聚丙烯餐盒中遷移量測定與分析

李權(quán)

摘要：以聚丙烯餐盒為例，測定并分析其所含物質(zhì)在模擬液中的遷移。通過改變浸泡模擬液種類、浸泡溫度以及浸泡時間，對聚丙烯餐盒樣品的失重率和模擬液蒸發(fā)殘渣量進(jìn)行測算，研究其在不同浸泡條件下的遷移特征。實驗結(jié)果表明，改變模擬液種類、浸泡溫度、浸泡時間等實驗條件，聚丙烯餐盒中物質(zhì)遷移量有明顯差異。

關(guān)鍵詞：聚丙烯餐盒；遷移量；浸泡

中圖分類號：O657；TB48；TQ325.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1400 （2021） 06-0027-05

Determination and Analysis of Migration in Polypropylene Lunch Box

LI Quan（Nanchong Vocational and Technical College， Nanchong 637000， China）

Abstract： This paper takes polypropylene lunch box as an example to determine and analyze the migration of substances contained in polypropylene lunch box in simulated liquid. By changing the type of soaking liquid， soaking temperature and soaking time， the weight loss rate of polypropylene lunch box samples and the amount of evaporation residue of simulated liquid were calculated， and the migration characteristics of polypropylene lunch box samples under different soaking conditions were studied. The experimental results showed that there was a significant difference in the amount of material migration in the polypropylene lunch box when the simulated liquid type， soaking temperature and soaking time were changed.

Key words： Polypropylene lunch box； migration amount； soaking

聚丙烯餐盒是目前食品包裝行業(yè)中使用最為廣泛的一種一次性餐具，因其流通量較大，一些生產(chǎn)廠家為謀取利潤在聚丙烯餐盒生產(chǎn)過程中添加了各種低廉甚至是有毒有害物質(zhì)，造成聚丙烯餐盒蒸發(fā)殘渣量超標(biāo)，嚴(yán)重影響人們的身體健康。為此，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對聚丙烯餐盒中助劑遷移開展了相關(guān)的研究。吳爾苗[1]等人在聚丙烯餐盒服役過程化學(xué)物質(zhì)總遷移規(guī)律研究中將聚丙烯餐盒樣品分別置于食用油、微波加熱、臭氧消毒，以及餐飲配送等環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)聚丙烯餐盒化學(xué)物質(zhì)總遷移量都有明顯的變化。劉悅悅[2]等人研究發(fā)現(xiàn)聚丙烯塑料中的抗氧化劑遷移與模擬液的極性有關(guān)，抗氧化劑與聚丙烯相溶性差、聚丙烯與模擬液極性相近，則抗氧劑的遷移量增加。王國軍[3]等人通過實驗驗證了HPLC法能夠?qū)郾┎途咧?2種抗氧化劑遷移量進(jìn)行有效測定。池海濤[4]等人通過自制食品包裝用PP塑料薄膜，對樣品薄膜中兩種抗氧化劑在95%乙醇模擬液中的遷移量進(jìn)行了測定，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)利用軟件建立遷移模型。Conchione Chiara[5]等人研究發(fā)現(xiàn)聚丙烯中存在非故意添加物質(zhì)聚烯烴低聚烴（POH），在一定的條件下（高脂肪含量、高溫、接觸時間長）可能會從包裝中大量遷移至食品中，并通過HPLC法、GC法、FID法對市場上的即食包裝進(jìn)行測定。

本研究通過對市面上隨機(jī)選取的一次性聚丙烯餐盒進(jìn)行助劑遷移測定，以蒸餾水、65%乙醇、4%乙酸和正己烷為模擬液，分別在不同模擬液、不同浸泡溫度、不同浸泡時間等條件下，測定聚丙烯餐盒樣品中助劑遷移量并分析遷移特征，以期為聚丙烯餐盒性能提升提供參考和借鑒。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：聚丙烯餐盒（5cm*5cm正方形片）、蒸餾水、乙酸體積分?jǐn)?shù)4%、乙醇體積分?jǐn)?shù)65%、正己烷。

儀器：電熱恒溫水浴鍋、電熱鼓風(fēng)干燥箱、可調(diào)式封閉電爐、電子分析天平、蒸發(fā)皿、燒杯、量筒、錐形瓶、玻璃棒等。

1.2 實驗條件

蒸餾水和乙酸（4%）：60℃；乙醇（65%）和正己烷：室溫25℃；烘干溫度：聚丙烯餐盒樣品50℃到60℃；蒸發(fā)皿100℃到110℃；烘干時間：聚丙烯餐盒樣品和蒸發(fā)皿各20分鐘。

1.3 實驗步驟

1）用量筒量取200mL的浸泡液后倒入250mL錐形瓶中，蓋上瓶塞，將錐形瓶放置在恒溫水浴鍋內(nèi)加熱至實驗溫度并保持恒溫。

2）取聚丙烯餐盒樣品放入錐形瓶內(nèi)浸泡，按照樣品浸泡參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和檢測要求確定浸泡時間。

3）將蒸發(fā)皿放在置于通風(fēng)櫥內(nèi)的可調(diào)式封閉電爐上，按照實驗順序?qū)⒔莺蟮娜芤旱谷胝舭l(fā)皿進(jìn)行蒸發(fā)（倒入的溶液量不要超過蒸發(fā)皿容積的2/3）。

4）溶液蒸發(fā)完畢后，將蒸發(fā)皿放置于干燥箱內(nèi)烘干，烘干20分鐘后，放入干燥器內(nèi)冷卻，對殘渣進(jìn)行稱量并記下讀數(shù)。

5）以相同實驗方法量取200mL浸泡液做一試劑空白試驗。

當(dāng)實驗條件改變，如聚丙烯餐盒樣品的種類，模擬物的種類，時間和溫度改變時，實驗原理和操作步驟是相似的，按照新的條件重復(fù)以上操作即可。最后通過在不同條件下的實驗數(shù)據(jù)，描繪曲線并對不同曲線的分析比較，得出餐盒殘渣遷移物質(zhì)量。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 失重率的計算

公式：失重率=（M1–M2）/M1×100%。其中：M1——表示浸泡前聚丙烯餐盒樣品的重量（g）；M2——表示浸泡后聚丙烯餐盒樣品的重量（g）。

2.1.1 浸泡時間對聚丙烯餐盒樣品失重率的影響

在蒸餾水、65%乙醇、4%乙酸和正己烷等4種模擬液中分別放入聚丙烯餐盒樣品進(jìn)行浸泡，浸泡2個小時取出，分別計算聚丙烯餐盒樣品的失重率。對放置在4種模擬液中聚丙烯餐盒樣品失重率進(jìn)行比較，如圖1所示。

從圖1可以看出，在國家標(biāo)準(zhǔn)浸泡條件下4%乙酸模擬液浸泡過的聚丙烯餐盒樣品失重率最大，高達(dá)10.10%；其次為正己烷3.40%；65%乙醇為0.60%；而蒸餾水浸泡過的聚丙烯餐盒樣品的失重率最小，僅為0.56%。說明四種模擬液中，4%乙酸溶液對聚丙烯餐盒樣品遷移量影響最大，其次是正己烷、65%乙醇、蒸餾水。

2.1.2 浸泡溫度對聚丙烯餐盒樣品失重率的影響

由上述浸泡時間對聚丙烯餐盒樣品失重率的比較可知，乙酸和正己烷兩種模擬液對聚丙烯餐盒樣品中助劑遷移量影響較大，可進(jìn)一步討論在不同溫度下，幾種模擬液對聚丙烯餐盒樣品失重率的影響。由于實驗室條件所限制，正己烷模擬液浸泡實驗無法實施，該階段實驗研究蒸餾水、65%乙醇和4%乙酸模擬液對聚丙烯餐盒樣品失重率的影響。

1）不同溫度下，聚丙烯餐盒樣品浸泡于蒸餾水中的失重率%

將聚丙烯餐盒樣品浸泡在50℃-90℃的蒸餾水中，浸泡時間為0.5h，對浸泡后的聚丙烯餐盒樣品失重率進(jìn)行測定，如圖2所示。

從圖2可以看出，隨著溫度的升高，聚丙烯餐盒樣品的失重率逐漸升高并在90℃達(dá)到最大值，說明在90℃時聚丙烯餐盒樣品的遷移量最大，在50℃時聚丙烯餐盒樣品的遷移量最小。

2）不同溫度下，聚丙烯餐盒樣品浸泡于65%乙醇中的失重率%

將聚丙烯餐盒樣品浸泡在50℃-90℃的65%乙醇中，浸泡時間為0.5h，對浸泡后的聚丙烯餐盒樣品失重率進(jìn)行測定，如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著溫度的升高，聚丙烯餐盒樣品的失重率逐漸升高，在90℃時達(dá)到最大值，聚丙烯餐盒樣品的遷移量最大，在50℃時聚丙烯餐盒樣品的遷移量最小。

3）不同溫度下，聚丙烯餐盒樣品浸泡于4%乙酸中的失重率%

將聚丙烯餐盒樣品浸泡在50℃-90℃的4%乙酸中，浸泡時間為0.5h，對浸泡后的聚丙烯餐盒樣品失重率進(jìn)行測定，如圖4所示。

從圖4可以看出，隨著溫度的升高，聚丙烯餐盒樣品的失重率逐漸升高，在90℃時達(dá)到最大值，聚丙烯餐盒樣品的遷移量最大，在50℃時聚丙烯餐盒樣品的遷移量最小。

2.2 蒸發(fā)殘渣量計算

公式：X ={（M1–M2）/ V×1000 } ×1000

其中：X——試樣的蒸發(fā)殘渣mg/L；M1——樣品浸泡后的模擬液蒸發(fā)殘渣質(zhì)量（g）；M2——未浸泡樣品的模擬液蒸發(fā)殘渣質(zhì)量（g）；V——模擬液體積（mL）。

最終蒸發(fā)殘渣量= 試樣蒸發(fā)殘渣量—空白實驗蒸發(fā)殘渣量

2.2.1 浸泡時間對蒸發(fā)殘渣量的影響

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)浸泡條件（蒸餾水：60℃；4%乙酸：60℃；65%乙醇：25℃；正己烷：25℃），將聚丙烯餐盒樣品分別浸泡在四種模擬液中，浸泡時間分別0.5h、1.0h、1.5h、2.0h和2.5h，最終蒸發(fā)殘渣量（g）見表1。

由表1和圖5可知，改變浸泡時間對聚丙烯餐盒樣品的蒸發(fā)殘渣量有明顯的影響。蒸發(fā)殘渣量隨浸泡時間的增長而增大。聚丙烯餐盒樣品在4%乙酸模擬液中的蒸發(fā)殘渣量最大；在正己烷模擬液中的蒸發(fā)殘渣量次之；在蒸餾水模擬液和65%乙醇模擬液中的蒸發(fā)殘渣量相對最小。因此可以確定聚丙烯餐盒樣品對乙酸等酸類食品模擬液最敏感，對正己烷油類等食品模擬液次之，對水類和乙醇類不敏感。

2.2.2 浸泡溫度對蒸發(fā)殘渣量的影響

由于實驗室條件限制，改變浸泡溫度條件下的正己烷模擬液實驗沒有開展。根據(jù)實驗方案浸泡條件，聚丙烯餐盒樣品在蒸餾水、4%乙酸、65%乙醇模擬液中浸泡0.5h后，模擬液最終蒸發(fā)殘渣量（g）見表2。

由表2和圖6可知，在相同的浸泡時間下，不同浸泡溫度對聚丙烯餐盒樣品的蒸發(fā)殘渣量有明顯的影響。隨著浸泡溫度的升高，蒸發(fā)殘渣量也隨之增大。聚丙烯餐盒樣品在4%乙酸模擬液中的蒸發(fā)殘渣量最大；在蒸餾水模擬液中的蒸發(fā)殘渣量次之；在65%乙醇模擬液中的蒸發(fā)殘渣量最小。由于實驗室條件限制，正己烷模擬液的溫度改變條件實驗沒法開展。因此可以確定聚丙烯餐盒樣品對乙酸等酸類食品模擬液最敏感，對蒸餾水等食品模擬液次之，對醇類模擬液不敏感。

3 結(jié)論

通過將聚丙烯餐盒樣品浸泡至模擬液中，通過改變模擬液種類、浸泡溫度、浸泡時間等條件，測定聚丙烯餐盒樣品的失重率和模擬液最終蒸發(fā)殘渣量，可以得出以下結(jié)論。

1）實驗中蒸發(fā)殘渣量與浸泡時間有關(guān)，浸泡時間越長則蒸發(fā)殘渣量越大；

2）實驗中蒸發(fā)殘渣量與浸泡溫度有關(guān)，浸泡溫度越高則蒸發(fā)殘渣量越大；

3）實驗中蒸發(fā)殘渣量與模擬液種類有關(guān)，聚丙烯餐盒樣品在4%乙酸模擬液中的蒸發(fā)殘渣量最大；在正己烷模擬液中的蒸發(fā)殘渣量次之；在蒸餾水中的蒸發(fā)殘渣量第三；在65%乙醇模擬液中蒸發(fā)殘渣量最小。因此，可以判斷聚丙烯餐盒在盛放酸性和油性食物時，遷移出來的殘渣量較多，盛放水性和酒類食物遷移的殘渣量較少。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳爾苗，林嗣煜，莫蘭，朱燕萍.聚丙烯餐盒服役過程化學(xué)物質(zhì)總遷移規(guī)律研究[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2019，31（06）：37-40. Wu Er-miao， Lin Si-yu， Mo LAN， Zhu Yan-ping. Study on the total migration law of chemical substances in polypropylene lunch box during service [J]. Modern plastic processing and application， 2019，31 （06）： 37-40.

[2] 劉悅悅，張欽發(fā)，菅田田，莫宜澄.模擬液的極性對聚丙烯中抗氧化劑遷移的影響[J].食品與機(jī)械，2019，35（02）：62-65+76. Liu Yue-yue， Zhang Qin-fa， Kan Tian-tian， Mo Yicheng. Effect of polarity of simulated solution on migration of antioxidants in polypropylene [J]. Food and machinery， 2019，35 （02）： 62-65 + 76.

[3] 王國軍，葉海云，洪瑜隆，林鏗.HPLC測定聚丙烯餐具中12種抗氧化劑遷移量[J].包裝工程，2017，38（23）：55-59. Wang Guo-jun， Ye Hai-yun， Hong Yu-long， Lin Keng. Determination of 12 antioxidants migration in polypropylene tableware by HPLC [J]. Packaging engineering， 2017，38 （23）： 55-59.

[4] 池海濤，劉穎，高峽，劉偉麗，胡光輝，羅運(yùn)軍.食品接觸聚丙烯塑料中抗氧化劑遷移模型研究[J].分析化學(xué)，2015，43（03）：399-403. Chi Hai-tao， Liu Ying， Gao Xia， Liu Wei-li， Hu Guanghui， Luo Yun-jun. Migration model of antioxidants in food contact polypropylene [J]. Analytical chemistry， 2015，43 （03）： 399-403.

[5] Conchione Chiara，Lucci Paolo，Moret Sabrina. Migration of Polypropylene Oligomers into Ready-to-Eat Vegetable Soups[J]. Foods，2020，9（10）.