紙質(zhì)食品包裝材料化學物檢測技術(shù)研究

程 程

（吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，吉林吉林 132000）

食品包裝材料直接接觸食品，其安全性對食品質(zhì)量和人體健康具有重要影響。近年來，我國對食品包裝材料的安全性越來越重視，制定了一系列相關(guān)法規(guī)和標準。然而，針對紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)檢測的相關(guān)技術(shù)仍存在一定的局限性，難以滿足食品安全性檢測的需求?；诖?，本文針對紙質(zhì)食品包裝材料的化學物質(zhì)檢測技術(shù)展開研究，以期為相關(guān)領域提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 紙質(zhì)食品包裝材料進行化學物檢測的重要性

紙質(zhì)食品包裝材料直接接觸到食品，其中存在的化學物質(zhì)可能會對食品的安全性和品質(zhì)產(chǎn)生影響，通過對紙質(zhì)食品包裝材料中的化學物質(zhì)進行檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全問題，確保食品的質(zhì)量安全。紙質(zhì)食品包裝材料中的化學物質(zhì)可能通過食品進入人體，對人體健康構(gòu)成威脅，對紙質(zhì)食品包裝材料的化學物進行檢測，可以評估其對食品的遷移情況，保護消費者的健康權(quán)益。目前，針對食品包裝材料的安全性要求，各個國家和地區(qū)都制定了相應的法律法規(guī)和標準。對紙質(zhì)食品包裝材料進行化學物檢測，有助于驗證其是否符合相關(guān)的法規(guī)和標準要求，保證產(chǎn)品的合規(guī)性。紙質(zhì)食品包裝材料通常具有環(huán)保和可再生的特點，但在生產(chǎn)過程中可能會使用一些化學物質(zhì)，如膠黏劑、染料等，通過檢測可以評估這些化學物質(zhì)對環(huán)境的潛在影響，并為環(huán)境友好型紙質(zhì)包裝材料的研發(fā)提供指導[1]。

2 紙質(zhì)食品包裝材料的優(yōu)勢和問題

2.1 紙質(zhì)食品包裝材料的優(yōu)勢

紙質(zhì)食品包裝材料通常由可再生資源制成，例如木材和紙漿，相比于塑料包裝材料，紙質(zhì)材料的生產(chǎn)過程對環(huán)境影響較小。此外，紙質(zhì)材料可進行回收和再利用，能夠降低廢物排放和資源浪費。紙質(zhì)食品包裝材料通常可在較短時間內(nèi)自然降解，不會在環(huán)境中積累，有助于減少對土地和水源的污染，對生態(tài)環(huán)境有一定的保護作用。研究發(fā)現(xiàn)，部分塑料包裝材料可能含有有害物質(zhì)，當其與食品接觸時可能釋放出來，對人體健康造成潛在威脅，而符合國家規(guī)定的紙質(zhì)食品包裝材料通常不含有害化學物質(zhì)，對人體健康無害，且其通常具有良好的透氣性能，可以保持食品的新鮮度和口感。這對于一些需要呼吸的食品如蔬菜、水果等來說尤為重要。紙質(zhì)食品包裝材料通常較輕便，易于攜帶和處理，容易切割和折疊，可以根據(jù)食品的形狀和大小定制，能夠提供更好的包裝適應性[2]。

2.2 紙質(zhì)食品包裝材料存在的問題

紙質(zhì)食品包裝材料在應用過程中也存在一些問題，如相比于塑料材料，紙質(zhì)材料的保濕性能較差，不能很好地保持食品的水分，這可能導致食品變干、口感變差或者腐敗速度加快；紙質(zhì)材料阻油性能較差，容易被食品中的油脂滲透，導致包裝變形、破損或者油漬外泄，不利于含油脂較多的食品的包裝儲存、運輸；紙質(zhì)材料容易受潮，當遇到潮濕環(huán)境時容易變軟、變形或者失去原有的強度，這可能導致包裝破損，影響食品的保存和運輸；紙質(zhì)材料的可降解性在發(fā)揮對環(huán)境友好優(yōu)勢的同時也可能帶來穩(wěn)定性問題，在長時間存儲或者在潮濕環(huán)境中，紙質(zhì)材料可能會降解、變脆或者受到生物侵蝕，從而影響包裝的完整性和保護性。此外，相比于塑料材料，紙質(zhì)材料的生產(chǎn)成本較高，可能會影響產(chǎn)品的競爭力[3]。

3 紙質(zhì)食品包裝材料在食品中可能殘留的化學物的類型

紙質(zhì)食品包裝材料在食品中可能殘留的化學物的類型包括以下幾種。①殘留農(nóng)藥。如果紙質(zhì)食品包裝材料由未經(jīng)處理的紙漿制成，其中可能存在農(nóng)藥殘留。這是因為農(nóng)產(chǎn)品在種植過程中可能使用農(nóng)藥，而這些農(nóng)藥可能會殘留在紙漿中。②殘留重金屬。紙質(zhì)食品包裝材料中的某些成分，例如油墨和染料，可能含有重金屬。當這些包裝材料接觸食品時，重金屬可能會遷移到食品中。③殘留溶劑。在紙質(zhì)食品包裝材料的制造過程中，可能會使用溶劑處理紙漿和涂布紙面，如果這些溶劑沒有完全揮發(fā)或者未被徹底去除，則可能殘留在食品包裝中，并進一步遷移到食品中。④殘留油脂。紙質(zhì)食品包裝材料通常用于包裝含有油脂的食品，例如油炸食品和糕點。在包裝過程中，部分油脂可能會滲透到紙質(zhì)材料中，導致油脂殘留。⑤殘留甲醛。紙質(zhì)食品包裝材料可能使用甲醛作為交聯(lián)劑來增加紙張的強度和穩(wěn)定性。如果紙張中的甲醛沒有完全固化或者揮發(fā)，可能會殘留在食品包裝中，并遷移到食品中。需要注意的是，食品包裝材料的安全性通常受到嚴格監(jiān)管和控制，以確?；瘜W物殘留量符合食品安全標準。此外，采用符合規(guī)范和認證的紙質(zhì)食品包裝材料也可以降低化學物殘留的風險。

4 紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)檢測技術(shù)

中國國家標準委員會和食品藥品監(jiān)督管理局制定了一系列與紙質(zhì)食品包裝材料相關(guān)的法規(guī)標準，這些標準規(guī)定了紙質(zhì)食品包裝材料中化學物的限量要求和檢測方法。在社會研究機構(gòu)方面，研究機構(gòu)和檢測實驗室在紙質(zhì)食品包裝材料化學物檢測方面進行了一系列研究，開發(fā)了針對農(nóng)藥殘留、重金屬、溶劑殘留等化學物質(zhì)的檢測方法，并進行了不斷改進和優(yōu)化。隨著科技的發(fā)展，新型檢測設備和儀器逐漸應用于紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)的檢測中[4]。例如，高效液相色譜儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀等先進的分析儀器能夠在短時間內(nèi)提供更準確的檢測結(jié)果。為了確保紙質(zhì)食品包裝材料化學物質(zhì)檢測結(jié)果的可靠性和準確性，一些檢測機構(gòu)已經(jīng)通過了國家認可委員會的認證，這些檢測機構(gòu)具備嚴格的質(zhì)量管理體系，能夠提供符合標準要求的檢測服務。以下就紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)檢測技術(shù)及前處理技術(shù)展開論述。

4.1 紙樣前處理技術(shù)

4.1.1 頂空萃取法

在紙樣前處理技術(shù)中，頂空萃取法可以用于提取紙樣中的揮發(fā)性化合物，這種方法可以有效地將揮發(fā)性化合物從紙樣中釋放出來，并使其進入氣相空間以便進一步分析。處理過程中要將紙樣切割成適當大小，并放入一個封閉的頂空瓶或頂空采樣容器中，如果紙樣中存在水分，可以在樣品放入頂空瓶之前使用適當?shù)姆椒ㄈコ?，然后將頂空瓶或頂空采樣容器密封，確保容器內(nèi)部與外部環(huán)境隔離。然后將封閉容器放入恒溫水浴中或加熱到適當?shù)臏囟龋辜垬又械膿]發(fā)性化合物達到平衡狀態(tài)，使用頂空注射器或自動頂空采樣器，從封閉容器中抽取一定量的氣體樣品，注入氣相色譜儀中對頂空萃取的氣體樣品進行分離和定量分析，分析過程中可以使用適當?shù)闹蜋z測器來分析揮發(fā)性化合物的種類和含量。頂空萃取法在紙樣前處理中的應用有助于分析紙質(zhì)食品包裝材料中的揮發(fā)性物質(zhì)，如揮發(fā)性有機化合物、食品香味物質(zhì)等。通過提取紙樣中的揮發(fā)性化合物，可以評估食品包裝材料的揮發(fā)性，了解其對食品品質(zhì)和安全的影響，并進行相應的控制和改進。

4.1.2 超臨界流體萃取法

在紙樣前處理技術(shù)中，超臨界流體萃取法可以提取紙樣中的化合物。超臨界流體是一種介于氣體和液體之間的狀態(tài)，在特定溫度和壓力下具有較高的溶解力和擴散性能，可用作有效的萃取溶劑。處理過程中要將紙樣切割成適當大小，并放入一個超臨界流體萃取裝置中的樣品室。選擇適當?shù)某R界流體作為萃取劑，常用的超臨界流體是二氧化碳，二氧化碳因其低毒性、低成本以及易于處理和回收的特性而被廣泛應用；將超臨界流體通過樣品室，使其與紙樣接觸并溶解目標化合物，并通過減壓或改變溫度等方式，將溶解在超臨界流體中的目標化合物從超臨界流體中分離出來，萃取物可以通過冷凝或其他方法進行收集。最后對萃取物進行分析檢測，以確定目標化合物的種類和含量，常用的分析方法包括氣相色譜法、液相色譜法等。超臨界流體萃取法在紙樣前處理中的應用可以有效提取紙質(zhì)食品包裝材料中的揮發(fā)性有機化合物、香味物質(zhì)、殘留溶劑等，該方法具有高效、可控性好以及對樣品不會造成破壞等優(yōu)點[5]。然而，超臨界流體萃取設備和操作相對復雜，所以在實際應用中需要專業(yè)的設備和技術(shù)支持。

4.2 紙質(zhì)食品包裝材料化學物質(zhì)檢測技術(shù)

4.2.1 氣相色譜法

氣相色譜法是紙質(zhì)食品包裝材料化學物質(zhì)檢測中常用的分析技術(shù)之一。該方法通過樣品中化合物在氣相載體（固定相）和移動相（惰性氣體）之間的分配，實現(xiàn)化合物的分離和定量，檢測過程如下。①樣品制備。將紙質(zhì)食品包裝材料樣品進行適當前處理，如切碎、溶解或提取，以獲得需要分析的化合物。②色譜柱選擇。選擇適合目標化合物分離和分析的色譜柱，通常是具有特定親和性的固定相填充的管狀材料。③樣品注入。將經(jīng)過前處理的樣品通過自動進樣器或手動注射器引入氣相色譜儀。④分離。樣品中的化合物在色譜柱中進行分離，根據(jù)化合物的親和性和揮發(fā)性，化合物會以不同的速度通過色譜柱。⑤檢測器選擇。根據(jù)目標化合物的性質(zhì)和分析要求，選擇合適的檢測器。常用的檢測器包括火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，F(xiàn)ID）、電子捕獲檢測器（Electron Capture Detector，ECD）以及氮磷檢測器（Nitrogen Phosphorus Detector，NPD）等。⑥數(shù)據(jù)分析。通過記錄和分析檢測器輸出的信號，得到樣品中目標化合物的種類和含量?？梢允褂脴藴是€、內(nèi)標法或定量計算法來確定化合物的濃度。

在紙質(zhì)食品包裝材料化學物質(zhì)檢測中，氣相色譜法可以分析多種化合物，例如揮發(fā)性有機化合物、殘留溶劑、農(nóng)藥殘留等。它具有高分辨率、高靈敏度、廣泛的應用范圍和可靠性等優(yōu)點。然而，氣相色譜法對于極性和高沸點化合物的分離能力較差，因此在分析過程中可能需要使用其他技術(shù)進行補充或結(jié)合使用。

4.2.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)檢測的常用分析技術(shù)，主要是利用物質(zhì)中特定金屬元素的吸收特性進行定量分析。在進行原子吸收光譜法檢測時，需要先獲得需要分析的金屬元素，如對樣品進行溶解或提取處理，然后準備一系列含有已知濃度的標準溶液，用于構(gòu)建標準曲線；使用原子吸收光譜儀將經(jīng)過前處理的樣品溶液通過自動進樣器或手動注射器引入儀器，儀器會將樣品轉(zhuǎn)化為氣態(tài)原子，然后通過特定金屬元素的吸收特性進行分析，通過向樣品中傳遞特定波長的光束，測量樣品溶液中吸收的光強度，確定金屬元素的濃度，并根據(jù)標準曲線，將吸光度與標準溶液的濃度進行對比，計算出樣品中金屬元素的含量。原子吸收光譜法在紙質(zhì)食品包裝材料化學物質(zhì)檢測中可用于分析多種金屬元素，如鉛、鎘、汞等重金屬，具有高靈敏度、準確性和選擇性，并且適用于不同樣品類型。然而，原子吸收光譜法只適用于分析金屬元素，對于非金屬元素的分析需要使用其他技術(shù)進行補充或結(jié)合使用[6]。

4.2.3 氫化物原子熒光法

氫化物原子熒光法主要用于檢測含有砷、銻、錫、硒等元素的化合物，在當前紙質(zhì)食品包裝材料化學物檢測中占有重要的地位。與其他檢測方式一樣，在檢測時，需要先進行包裝材料的處理，提取相應的元素，然后將前處理后的樣品溶液與適當?shù)倪€原劑混合，通過加熱或反應促使樣品中的目標元素形成氫化物，然后使用氣體或液體分離技術(shù)，將生成的氫化物從樣品溶液中分離出來，通常涉及氣體擴散、萃取或吹掃等步驟，最后將分離的氫化物引入原子熒光儀器，通過激發(fā)和熒光信號的檢測，實現(xiàn)目標元素的定量分析，通過與標準溶液對比，計算出樣品中目標元素的含量。氫化物原子熒光法具有高靈敏度、準確性和選擇性，適用于不同樣品類型，可以通過優(yōu)化反應條件和儀器參數(shù)，實現(xiàn)對目標元素的高效分析。然而，該方法僅適用于特定元素的分析，并且需要使用專門的儀器和試劑進行操作。

5 結(jié)語

目前，我國已在紙質(zhì)食品包裝材料中化學物質(zhì)檢測技術(shù)方面取得了一定的進展，但仍然需要進一步研究和完善。未來，應進一步優(yōu)化和完善檢測方法，同時研發(fā)新型檢測技術(shù)，使其更加精確、快速和可靠，以確保紙質(zhì)食品包裝材料的安全性。