水基膠黏劑中異噻唑啉酮向水性模擬物的遷移

周曉，趙樂，吳晶晶，陳志燕，周蕓，王洪波*

1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司（南寧 530001）；2.中國煙草總公司鄭州煙草研究院（鄭州 450001）

水基膠黏劑具有無溶劑釋放、環(huán)境友好、使用安全、成本低廉及不可燃燒等優(yōu)點，被廣泛作為食品包裝紙的膠黏劑，在包裝食品過程中，膠黏劑中的成分不可避免地會遷移到食品中，從而給食品帶來安全風(fēng)險。異噻唑啉酮類殺菌劑具有用量小、殺菌效果佳，且與各種乳化劑、表面活性劑及蛋白質(zhì)成分配伍性好等特點，被廣泛用于膠黏劑的殺菌劑，其中2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（MI）、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（CMI）和1, 2-苯并異噻啉-3-酮（BIT）是水基膠黏劑生產(chǎn)最為常用的3種殺菌劑[1-2]。

由于異噻唑啉酮類化合物對皮膚有致敏反應(yīng)、強(qiáng)變應(yīng)原[3]，我國、歐盟、美國FDA對食品接觸材料中殺菌劑MI、CMI和BIT遷移量有限定要求[4]。但研究多集中在殘留量方法研究，對遷移量的研究較少，只有王天嬌[5]、丁從陽[6]對食品包裝紙的異噻唑啉酮遷移行為進(jìn)行研究，未見膠黏劑的相關(guān)研究。異噻唑啉酮的檢測方法主要有紫外分光光度法[7]、氣相色譜-質(zhì)譜法[8-9]、高效液相色譜法[10-11]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）法[12-13]，其中LC-MS/MS由于分析時間短，靈敏度高，對于水相樣品可直接進(jìn)樣，適合遷移量微量檢測。因此，鑒于水基膠黏劑中異噻唑啉酮類殺菌劑對人體的危害，尚未見有其遷移行為的研究報道，試驗建立一種LC-MS/MS法快速測定水性模擬物中異噻唑啉酮類殺菌劑的分析方法，重點考察水基膠黏劑中異噻唑啉酮類殺菌劑向水性模擬物的遷移行為，通過其殘留量和遷移量的測定掌握其遷移規(guī)律，從而規(guī)范水基膠黏劑中異噻唑啉酮類殺菌劑的使用，確保水基膠黏劑產(chǎn)品質(zhì)量安全。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

TRIPLE QUADTM4500質(zhì)譜儀（美國AB公司）；DIONEX U3000高效液相色譜儀（配二極管陣列檢測器，美國Thermo公司）；AG104電子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler公司）；Mili-Q超純水儀（美國Millipore公司）；鼓風(fēng)烘箱（德國Binder公司）；不同涂抹厚度的涂膜制備器（ZSQ型，天津永利達(dá)材料試驗機(jī)有限公司）；遷移裝置為具塞磨口玻璃試管（內(nèi)徑約30 mm，不含磨口長度約170 mm，玻璃材質(zhì)）和支撐架（自制玻璃材質(zhì)，示意圖見圖1）。

圖1 支撐架

MI、CMI、BIT（≥98.0%，德國DR公司）；MI-d3·鹽酸鹽、CMI-d3、BIT-13C6（≥98%，加拿大TRC公司）；甲醇（色譜純，德國Merck公司）。

水基膠黏劑及紙制品（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 水基膠黏劑樣品制備

將不同量的MI、CMI、BIT添加于水基膠黏劑中，攪拌均勻，添加量見表1。

表1 水基膠黏劑中異噻唑啉酮添加量 單位：mg/kg

1.2.2 涂抹水基膠黏劑的紙質(zhì)樣品制備

采用涂膜制備器將樣品膠黏劑均勻涂抹于紙質(zhì)包裝材料上，在40 ℃烘箱中晾干后備用。將紙質(zhì)包裝材料裁剪成12份1.0 cm×6.0 cm的紙樣，樣品應(yīng)室溫下密封存放。

1.2.3 紙質(zhì)樣初始濃度的測定

取3份1.2.2制備好的紙樣品，剪成小于0.5 cm×0.5 cm的碎片，置于50 mL具塞錐形瓶中，準(zhǔn)確加入30 mL甲醇溶液和100 μL內(nèi)標(biāo)溶液，超聲振蕩30 min后，靜置，移取0.5 mL上清液和1.0 mL蒸餾水于色譜瓶中，搖勻，用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行測定；同時制備未涂抹膠黏劑的紙質(zhì)空白樣品。

1.2.4 遷移試驗后模擬物中異噻唑啉酮類殺菌劑濃度的測定

取3份1.2.2制備好的紙樣品，每份3條掛于支撐架掛鉤上（支撐架掛鉤一側(cè)掛1條，另一側(cè)掛2條，且涂抹膠黏劑不能正面相對），將支撐架緩慢放入已預(yù)熱到遷移試驗設(shè)定溫度的裝有100 mL水模擬物中的磨口玻璃試管，蓋好塞子，放回恒溫烘箱中，計時開始；遷移完成試驗后，迅速取出支撐架，得到遷移試驗溶液，搖勻靜置。移取1.0 mL上清液和0.5 mL蒸餾水于色譜瓶中，搖勻，用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行測定；同時制備空白樣品。

1.2.5 異噻唑啉酮的分析方法

色譜柱Luna 3u PFP（2）（150 mm×4.6 mm，3.0 μm）；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量10 μL；流速0.5 mL/min；流動相A為水，流動相B為甲醇。梯度洗脫程序：0～5 min，B由10%升為80%，保持6 min；11.0～11.1 min，B由80%降為10%，保持3.9 min。離子源采用電噴霧離子源（ESI）；掃描方式采用正離子掃描；檢測方式采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）；離子源（Gas2加熱器）溫度600 ℃；離子對的駐留監(jiān)測時間50 ms；輔助氣Gas1壓力379 kPa（55 psi）；Gas2壓力379 kPa（55 psi）。目標(biāo)物的定量、定性離子對及去簇電壓（DP）、碰撞能量（CE）如表2所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 異噻唑啉酮特定遷移量測定方法的建立

制備MI和CMI在0.002～1.0 mg/L、BIT在0.002～0.40 mg/L質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按1.2.5方法進(jìn)行目標(biāo)物分析。按信噪比rSN≥3計算得到該分析方法的檢出限（SLOD），rSN≥10得到定量限（SLOQ），結(jié)果見表3。采用試驗制備的樣品考察方法精密度和加標(biāo)回收率，見表4和表5。

表3 MI、CMI和BIT特定遷移量測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢測限

表4 MI、CMI和BIT特定遷移量測定的精密度（n=6）

表5 MI、CMI和BIT特定遷移量測定的加標(biāo)回收率（n=6）

從表3～表5可以看出，標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r2≥0.999，定量限小于1.48 μg/L，樣品重復(fù)性SRSD為2.2%～3.9%，樣品加標(biāo)回收率在92.9%～111.0%之間，表明方法的線性良好，靈敏度高、重復(fù)性好、加標(biāo)回收率高，可用于水基膠黏劑中異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物中的遷移行為研究。

2.2 膠黏劑涂抹厚度對遷移量的影響

考察在室溫下（25 ℃）紙質(zhì)用水基膠黏劑不同涂膜厚度試驗樣品中3種異噻唑啉酮殺菌劑60 min時間內(nèi)向水性模擬物的遷移規(guī)律，結(jié)果見圖2。

圖2 膠黏劑涂膜厚度對遷移量的影響

在室溫下，隨著膠黏劑涂膜厚度的增加，60 min遷移時間內(nèi)3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物的遷移量呈逐漸降低趨勢，表明增加膠黏劑涂膜厚度能夠降低3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物中遷移，且試驗樣品中MI和BIT遷移率超過95%。通常情況下，紙質(zhì)用膠黏劑涂膜厚度均低于50 μm，膠黏劑中添加異噻唑啉酮殺菌劑存在一定風(fēng)險。

2.3 模擬遷移試驗條件對遷移量的影響

2.3.1 時間

考察在室溫下紙質(zhì)用水基膠黏劑50 μm涂膜厚度試驗樣品中3種異噻唑啉酮殺菌劑隨遷移時間變化向水性模擬物的遷移規(guī)律，結(jié)果見圖3。

隨著模擬遷移試驗時間的增加，在室溫下3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物的遷移量呈逐漸增加趨勢，表明模擬遷移時間影響3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物中遷移，且遷移時間120 min后，試驗樣品中的MI和BIT基本完全遷移。

2.3.2 溫度

考察不同遷移試驗溫度下紙質(zhì)用水基膠黏劑50 μm涂膜厚度試驗樣品中3種異噻唑啉酮殺菌劑60 min內(nèi)向水性模擬物中的遷移規(guī)律，結(jié)果見圖4。

隨著模擬遷移試驗溫度的增加，試驗樣品中3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物的遷移量呈逐漸增加趨勢，表明3種異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物遷移率隨遷移試驗溫度的增加而增加，且試驗樣品中MI和BIT遷移率超過95%，基本不受遷移試驗溫度影響。

3 結(jié)論

試驗建立紙質(zhì)用膠黏劑中異噻唑啉酮殺菌劑向水性模擬物中遷移的遷移量測定方法——高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，該方法MI、CMI和BIT的檢出限分別為0.43，0.44和0.34 μg/L，SRSD為2.2%～3.9%，加標(biāo)回收率為92.9%～111.0%。所建立的方法前處理簡單、準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好，適用于紙質(zhì)用膠黏劑中異噻唑啉酮殺菌劑遷移向水性模擬物的遷移量的測定。在擬與食品接觸情況下，研究紙質(zhì)用膠黏劑中異噻唑啉酮殺菌劑在水性模擬物的遷移行為，紙質(zhì)用膠黏劑中異噻唑啉酮殺菌劑在短時間內(nèi)即發(fā)生遷移，并不受接觸溫度、接觸時間的影響，存在一定的遷移風(fēng)險（MI和BIT的遷移率超過90%）。