食品用紙包裝中乙二醛和甲醛含量的同時(shí)測(cè)定

（國(guó)家食品軟包裝產(chǎn)品及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東），廣東潮州 521011）

0 引言

乙二醛是分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的α-二羰基化合物[1]，因其能有效提高紙張的抗張強(qiáng)度及耐水性能而廣泛應(yīng)用于造紙工業(yè)中[2]。具有中等毒性，長(zhǎng)期大量接觸可能致癌、致突變[3]。紙包裝中甲醛主要來(lái)源于造紙過程中加入的助劑及印刷過程中的膠黏劑和油墨殘留[4]，是國(guó)際公認(rèn)的致癌物質(zhì)，具有致突變性和生殖毒性，損害人的肝功能和神經(jīng)系統(tǒng)[5]。鑒于兩者的危害，德國(guó)聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究所（BfR）規(guī)定食品接觸用紙制品中乙二醛單體的含量不得超過1.5 mg/dm2[6]，我國(guó)GB 4806.8-2016規(guī)定食品接觸用紙和紙板材料及制品中甲醛的殘留量不得超過1.0 mg/dm2[7]。

目前，測(cè)定乙二醛及甲醛的常用分析方法有紫外分光光度法[8-9]、高效液相色譜法和氣質(zhì)聯(lián)用法[10-12]。其中，紫外分光光度法檢出限高、定性能力弱；氣質(zhì)聯(lián)用法雖然定性準(zhǔn)確，檢出限低，但分析步驟繁瑣；而高效液相色譜法處理簡(jiǎn)單，定性較為準(zhǔn)確，檢出限低，更適用于紙包裝制品中微量乙二醛和甲醛的分析應(yīng)用，且采用高效液相色譜法同時(shí)測(cè)試乙二醛和甲醛尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以2，4-二硝基苯肼為衍生劑，通過對(duì)萃取條件和衍生條件的優(yōu)化，探討高效液相色譜法對(duì)食品用紙包裝中乙二醛和甲醛含量同時(shí)測(cè)定的可行性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

LC-1260型高效液相色譜儀（配DAD檢測(cè)器）（美國(guó)安捷倫公司）；KQ-400DB型超聲波清洗儀（鞏義市予華儀器有限公司）；HH.S21.Cr8Ⅱ型恒溫水浴鍋（汕頭市醫(yī)用設(shè)備廠有限公司）。乙二醛標(biāo)準(zhǔn)品（美國(guó)Chemservice公司，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：38.0%）；甲醛標(biāo)準(zhǔn)品（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，10 mg/mL）；2，4-二硝基苯肼（含量≥ 99%）；乙腈（色譜純）；乙酸（分析純）。

衍生化試劑：稱取0.05 g 2，4-二硝基苯肼，用適量?jī)?nèi)含0.5%（體積分?jǐn)?shù)）乙酸的乙腈溶解，用水定容至100 mL，混勻。此溶液不穩(wěn)定，應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取乙二醛標(biāo)準(zhǔn)品0.263 2 g，用水溶解并定容至100 mL，得濃度為1 000 mg/L乙二醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；準(zhǔn)確吸取10 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋并定容至100 mL，得濃度為l000 mg/L甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品提取

將試樣剪成1 cm2小塊，稱取樣品10 g（精確到0.01 g）于具塞三角瓶中，加入200 mL沸水，蓋上塞子，于80 ℃水浴鍋中放置2 h，將溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，冷卻后定容至刻度。

1.2.2 樣品衍生化

取濾液1 mL于10 mL具塞試管中，加入2 mL衍生化試劑，蓋塞混勻后于70 ℃水浴鍋反應(yīng)20 min，冷卻后過0.45 μm濾膜，待測(cè)。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：C18色譜柱，250 mm×4.6 mm×5 μm；柱溫程序：流動(dòng)相：乙腈+水=55+45；流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：392 nm（乙二醛）、355 nm（甲醛），進(jìn)樣量為10 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取方法的選擇

GB 4806.8-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用紙和紙板材料及制品》規(guī)定了食品用紙制品中甲醛的提取方式可采用冷水提取法或熱水提取法。其中，冷水提取法用水溫為23 ℃的水浸泡提取24 h，熱水提取法見1.2.1節(jié)。考慮到乙二醛和甲醛都易溶于水，因此乙二醛的提取方式與甲醛一致。試驗(yàn)選取了紙筒、蛋糕紙、紙杯原紙等3個(gè)樣品，用熱水提取法和冷水提取法進(jìn)行提取，結(jié)果表明（見表1）：3個(gè)樣品中，用熱水提取法測(cè)得的甲醛和乙二醛含量總體上高于冷水提取法。考慮到熱水提取法所需時(shí)間少、效率高，試驗(yàn)選擇熱水提取法作為樣品的提取方法。

表1 兩種提取方法的比較

2.2 衍生條件的選擇

衍生溫度和衍生時(shí)間是構(gòu)成衍生條件的兩大要素，合適的衍生條件能充分保證衍生化的完全，從而降低方法的檢出限。由于GB/T 2912.3-2009規(guī)定了甲醛的衍生條件為 60 ℃、30 min[13]，因此本文主要探討乙二醛的最佳衍生條件。

2.2.1 衍生溫度的選擇

分別吸取10 mg/L的乙二醛標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL于4支10 mL的比色管中，分別加入2 mL的衍生劑，于 50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃下衍生 10 min。結(jié)果表明（見表2）：在衍生時(shí)間相同的情況下，乙二醛的峰面積在70 ℃時(shí)達(dá)到最大，80 ℃時(shí)峰面積反而有所降低。因而，試驗(yàn)選擇70 ℃作為衍生溫度。

表2 衍生溫度的選擇

2.2.2 衍生時(shí)間的選擇

分別吸取10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL于3支10 mL的比色管中，加入2 mL的衍生劑，于70 ℃下分別衍生 10 min、20 min、30 min。結(jié)果表明（見表3）：在相同的衍生溫度下，乙二醛的峰面積在20 min時(shí)達(dá)到最大，30 min時(shí)峰面積反而有所降低。因而，試驗(yàn)選擇20 min作為衍生時(shí)間。

表3 衍生時(shí)間的選擇

2.2.3 衍生條件的確定

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，乙二醛的最佳衍生條件為70 ℃、20 min，與甲醛的衍生條件不一致。試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)甲醛和乙二醛在60 ℃、30 min和70 ℃、20 min下進(jìn)行測(cè)試，以確定最終的衍生條件。結(jié)果表明（見表4）：兩種衍生條件下，甲醛峰面積均高于乙二醛峰面積，且其變化比例較小，在滿足方法檢出限的前提下，優(yōu)先保證乙二醛有較高的響應(yīng)。因此，試驗(yàn)最終確定衍生條件為70 ℃、20 min。

表4 衍生條件的確定 mAU

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

吸取適量混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用水逐級(jí)稀釋至10.0 mg/L、5.0 mg/L、2.5 mg/L、1.0 mg/L、0.5 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，準(zhǔn)確吸取1 mL上述標(biāo)準(zhǔn)使用液，按1.2.2節(jié)要求進(jìn)行衍生化。以目標(biāo)物的峰面積Y對(duì)應(yīng)質(zhì)量濃度X（mg/L）進(jìn)行分析，并按信噪比S/N=3所對(duì)應(yīng)待測(cè)物的質(zhì)量濃度來(lái)確定方法檢出限，得到乙二醛和甲醛的的線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表5。

表5 乙二醛和甲醛的線性關(guān)系和檢出限

2.4 準(zhǔn)確度及精密度

加標(biāo)回收試驗(yàn)和重復(fù)性試驗(yàn)是驗(yàn)證方法準(zhǔn)確度和精密度的重要手段。對(duì)添加了1 mg/L、4 mg/L和8 mg/L 3個(gè)水平標(biāo)準(zhǔn)溶液的同一空白樣品進(jìn)行6次測(cè)試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明（見表6）：乙二醛的平均回收率為95.2%～100.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.48%～2.58%；甲醛的平均回收率為98.7%～99.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.02%～3.04%；準(zhǔn)確度和精密度均能滿足定量要求。樣品譜圖及加標(biāo)回收譜圖見圖1和圖2。

表6 樣品分析的準(zhǔn)確度及精密度結(jié)果 （n=6，mg/L）

2.5 實(shí)際樣品的測(cè)定

采取上述方法對(duì)10批次食品用紙包裝進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示：10批次樣品中均有甲醛的殘留，檢出率為100%，含量在1.82～7.25 mg/kg之間，有4批次樣品檢出乙二醛的殘留，檢出率為40%，含量在1.56～6.32 mg/kg之間。表明了甲醛和乙二醛在食品用紙包裝中的廣泛存在，其潛在風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起人們重視。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)萃取條件和衍生條件的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高效液相色譜法對(duì)食品用包裝品中乙二醛和甲醛含量的同時(shí)測(cè)定。2種化合物在0.5～10 mg/L濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，添加水平為1 mg/L、4 mg/L和8 mg/L時(shí)，回收率在95.2%～100.4%之間、RSD在1.48%～3.04%之間。該法簡(jiǎn)單靈敏，回收率及精密度均可滿足定量的要求，能夠滿足食品用紙包裝中乙二醛和甲醛的檢測(cè)需求。