返青箬葉中銅向不同食品遷移的模擬研究

羅宏泉，劉立萍，沈宏桂，王寧，諶海群，蔡愛(ài)君，謝建建

返青箬葉中銅向不同食品遷移的模擬研究

羅宏泉，劉立萍*，沈宏桂，王寧，諶海群，蔡愛(ài)君，謝建建

（懷化市檢驗(yàn)檢測(cè)中心，湖南 懷化 418000）

測(cè)定返青箬葉中銅在不同食品模擬物中的遷移量，評(píng)估其食品安全風(fēng)險(xiǎn)。將返青箬葉置于不同食品模擬物中，在100 ℃下保溫24 h，使其中的銅向食品模擬物充分遷移，用微波消解?原子吸收光譜法測(cè)定返青箬葉在遷移模擬試驗(yàn)前后銅的含量，并計(jì)算遷移量，以分析遷移規(guī)律。返青箬葉中的銅在50 g/L碳酸氫鈉溶液中未發(fā)生遷移，在其他5種食品模擬物中發(fā)生了不同程度的遷移，在大豆油中的遷移量最大。當(dāng)五水硫酸銅浸泡液的質(zhì)量濃度為5 g/L時(shí)，所制備的冷凍返青箬葉和冷鮮返青箬葉中的銅含量分別為1 119.2、548.2 mg/kg，向大豆油中的遷移量分別為6.1、2.8 mg/L。返青箬葉中的銅含量越高，銅向食品模擬物中遷移的量越大。除堿性食品外，將返青箬葉用作食品內(nèi)包裝材料存在一定的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，冷凍返青箬葉的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于冷鮮返青箬葉。

返青箬葉；食品模擬物；銅；遷移量

箬葉（leaves）作為傳統(tǒng)的包裝材料，它具有韌性好、耐蒸煮、視覺(jué)佳等優(yōu)點(diǎn)，通常給人以生態(tài)環(huán)保、傳統(tǒng)典雅、芳草芬香的感覺(jué)，因此在食品加工和日常生活中應(yīng)用廣泛，供不應(yīng)求，但其優(yōu)劣并存。食品包裝材料中含有的化學(xué)物質(zhì)和重金屬在與食品接觸過(guò)程中會(huì)向食品中遷移，從而影響食品安全。返青箬葉，通常是無(wú)良商家在處理箬葉時(shí)加入工業(yè)硫酸銅，使已經(jīng)失去綠色的箬葉返青，與正常鮮箬葉無(wú)感官區(qū)別。返青箬葉中的大量重金屬銅會(huì)遷移到被其包裹的食品中，存在食品安全風(fēng)險(xiǎn)。人長(zhǎng)期過(guò)量攝入重金屬銅會(huì)引起銅中毒，產(chǎn)生代謝紊亂和神經(jīng)系統(tǒng)疾病[1-3]，嚴(yán)重時(shí)可致癌，甚至危及生命[4]。目前，關(guān)于工業(yè)食品接觸材料與制品中重金屬遷移的研究較多[5-11]，而對(duì)天然植物食品包裝材料的相關(guān)報(bào)道很少[12-14]，研究得不夠全面和深入。石艷等[13]和陳召桂等[14]對(duì)影響返青箬葉銅遷移的因素考慮得較少，未考慮其包裹食品性質(zhì)的穩(wěn)定性，對(duì)返青箬葉的用量、加熱時(shí)間和加熱介質(zhì)未進(jìn)行量化。針對(duì)返青箬葉中重金屬銅的遷移是否會(huì)對(duì)食品安全造成影響，我國(guó)至今也未發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)，未制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[15]。雖然文獻(xiàn)[16-17]對(duì)返青箬葉中銅和鋅及其他重金屬的遷移量做了較客觀、準(zhǔn)確的測(cè)定，但研究仍不深入、不全面。由此可見(jiàn)，不斷深入研究返青箬葉中銅的遷移規(guī)律意義重大。

文中擬選擇使用最廣的闊葉箬竹葉制備返青箬葉，結(jié)合民間和食品工業(yè)應(yīng)用實(shí)際，參照文獻(xiàn)[16]選用超純水、氯化鈉溶液、乙酸溶液、碳酸氫鈉溶液、白砂糖溶液和大豆油等6種物質(zhì)為食品模擬物，模擬6種不同性質(zhì)的食品，進(jìn)一步研究返青箬葉中重金屬銅含量水平對(duì)其向不同食品遷移的影響，評(píng)估其食品安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和試劑

主要材料：闊葉箬竹葉，于2022年6月17日采自懷化市鶴城區(qū)盈口鄉(xiāng)，采用冷凍（?13 ℃±2 ℃）或冷藏（2～5 ℃）保存，或立即加工成返青箬葉；白砂糖、一級(jí)大豆油，購(gòu)于本地生活超市。

主要試劑：銅元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，1 000 μg/mL，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，GBW 10016a（GSB-7a），中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所；硝酸，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；五水硫酸銅，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；碳酸氫鈉、氯化鈉，優(yōu)級(jí)純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；乙酸，色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；水，超純水；五水硫酸銅溶液，1、2、3、4、5 g/L；氯化鈉溶液，25 g/L；體積分?jǐn)?shù)為4%的乙酸溶液；碳酸氫鈉溶液，50 g/L；體積分?jǐn)?shù)為2%的硝酸溶液；白砂糖溶液，100 g/L。

1.2 儀器和設(shè)備

主要儀器和設(shè)備：ICE 3500型原子吸收分光光度計(jì)，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；ETHOS UP型高效微波消解儀，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；VB24PLUS型智能樣品處理器，天津博納艾杰科技有限公司；FW100型高速粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；GZX-9140MBE型電熱恒溫干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；Milli-Q型超純水處理系統(tǒng)，美國(guó) Millipore 公司。

1.3 方法

選擇闊葉箬竹葉，通過(guò)改變五水硫酸銅溶液的濃度，制備銅含量水平不同的返青箬葉，并進(jìn)行遷移試驗(yàn)。參照文獻(xiàn)[16]中返青箬葉重金屬銅遷移量的測(cè)定方法，分析返青箬葉中銅在不同食品模擬物中的遷移量變化情況。

1.3.1 返青箬葉的制備

稱(chēng)取冷凍箬葉5份，去掉葉柄和焦黃部分，每份質(zhì)量為1 kg，按料液比1∶10（ kg/L），分別浸入質(zhì)量濃度為1、2、3、4、5 g/L的五水硫酸銅溶液中，在24 h后撈出，洗去箬葉表面殘余的硫酸銅，瀝干，制得冷凍返青箬葉，分別記為1～5號(hào)。同時(shí)，分別取適量返青箬葉烘干和粉碎，并過(guò)28目標(biāo)準(zhǔn)篩，備用。

按照上述方法，稱(chēng)取1份冷鮮箬葉1 kg，按料液比1∶10（kg/L）將其浸入5 g/L五水硫酸銅溶液中，在24 h后撈出，洗去箬葉表面殘余的硫酸銅，瀝干，制得冷鮮返青箬葉，記為6號(hào)。取適量返青箬葉烘干和粉碎，并過(guò)28目標(biāo)準(zhǔn)篩，備用。

1.3.2 樣品消解

按文獻(xiàn)[16]的方法對(duì)試樣進(jìn)行微波消解，以標(biāo)準(zhǔn)曲線方法測(cè)定樣品中銅的含量。

1.3.3 遷移實(shí)驗(yàn)

根據(jù)文獻(xiàn)[16]的方法并稍作調(diào)整，把返青箬葉均剪成4～9 cm2的碎片，稱(chēng)取60 g放入規(guī)格為2 L、帶磨口塞的廣口瓶中，加入超純水（2 L）、氯化鈉溶液（25 g/L）、乙酸溶液（體積分?jǐn)?shù)4%）、碳酸氫鈉溶液（50 g/L）、白砂糖溶液（100 g/L）和大豆油（1.8 L），使返青箬葉完全浸沒(méi)于上述食品模擬物中，蓋緊磨口塞，在100 ℃下保溫24 h，測(cè)定返青箬葉中銅的遷移量，計(jì)算見(jiàn)式（1）。

=(0?1)(1?)/(1)

式中：為銅的遷移量，mg/L；0為遷移試驗(yàn)前樣品的銅含量，mg/kg；1為遷移試驗(yàn)后樣品的銅含量，mg/kg；為樣品質(zhì)量，kg；為樣品脫水率，%；為模擬物體積，L。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

按照文獻(xiàn)[16]的方法，以標(biāo)準(zhǔn)系列銅的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在曲線范圍0.1～1.0 μg/mL內(nèi)，得到曲線方程= 0.127 15?0.000 144 33，相關(guān)系數(shù)=1.000，標(biāo)準(zhǔn)曲線方法符合技術(shù)要求。

2.2 五水硫酸銅溶液的濃度對(duì)返青箬葉銅含量的影響

按照1.3.1節(jié)的方法制備的返青箬葉的銅含量測(cè)定結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明，1～5號(hào)冷凍返青箬葉中銅的測(cè)定結(jié)果分別為450.3、619.0、979.0、1 106.4、1 119.2 mg/kg。隨著五水硫酸銅溶液質(zhì)量濃度的升高，返青箬葉中銅的含量逐漸增加。當(dāng)硫酸銅的質(zhì)量濃度增至4 g/L時(shí)，趨于穩(wěn)定。通過(guò)比較5號(hào)和6號(hào)試樣的測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，五水硫酸銅溶液的質(zhì)量濃度相同，所得冷凍返青箬葉和冷鮮返青箬葉的銅含量差別較大，冷凍返青箬葉的銅含量約是冷鮮返青箬葉的2倍。

制備返青箬葉，是箬葉中葉綠素與硫酸銅溶液中銅結(jié)合形成銅代葉綠素的過(guò)程。硫酸銅溶液的濃度和箬葉中葉綠素的含量直接影響返青箬葉中銅的含量，同一箬葉質(zhì)量一定，硫酸銅溶液質(zhì)量濃度越高，箬葉細(xì)胞內(nèi)外銅離子達(dá)到平衡時(shí)，返青箬葉中銅的含量越高。當(dāng)濃度達(dá)到一定時(shí)，葉綠素鎂離子與銅離子的交換量達(dá)到極限，則返青箬葉中銅的含量趨于穩(wěn)定。硫酸銅溶液濃度相同時(shí)，制得冷凍返青箬葉中銅的含量大于冷鮮返青箬葉。這可能是因冷凍使箬葉細(xì)胞受損，甚至造成細(xì)胞死亡，細(xì)胞的通透性增加，而冷鮮葉細(xì)胞完好，細(xì)胞膜對(duì)銅離子進(jìn)出細(xì)胞有一定的控制作用。

圖1 不同返青箬葉中銅的測(cè)定結(jié)果

2.3 返青箬葉中銅在不同性質(zhì)食品模擬物中的遷移結(jié)果

2.3.1 返青箬葉銅在不同性質(zhì)食品模擬物中的遷移試驗(yàn)情況

稱(chēng)取5號(hào)和6號(hào)返青箬葉（脫水率均為50%），按1.3節(jié)的方法，以茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銅含量測(cè)定為質(zhì)控方式，用6種食品模擬物開(kāi)展遷移模擬試驗(yàn)，計(jì)算遷移量，每個(gè)樣品進(jìn)行再現(xiàn)試驗(yàn)1次，結(jié)果如表1。

表1 返青箬葉銅在不同食品模擬物中遷移情況

注：在茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅的認(rèn)定值與不確定度為(8.3±0.5)mg/kg。

如表1所示，銅離子在大豆油中的遷移量高達(dá)6.4 mg/L，而在碳酸氫鈉溶液中的遷移量低于0.2 mg/L。GB 5009.13—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中銅的測(cè)定》[18]中規(guī)定，采用火焰原子吸收光譜法的檢出限為0.2 mg/L，如果檢測(cè)結(jié)果低于0.2 mg/L，則認(rèn)為未發(fā)生銅遷移。冷凍返青箬葉中銅的遷移量遠(yuǎn)大于冷鮮返青箬葉中銅的遷移量。無(wú)論是冷凍返青箬葉，還是冷鮮返青箬葉，其銅離子在大豆油中的遷移量均最大，說(shuō)明植物油有利于銅離子的遷移，堿性食品會(huì)阻止銅遷移，此結(jié)果與文獻(xiàn)[14]的結(jié)果一致。

2.3.2 銅含量不同的返青箬葉在不同食品模擬物中的遷移

取1～5號(hào)冷凍返青箬葉（脫水率均為50%），按照1.3節(jié)的方法，選擇除50 g/L碳酸氫鈉溶液以外的其他5種食品模擬物開(kāi)展遷移模擬試驗(yàn)，結(jié)果如表2。

表2的結(jié)果與表1類(lèi)似，銅在大豆油中的遷移量最大；返青箬葉中銅的含量越高，它向食品模擬物遷移的量越大。由于每個(gè)返青箬葉樣品的月齡和生理狀況不一定完全相同，因此存在不均勻性。葉片的營(yíng)養(yǎng)狀況越好、葉綠素含量越高，其銅代葉綠素的含量越高，向食品模擬物中遷移的銅離子越多，遷移量越高。

銅是人體必需的微量元素，過(guò)量攝入銅會(huì)引起人體代謝紊亂[1]，甚至造成銅中毒[2]。GB 28050—2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)包裝食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽通則》[19]規(guī)定，在食品中銅的營(yíng)養(yǎng)參考值為1.5 mg，即成人每日膳食營(yíng)養(yǎng)素銅的適宜攝入量為1.5 mg。如果成人每天食用1 kg返青箬葉所包裹的食品，那么根據(jù)表1和表2的結(jié)果可知，將返青箬葉用作食品內(nèi)包裝材料存在很大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，且冷凍返青箬葉的風(fēng)險(xiǎn)更大。

3 討論

3.1 返青箬葉樣品和食品模擬物用量的選擇

根據(jù)1.3節(jié)的方法，將樣品全部浸沒(méi)于食品模擬物中。GB 5009.156—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)預(yù)處理方法通則》[20]規(guī)定，食品接觸材料及制品試樣接觸面積與食品模擬物體積之比為6 dm2/L，試樣厚度小于0.5 mm時(shí)取單片面積。此次試驗(yàn)稱(chēng)取單片面積為4～9 cm2的箬葉碎片60 g，測(cè)得其厚度小于0.5 mm。3份60 g試樣的單面平均面積為30 dm2，是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的2.5倍（在大豆油中為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的2.8倍），此條件比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[20]嚴(yán)苛。

表2 銅含量不同的返青箬葉在不同食品模擬物中銅遷移量的測(cè)定結(jié)果

注：茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中銅的認(rèn)定值與不確定度為(8.3±0.5)mg/kg。

3.2 食品模擬物種類(lèi)和遷移試驗(yàn)條件的選擇

日常采用箬葉包裹的原味粽、肉粽、堿水粽、蒿菜粑、鹽菜粑等食品，多以水為介質(zhì)蒸煮加工而成，含有堿、油、鹽、糖、酸等物質(zhì)。民間煮粽子的時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)20 h，此次選擇的6種食品模擬物符合實(shí)際要求，也符合GB 31604.1—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)通則》[21]的規(guī)定。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定現(xiàn)有食品接觸用搪瓷制品[22]、陶瓷制品[23]和玻璃制品[24]的重金屬遷移溫度和時(shí)間選擇條件：烹飪，120 min，98 ℃；可微波爐使用的制品，15 min，100 ℃；其他常溫條件使用的制品，24 h，22 ℃。由此可知極限時(shí)間為24 h，極限溫度為100 ℃。此次遷移條件不低于以上3個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.3 重金屬銅遷移量測(cè)定方法的選擇

國(guó)內(nèi)外重金屬遷移測(cè)試方法基本相似，包括火焰原子吸收光譜法[25-27]、石墨爐原子吸收光譜法[25-26,28-29]、氫化物原子熒光光譜法[29-30]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[25-31]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[25-31]等，這幾種方法各有優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。目前，原子吸收光譜法使用較廣泛，在檢測(cè)過(guò)程中受到的限制較小，檢測(cè)成本較低；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法的靈敏度高、效率高，不足之處是受基體的影響較大、儀器價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)高，在工業(yè)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)未普及。原子吸收光譜法是重金屬銅測(cè)定最經(jīng)典的方法，原子吸收光譜儀是測(cè)定金屬元素常用的儀器，在工業(yè)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。由此，在返青箬葉中銅遷移的測(cè)定方法首選原子吸收光譜法。

返青箬葉中銅的含量較高，而它在食品模擬物中的含量較低，且基質(zhì)復(fù)雜。如25 g/L的氯化鈉和50 g/L的碳酸氫鈉溶液均為高鹽基質(zhì)，直接測(cè)定食品模擬物中銅的遷移量受到限制，而測(cè)定返青箬葉中銅含量的變化可間接計(jì)算銅遷移量，方法較優(yōu)，限制較少。

4 結(jié)論

返青箬葉銅在堿性食品模擬物中未發(fā)生遷移，在其他食品模擬物中發(fā)生了不同程度的遷移，并且在大豆油中的遷移量最大。返青箬葉中銅的含量越高，它向食品模擬物中遷移的量越大。將返青箬葉用作食品內(nèi)包裝材料存在很大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，且使用冷凍箬葉加工的返青箬葉比用冷鮮箬葉加工的返青箬葉的風(fēng)險(xiǎn)更大，應(yīng)當(dāng)禁止。影響返青箬葉中銅向食品中遷移的其他因素還有待進(jìn)一步研究。

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[28] GB 31604.25—2016, 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品包裝材料及制品鉻遷移量的測(cè)定[S].

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[29] GB 31604.41—2016, 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品包裝材料及制品銻遷移量的測(cè)定[S].

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Simulation on the Migration of Copper from RegreenedLeaves to Different Food

LUO Hong-quan, LIU Li-ping*,SHEN Hong-gui,WANG Ning,CHEN Hai-qun,CAI Ai-jun,XIE Jian-jian

(Huaihua Inspection & Testing Center, Hunan Huaihua 418000, China)

The work aims to measure the migration of copper from regreenedleaves to different food simulants, and evaluate the food safety risks. Regreenedleaves were placed in different food simulants and kept at 100 ℃ for 24 hours so that the copper in the leaves could migrate to the food simulants fully. The content of copper in regreenedleaves was measured by microwave digestion-Flame Atomic Absorption Spectrometry (AAS) to evaluate the migration of copper from regreenedleaves to food simulants before and after the simulation migration test. Finally, the migration amount was calculated, and the migration regularities of copper were analyzed. The copper in regreenedleaves did not migrate in 50 g/L sodium bicarbonate solution but migrated in other 5 food simulants varying in degrees. The largest amount of copper migration was measured in soybean oil. When the mass concentration of copper sulfate pentahydrate solution was 5 g/L, the copper contents of the prepared frozen and cold fresh regreenedleaves were 1 119.2 mg/kg and 548.2 mg/kg respectively, and the migration amount of copper from the leaves to soybean oil was 6.1 mg/L and 2.8 mg/L respectively. The copper in regreenedleaves does not migrate in alkaline food, but it migrates in other five kinds of food varying in degrees, and the migration amount is the largest in soybean oil. The higher the copper content in regreenleaves, the greater the amount of copper migration to food simulants. The use of regreenedleaves as food packaging materials has great food safety risks, and the risk of frozen regreenedleaves is much higher than that of cold fresh ones.

regreenedleaves; food simulants; copper; amount of migration

TS201.6

A

1001-3563(2023)23-0135-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.23.016

2023-01-02

湖南省自然科學(xué)基金（2022JJ90058）

責(zé)任編輯：彭颋