食品紙塑復合包裝材料中有機污染物檢測存在的問題及優(yōu)化策略

摘 要：近些年，食品紙塑復合包裝材料在食品包裝領域得到了廣泛應用，但其使用安全性問題一直是行業(yè)關注的熱點。在紙塑復合包裝材料生產加工過程中，會應用到多種類型的有機功能助劑，這些有機污染物可能會遷移到食品中，嚴重威脅消費者身體健康。因此，食品紙塑復合包裝材料中有機污染物檢測工作具有重要意義。本文闡述了食品紙塑復合包裝材料性能特點，分析了當前有機污染物檢測方面存在的問題，并對食品紙塑復合包裝常見有機污染物，包括多氯聯(lián)苯、酚類物質、2，4-二氨基甲苯以及揮發(fā)性化合物的檢測方法的優(yōu)化措施進行了綜述，以供參考借鑒。

關鍵詞：紙塑復合包裝；多氯聯(lián)苯；酚類；2，4-二氨基甲苯；揮發(fā)性有機物

Problems and Optimization Strategies for the Detection of Organic Pollutants in Food Paper-Plastic Composite Packaging Materials

FENG Jiawei

（Yongning County Product Quality Measurement Inspection and Testing Center， Yinchuan 750100， China）

Abstract： In recent years， food paper-plastic composite packaging materials have been widely used in the food packaging field， but its safety has been a hot issue in the industry. In the production and processing of paper-plastic composite packaging materials， many types of organic functional additives will be applied， and these organic pollutants may migrate to food， which will seriously threaten the health of the body. Therefore， it is of great significance to detect organic pollutants in food paper-plastic composite packaging materials. This paper describes the performance characteristics of food paper-plastic composite packaging materials， analyzes the current problems in the detection of organic pollutants， and summarizes the optimization measures for the detection of common organic pollutants in food paper-plastic composite packaging， including polychlorinated biphenyls， phenolic substances， 2，4-diamino-toluene and volatile organic compounds.

Keywords： paper-plastic composite packaging; polychlorinated biphenyls; phenols; 2，4-diamino-toluene; volatile organic compounds

近些年，食品工業(yè)快速發(fā)展，食品包裝材料使用量越來越大，包裝材料類型逐漸增多，如塑料包裝、紙質包裝、金屬包裝以及復合包裝等。紙塑復合包裝材料具有優(yōu)異的阻隔性和機械性能，可用于快餐、牛奶包裝盒等，是目前市場上生產和使用量增長最快的包裝材料之一。然而，這類包裝材料在生產和使用過程中可能引入有機污染物，如鄰苯二甲酯、二苯甲酮、異丙基硫雜蒽酮等，消費者可能會攝入從包裝材料遷移至食品中的污染物，對身體健康產生一定威脅。因此，如何有效檢測并控制紙塑復合包裝材料中的有機污染物成為食品安全監(jiān)管的重要議題。

目前，有大量的研究人員開展了紙塑復合包裝材料有機污染物檢測的相關工作，檢測方法、檢測設備以及分析方法方面都取得了重大進步[1-2]。但在實際應用中，一些檢測方法還存在前處理技術復雜、檢測靈敏度低、檢測周期長等問題。為了更好地保障食品安全，越來越多的研究人員開展紙塑復合包裝材料有機污染物檢測方法的優(yōu)化研究。本文對現(xiàn)有研究成果進行梳理總結，希望能夠為食品包裝材料中有機污染物的檢測提供更加可靠的技術支持。

1 食品紙塑復合包裝材料及其性能

復合包裝材料是將2種或2種以上不同類型的材料在特定的工藝條件下制成的高效、多層復合材料。食品紙塑復合包裝包括阻隔層、熱封層、印刷層，其中阻隔層主要采用鋁箔、塑料等材料，熱封層通常采用聚乙烯、聚丙烯等材料，印刷層則采用紙材料。復合包裝材料能夠充分發(fā)揮幾種不同材料的優(yōu)勢及特點，進而擴大使用范圍，提升經(jīng)濟效益。

食品紙塑復合包裝材料具有以下幾種性能。①阻隔性能：對濕氣、氧氣、油脂等具有良好的阻隔性，有效保持食品的質量和新鮮度。②機械強度：具有良好的耐撕裂、耐壓縮、耐穿刺等特性。③良好的熱封性能：通過熱封技術牢固封合包裝，防止內容物泄漏或外界污染物進入。④印刷性能：紙張層提供了優(yōu)良的印刷表面，提升包裝的美觀性。⑤加工性能：紙塑復合材料通過多種工藝制備而成，如層壓、涂布等，能夠更好地滿足不同食品的包裝需求。

2 食品紙塑復合包裝材料存在的問題

近些年，人們對食品紙塑復合包裝材料的環(huán)保性、安全性提出了更高的要求，包裝材料的安全問題也是行業(yè)面臨的重要問題。2021年，國家市場監(jiān)督管理總局對復合膜袋等食品相關產品進行了抽查，抽查了17個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）120家企業(yè)不同批次的包裝材料產品，重點對重金屬（以Pb計）、溶劑殘留量總量、苯類溶劑殘留量、甲苯二胺（4%乙酸）、鄰苯類增塑劑特定遷移量等13個項目進行了檢驗，其中溶劑殘留量總量不合格。對于紙塑復合包裝材料而言，有機污染物來源主要為內層材料、膠黏劑、印刷油墨等。常見的內層材料有聚乙烯、聚丙烯等；膠黏劑普遍為樹脂類，如聚丙烯、聚氨酯等，而異氰酸酯是聚氨酯材料的主要成分之一，在生產過程中異氰酸酯會產生甲苯二異氯酸醋，水解后形成芳香胺，芳香胺具有一定的致癌性，對人體危害較大；內層材料中的添加劑、印刷油墨等材料會殘留一些有機溶劑，當包裝材料與食品接觸時，隨著時間的推移，這些有機溶劑會遷移到食品中，引發(fā)食品污染問題。

3 食品紙塑復合包裝材料常見有機污染物及檢測方法優(yōu)化研究

3.1 多氯聯(lián)苯檢測方法優(yōu)化

多氯聯(lián)苯（Polychlorinated Biphenyls，PCBs）已被列為重要持久性有機污染物之一。PCBs主要來自于黏合劑、印刷油墨等，近些年，包裝材料中的PCBs向食品中遷移引發(fā)了社會各界的重視。PCBs對人體具有極大的危害性，可損傷人體的皮膚組織、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等，并且在一定的范圍內，對人體的損傷程度與PCBs的濃度呈正相關。

李丹[3]研究了不同厚度紙塑復合包裝材料中的PCBs在不同介質條件下的遷移行為，構建了PCBs的“有限包裝—有限食品”遷移模型。優(yōu)化實驗研究中，以乙腈為萃取劑，萃取溫度為80 ℃，萃取方式為靜態(tài)萃取，萃取次數(shù)為2次，經(jīng)硫酸磺化的樣品過活化硅膠層析柱。結果顯示，通過應用Ptx-5MS毛細管柱，能夠對8種PCBs進行同時分析，檢出限在0.018 3～0.038 0 μg·kg-1。但該檢測方法存在前處理煩瑣、應用大量有機溶劑等問題，還需要進一步優(yōu)化。

針對該問題，徐華超等[4]以提升實驗效率、減少有機溶劑使用以及提升經(jīng)濟性為目標，對萃取參數(shù)進行了優(yōu)化。①萃取溫度的優(yōu)化：萃取溫度直接影響溶劑的萃取能力和溶解能力，在一定范圍內，提升萃取溫度，會增強有機物的萃取能力，提升萃取效率，但萃取溫度過高，對雜質的萃取效率也會增加，最終確定萃取溫度為100 ℃。②萃取時間的優(yōu)化：研究對比了不同萃取時間下的回收率，當萃取時間為5 min時，回收率為78.5%，當萃取時間為10 min，回收率為97.6%，萃取時間為20 min和

30 min時，回收率分別為98.2%和98.8%，最終確定萃取時間10 min最為適宜。該研究通過對萃取過程參數(shù)的不斷優(yōu)化，在確保良好精密度和檢出限的同時，還大大提高了實驗效率，保證了回收率，降低了實驗成本。

3.2 酚類物質檢測方法優(yōu)化

對于食品紙塑復合包裝材料，影響雙酚A、苯酚遷移的因素有溫度、時間和使用次數(shù)等。陳旭明等[5]采用液相色譜法測定塑料食品包裝材料中壬基酚含量，以正己烷為萃取劑，色譜柱選用ZORBAX XDB-C18（150 mm×4.6 mm，5 μm），柱溫為30 ℃，流速為1.0 mL·min-1，采用外標法定量，該方法檢出限為0.055 mg·kg-1，回收率為90.0%～93.9%，相對標準偏差為2.12%～3.82%。但該方法在前處理技術方面存在一些不足之處，如前處理過程較為煩瑣，使用大量的正己烷有機溶劑，環(huán)保性一般，并且回收率不高。為提高回收率，提升實驗環(huán)保性，唐吉旺等[6]提出了一種基于固相萃取的高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定食品包裝材料中雙酚A和壬基酚。該研究中，以二氯甲烷為提取劑，采用超聲提取法替代傳統(tǒng)的振動提取法，雙酚A和壬基酚的提取量分別提高了67%和56%。

3.3 2，4-二氨基甲苯檢測方法優(yōu)化

紙塑復合包裝材料中應用到大量膠黏劑，膠黏劑主要成分是甲苯二異氰酸酯，該材料穩(wěn)定性較差，易水解成毒性大、具有致癌作用的2，4-二氨基甲苯。當前，各類檢測方法標準中主要應用氣相色譜法和氣相色譜-質譜法對2，4-二氨基甲苯含量進行測定，但長期實踐表明，這兩種方法在使用中都存在一些問題。例如，在前處理過程中，需要經(jīng)過繁雜的衍生化前處理，還會使用到大量的有機試劑，如二氯甲烷、七氟丁酸酐等，這類有機試劑不僅會對儀器設備產生不同程度的損害，檢測人員長期接觸這些試劑還會影響身體健康。因此，有必要對檢測方法進行優(yōu)化。

張延超等[7]建立了一種新的苯類有機污染物檢測方法，具體操作包括將樣品放置于蒸餾水中煮沸回流1 h，采用正離子掃描和多反應監(jiān)測模式進行檢測，應用外標法進行定量分析。研究結果表明，2，4-二氨基甲苯在1.0～100.0 ng·mL-1線性關系優(yōu)異，相關系數(shù)r=0.999 9，檢出限為10 ng·g-1。該方法檢測速度快，操作步驟簡單，無須復雜的衍生化前處理步驟，顯著縮短了檢測周期，降低了檢測成本，大大降低了有機溶劑的使用量，具有一定的環(huán)保性。

3.4 揮發(fā)性化合物檢測方法優(yōu)化

在紙塑復合包裝材料中，會應用到大量的油墨、溶劑等，這類物質中含有大量的揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs），如醇、酮、烷烴、脂類物質等。近些年，輻照技術在食品領域得到迅速發(fā)展，輻照技術能夠殺死細菌，抑制食物腐爛，起到保鮮食品的作用。但在輻照過程中，高能電子束會同時作用于食品和食品包裝材料，引起食品包裝材料理化性能的改變，導致VOCs更容易釋放。為此，需要加強對這些揮發(fā)性有機物的檢測。

趙子青等[8]主要針對揮發(fā)性有機物的檢測數(shù)據(jù)分析方法進行了優(yōu)化。研究采用了頂空氣相色譜-質譜法，并結合MS-DIAL軟件對市面上19種復合包裝材料中的VOCs進行檢測。MS-DIAL軟件用于對色譜圖的解卷積及峰對齊進行定性分析，再結合正交偏最小二乘法判別分析（Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis，OPLS-DA）模型對材料輻照前后的VOCs組成進行分析，通過OPLS-DA模型的投影變量重要度（Very Important Person，VIP）值，篩選出17種對差異貢獻顯著的物質。該檢測分析方法的應用，顯著提升了檢測結果的精確性，為輻照包裝中揮發(fā)性非有意添加物質數(shù)據(jù)庫的建立提供了依據(jù)。

4 結語

綜上所述，食品紙塑復合包裝材料中有機物污染問題是行業(yè)關注的重點問題。對于檢測行業(yè)而言，還應進一步加強前處理技術、檢測方法、檢測設備以及數(shù)據(jù)分析方法方面的優(yōu)化，不斷提升檢測效率，提高檢測準確性，為食品紙塑復合包裝材料的安全評價提供重要參考依據(jù)，為食品安全與公共健康保駕護航。

參考文獻

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