìn)行擦拭脫色，結(jié)果如表1所示。

表1 不同力值的擦拭脫色結(jié)果

從表1可以看出，這9款塑料制品擦拭脫色試驗中，有四批樣品（TS001、TS003、TS005、TS008）擦拭力值在5N時測試結(jié)果呈現(xiàn)陰性，隨著擦拭力值的增大10N、20N和30N都呈現(xiàn)陽性結(jié)果。5N的擦拭力值無法對著色劑的遷移風(fēng)險有效篩查（并未篩查出TS001、TS003、TS005和TS008著色劑遷移風(fēng)險），10N、20N和30N力值對著色劑遷移風(fēng)險可以進(jìn)行一定的有效篩查。這三個能有效篩查著色劑遷移風(fēng)險的力值中，該選擇哪個力值本試驗進(jìn)行了進(jìn)一步探究。

實(shí)驗室抽取30位人員（男性女性各15名）進(jìn)行“用力擦拭“的脫色試驗，并對這30位實(shí)驗人員的擦拭力值進(jìn)行了收集，平均力值分布情況如圖2所示。

圖2 擦拭力值分布情況

通過圖2可以看出，實(shí)驗室人員測試平均力值主要分布在7-14N，計算30位實(shí)驗人員平均力值為10.38N。在實(shí)驗中可以發(fā)現(xiàn)，女性實(shí)驗員測試時力值保持在20N相對比較困難，因此綜合考慮不同力值對著色劑遷移篩查能力以及實(shí)驗人員對擦拭力值的接受程度，在5N、10N、20N和30N這四個力值中，10N為這四個力值中最優(yōu)的選擇。

（二）不同植物油對測試結(jié)果的影響

以10N的擦拭力值，研究了TS001、TS003、TS005、TS008這四批樣品，分別使用椰子油、橄欖油、玉米油和大豆油這四種植物油來進(jìn)行擦拭脫色，具體擦拭結(jié)果如表2所示。

由表2結(jié)果可知，四種植物油擦拭脫色結(jié)果相近，脫色等級均分布在4、4-5和5級，椰子油和大豆油測試結(jié)果基本一致，但較橄欖油和玉米油其脫色情況更為明顯。嚴(yán)格等級分析或比色發(fā)現(xiàn)，四種植物油脫色由淺到深的順序為橄欖油、玉米油、大豆油、椰子油。

表2 不同植物油擦拭脫色結(jié)果

三、結(jié)論

通過上述研究可知，擦拭力值是影響擦拭脫色試驗結(jié)果的關(guān)鍵性因素，同時植物油的特性也是影響擦拭脫色的重要因素。因此，為確保擦拭脫色試驗結(jié)果的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性，建議將擦拭力值固定為10N。同時考慮到植物油顏色對結(jié)果判定的干擾，建議采用椰子油為擦拭脫色的植物油。