食品塑料包裝中重金屬檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

徐靜(山東華度檢測(cè)有限公司，山東 淄博 255000)

0 引言

食品安全監(jiān)測(cè)中包含著非常多的工作，而食品包裝安全也是非常重要的。由于塑料包裝本身有著性能好、可塑性強(qiáng)以及防潮和耐腐蝕的優(yōu)勢(shì)，因此大多數(shù)食品都會(huì)采用塑料來(lái)進(jìn)行包裝。不過(guò)隨著人們意識(shí)到塑料對(duì)人體和自然環(huán)境的危害，尤其是塑料中鉛、汞等重金屬超標(biāo)時(shí)，對(duì)人體和環(huán)境的危害必然更加嚴(yán)重。為了對(duì)塑料包裝中重金屬充分進(jìn)行控制，加強(qiáng)對(duì)包裝中重金屬充分的檢測(cè)是非常重要的，也是確保我國(guó)食品安全的重要方式之一。

1 塑料食品包裝的重金屬來(lái)源和危害

塑料食品包裝中的重金屬主要來(lái)自于三個(gè)流程，首先是印刷過(guò)程中的污染，由于所接觸的染料中含有重金屬，因此很容易讓重金屬殘留物附著在食物上；其次則是食品在生產(chǎn)中所添加的添加劑，部分食品加工廠為了加強(qiáng)保質(zhì)期或者讓食品看起來(lái)更誘人，會(huì)在食品加工中添加一些重金屬超標(biāo)的添加劑；第三則是塑料包裝本身在制作過(guò)程中被重金屬所污染。

當(dāng)前在食品衛(wèi)生領(lǐng)域最受關(guān)注的重金屬包括汞、鉛、砷、鉻、鎘等等，而這些重金屬含有明顯的生物毒性，并且非常容易在人體內(nèi)進(jìn)行堆積，同時(shí)非常難降解，長(zhǎng)期堆積必然會(huì)給人體造成嚴(yán)重危害，如果在垃圾處理時(shí)沒(méi)有正確處理，也會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成極大的破壞。對(duì)人體來(lái)說(shuō)，攝入過(guò)量的砷會(huì)導(dǎo)致砷中毒，甚至危及生命危險(xiǎn)；過(guò)量的鎘會(huì)囤積在人的腎臟和肝臟，還會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松或者消化道疾病，嚴(yán)重會(huì)造成腎衰竭的情況；而鉛則是屬于神經(jīng)毒素，過(guò)度攝入鉛必然會(huì)損傷人的智力。

像是在20世紀(jì)50年代在日本出現(xiàn)的水俁病和痛痛病，在查明過(guò)后才發(fā)現(xiàn)是食品遭受到汞和鎘的污染，才導(dǎo)致大量傳播，自此重金屬對(duì)食物的污染也引起了社會(huì)各界的關(guān)注。而近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展也導(dǎo)致了環(huán)境治理和環(huán)境污染失衡的情況，像是水體污染嚴(yán)重等情況，導(dǎo)致許多城市河段水質(zhì)都出現(xiàn)了重金屬超標(biāo)的情況。同時(shí)我國(guó)的土地也出現(xiàn)的重金屬污染面積擴(kuò)大的趨勢(shì)，因此加強(qiáng)食物中重金屬含量的控制也是迫在眉睫的。

而存在于包裝中的重金屬物質(zhì)在和食物接觸后會(huì)殘留在食物當(dāng)中，進(jìn)而滲透到人體進(jìn)行堆積以及傷害，因此必須要利用先進(jìn)、科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)和方法，加強(qiáng)對(duì)塑料食品包裝袋的檢測(cè)，以確保食品的安全問(wèn)題能夠得到保障。

2 食品塑料包裝檢測(cè)的前處理方法

2.1 濕法消解

濕法消解是利用酸性溶液或者堿性溶液在加熱的條件下對(duì)樣品中存在的有機(jī)物或者還原性物質(zhì)進(jìn)行破壞的方法，經(jīng)常使用的酸解體系有：硫酸-硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸、氫氟酸以及過(guò)氧化氫得到，這些物質(zhì)可以把需要檢測(cè)的物體中所含的有機(jī)物以及還原性物質(zhì)進(jìn)行全面破壞，而堿解體系大多數(shù)利用了苛性鈉溶液。由于食品塑料包裝中所含的待檢測(cè)金屬元素是不一樣的，因此需要用到的消解體系也不一樣。像是在測(cè)定檢測(cè)品中的鉻含量是可以選擇硫酸-過(guò)氧化氫的消解體系來(lái)進(jìn)行消解，確保能夠達(dá)到最好的效果，相對(duì)于其他消解體系來(lái)說(shuō)，鹽酸和鉻能夠產(chǎn)生非常容易揮發(fā)的三氯化鉻，極大影響了鉻的回收率，而高氯酸對(duì)鉻進(jìn)行消解會(huì)有一定的危險(xiǎn)性。而在測(cè)定六價(jià)鉻時(shí)則會(huì)采用氫氧化鈉-碳酸鈉體系在堿性環(huán)境進(jìn)行消解，因?yàn)樵趬A性提取溶液中，三價(jià)鉻和六價(jià)鉻中間的形態(tài)變化可能性能夠控制在最小范圍呢。濕法消解所用到的設(shè)備非常簡(jiǎn)單，不過(guò)在使用中由于涉及到過(guò)量的化學(xué)物質(zhì)，因此需要注意通風(fēng)以及加強(qiáng)對(duì)工作人員的防護(hù)，同時(shí)還需要注意好空白污染，盡量避免檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生不必要的危險(xiǎn)。

2.2 微波消解

微波消解大多是指利用微波加熱封閉容器中的消解液和樣品，從而在高溫增壓的條件下讓樣品快速溶解和消化。封閉容器反應(yīng)和微波的兩種特點(diǎn)可以確保樣品能夠快速、完全消解，同時(shí)還有空白低的特點(diǎn)，當(dāng)然也必然會(huì)帶來(lái)一定的高壓甚至過(guò)壓的隱患以及消化樣品小而不足的情況。如今的商品微波消解系統(tǒng)一般都會(huì)采用測(cè)溫測(cè)壓以及對(duì)溫度和壓力控制的系統(tǒng)，因此可以保障工作過(guò)程中的安全性，確保避免出現(xiàn)高溫以及高壓的危險(xiǎn)情況。硝酸-過(guò)氧化氫消解體系經(jīng)常會(huì)利用與食品塑料包裝的重金屬元素含量測(cè)定上，而微波消解對(duì)于諸如汞之類的易揮發(fā)元素的效果非常理想，因此在對(duì)易揮發(fā)重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)基本會(huì)采用微波消解的方法[1]。

2.3 干法灰化

干法灰化是把試驗(yàn)樣品放入到蒸發(fā)皿或者坩堝中，并且暴露在空氣中在四百到八百度的范圍內(nèi)進(jìn)行加熱分解，并讓樣品灰化，同時(shí)將得到的殘?jiān)孟鄳?yīng)的溶劑溶解后來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這種方法經(jīng)常會(huì)用于檢測(cè)有機(jī)物中的無(wú)機(jī)重金屬元素的含量，像是鉛、鉻、鎘、銻等等。干法灰化法能夠灰化大部分試驗(yàn)樣品，操作非常簡(jiǎn)單，而且并不需要大量的試劑，而其最大的局限性便是很容易讓沸點(diǎn)低的元素造成損失，同時(shí)需要大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行灰化，檢測(cè)效率很低[2]。

2.4 浸提法

浸提法大多數(shù)會(huì)利用與食品塑料包裝在食物模擬物體中的重金屬轉(zhuǎn)移的試驗(yàn)當(dāng)中，在面對(duì)不同材質(zhì)以及使用類型的樣品測(cè)試條件下會(huì)有很大的區(qū)別。像是當(dāng)前我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.60—2003 《食品包裝用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中規(guī)定，測(cè)試條件是4%的乙酸在60℃浸泡2 h。

3 常見(jiàn)的食品塑料包裝重金屬檢測(cè)技術(shù)

3.1 紫外-可見(jiàn)分光光度法

紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定在190～800 nm波長(zhǎng)范圍物質(zhì)的吸光度，可以充分對(duì)食物中的雜質(zhì)進(jìn)行辨別和檢查。紫外-可見(jiàn)分光光度法的檢測(cè)非常精確，而且操作非常簡(jiǎn)單，同時(shí)有著極高的可實(shí)現(xiàn)，其中所運(yùn)用的UV-UIS技術(shù)能夠?qū)λ芰鲜称钒b中含有的六價(jià)鉻進(jìn)行精確檢測(cè)，并檢定二苯碳酰二肼和六價(jià)鉻所反應(yīng)產(chǎn)生的紫紅色化合物，因此紫外-可見(jiàn)分光光度法是一種選擇性非常強(qiáng)的重金屬檢測(cè)方法。

3.2 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法

氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法利用了惰性氣體作為載體，并且將氣態(tài)氫化物以及過(guò)量氫氣和載氣混合后，再導(dǎo)入加熱的原子化裝置，氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱，氫化物在受熱后會(huì)快速分解，被測(cè)元素離解為基態(tài)原子蒸汽，其基態(tài)原子的量比單純加熱其他等元素生成的基態(tài)原子高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這項(xiàng)技術(shù)的靈敏度非常高，而且檢出限比較低，選擇性良好，還具有線性范圍寬以及操作簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)。而且氫化物以及原子熒光光譜法聯(lián)合使用可以讓兩種技術(shù)得到有效不從，確保受基體的干擾更少，而且靈敏度的分析也更高[3]。

3.3 ICP質(zhì)譜法

ICP-MS技術(shù)是利用對(duì)無(wú)機(jī)元素和同位素進(jìn)行分析以及測(cè)試的技術(shù)，也就是將電感耦合等離子和高溫電離特寫(xiě)與質(zhì)譜計(jì)的靈敏快速掃描的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合而成。ICP質(zhì)譜法技術(shù)非常先進(jìn)，能夠?qū)Χ喾N重金屬充分進(jìn)行同步建成，而且檢測(cè)的準(zhǔn)確度以及精密程度都非常高，同時(shí)有著更廣的線性范圍。ICP質(zhì)譜法的檢測(cè)指標(biāo)相對(duì)來(lái)說(shuō)比其他分析和檢測(cè)技術(shù)更好，但是也有著非常明顯的局限性，也就是對(duì)工作環(huán)境的苛求，而且檢測(cè)成本也更高，因此導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的重金屬成分檢測(cè)中很難得到推廣和落實(shí)[4]。

3.4 目視比色法

目視比色法經(jīng)常利用與塑料包裝重金屬遷移實(shí)驗(yàn)的半定量分析，由于重金屬離子在一定條件下能和某些特殊的物質(zhì)產(chǎn)生有色化合物，因此可以通過(guò)對(duì)有色物質(zhì)溶液顏色的深度從而檢測(cè)出重金屬物質(zhì)的含量。鉛元素可以在與酸性物質(zhì)的條件下和硫化鈉反應(yīng)從而形成棕黃色的硫化鉛；而鎘元素在堿性條件下可以和雙硫腙產(chǎn)生紅色的鉻化合物等等。這類方法相對(duì)來(lái)說(shuō)非常直觀且方便，但也相對(duì)比較復(fù)雜。

3.5 電感耦合等離子發(fā)射光譜法

當(dāng)前由于原子發(fā)射光譜的主要光源是電感耦合等離子體，電感耦合等離子體具有環(huán)形結(jié)構(gòu)、溫度高、電子密度高以及惰性氣體等特點(diǎn)，利用其做激發(fā)光源有著檢出限低、線性范圍廣、電離以及化學(xué)干擾少、精確度以及精密度高等分析性能有點(diǎn)。應(yīng)用電感耦合等離子發(fā)射光譜技術(shù)對(duì)塑料食品包裝進(jìn)行重金屬檢測(cè)時(shí)可以同時(shí)檢測(cè)多種元素的含量以及遷移，讓工作效率得到大幅度提升。不過(guò)電感耦合等離子發(fā)射光譜法也會(huì)有一定的局限性，在采用時(shí)不僅會(huì)造成大量惰性氣體的消耗，而且在對(duì)鉛元素和汞元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的檢出限也相對(duì)較高。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，隨著人們對(duì)于食品安全質(zhì)量越來(lái)越重視，食品檢測(cè)工作的重要性也越來(lái)越高。而塑料包裝食品作為人們生活中最常見(jiàn)的包裝方法，包裝的安全問(wèn)題是非常重要的，因此一定要加強(qiáng)對(duì)塑料包裝的重金屬含量檢測(cè)，并且不斷采用最合理、最科學(xué)的檢測(cè)方法來(lái)確保檢測(cè)的精確性，以保障食品的安全，確保食品包裝能夠符合相關(guān)的衛(wèi)生和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。