刘宁宁 李云华
(康达新材料(集团)股份有限公司,上海,201419)
食品接触材料( Food Contact Materials ,FCM),泛指拟与食品直接、间接或可能接触,其成分可能转移到食品中的材料和制品。食品接触材料用途广泛,常见的食品接触材料有食品包装材料及食品器具等,其种类一般包括塑料类、橡胶类、硅胶类、有机涂层类、复合材料类等。食品接触材料中的有毒、有害物质会在与食品接触的过程中向食品迁移,给食品自身安全造成一定威胁[1],食品安全关乎人类安全,为保护人体健康,世界各国对食品安全的关注已不再局限于食品本身,食品接触材料的安全性日渐引起大家的重视。
食品接触材料中残留初级芳香胺迁移进入食品就是一个比较大的安全隐患,直接危害人类身体健康。欧盟RoHS 指令[2]将初级芳香胺列为“环境管理物质”,欧盟法规(EU)No 10/2011[3](委员会关于与食品接触的塑料材料和制品的法规及其修订法规)在其附录II 中指出,塑料材料及其制品中不得检出特定初级芳香胺,欧盟违规通报RASFF 中初级芳香胺是主要不合格项目之一。
因此,初级芳香胺含量的准确检测就变得尤为重要,关于芳香胺的检测方法,标准及文献中均有介绍,本研究仅对食品接触材料及其相关材料中芳香胺的主要检测标准进行了分类和比较,重点介绍了各检测方法的原理、所用仪器设备及方法检出限,以其为同行人员在芳香胺测试方法选择及开发过程中提供参考。
初级芳香胺(Primary Aromatic Amines,PAA),又称芳香族伯胺,芳香胺,是一系列有机化合物,常用于合成一些如偶氮染料和抗氧化剂等化合物的中间体。初级芳香胺是一种毒性较强的致癌物质,可通过皮肤、胃肠道和呼吸道进入体内,从而对人体健康造成重大危害[4-5]。
食品接触材料中的初级芳香胺主要来源于尼龙、有颜色的塑料和聚氨酯胶粘剂,尼龙中的初级芳香胺可能是来源于为了增强尼龙的耐高温性能而加入的成分;塑料中的颜色来源于染料,其中的偶氮染料经还原可产生一种或多种芳香胺;聚氨酯胶粘剂的主要成分之一为芳香族异氰酸酯,材料及制品中残留的芳香族异氰酸酯单体遇水后反应生成芳香胺[6]。
通过对国内及欧盟食品接触材料中关于芳香胺限量的研究发现,我国涉及食品接触材料中初级芳香胺限量的标准较少,在1998 年颁布的国家标准GB 9683-88[7]中规定在4%乙酸浸泡溶液中甲苯二胺的含量不得大于0.004 mg/L,该含量是指甲苯二胺的五个同分异构体的总量,新版国家标准GB 9683 中可能会对初级芳香胺限量进行严格规定。
化工行业标准HG/T 5376-2018[8]和浙江省团体标准T/ZZB 2022-2020[9]规定食品和药品包装用胶粘剂在4%乙酸食品模拟液中初级芳香胺迁移量不得大于10 µg/kg。
欧盟在食品接触材料卫生安全领域则起步较早,其相关法规体系较为完善,且在不断更新修订。欧盟食品接触材料法规(EU)No 10/2011 最新修订指令(EU)2020/1245 指出,初级芳香胺不得检出,对于已列入REACH 法规[10]附录XVII中的每种初级芳香胺(22 种,见表1),检出限为0.002 mg/kg(2ppb)食品或食品模拟液;对于未列于REACH 中的初级芳香胺,则这些初级芳香胺的迁移总和不得超过0.01 mg/kg 食品或食品模拟液。
表1 REACH 附录XVII 中22 种初级芳香胺
食品接触材料中的初级芳香胺与食品接触时向食品迁移,对食品造成污染,从而威胁人体健康。因此,食品接触材料中初级芳香胺的检测一般指迁移量的检测,测试迁移量就涉及到迁移试验。调查国内及欧盟食品接触材料及相关材料中初级芳香胺检测标准发现,欧盟仅对初级芳香胺的限量进行了规定,未指定检测方法,迁移条件的选择可参考BSEN 13130-1:2014;我国初级芳香胺不同测试标准指定的迁移试验依据不同,主要有GB 31604.1-2015、GB/T 23296.1-2009 及GB 5009.156-2016 等等,可依据具体测试标准进行选择。
我国现行的初级芳香胺相关的检测标准较多,按照测试的初级芳香胺种类分为测试一种初级芳香胺和多种初级芳香胺。
单个芳香胺的测试标准有3 项国家标准、1项地方标准和1 项行业标准,均适用于食品接触材料及制品, 其中GB 31604.11-2016、 GB/T 23296.25-2009 及DB13T 1081.12-2009[11-13]均规定了1,3-苯二甲胺迁移量的测定,均采用高效液相色谱法(配荧光检测器)测试,检出限最小可以 到 0.004 mg/L , 大 多 为 0.010 mg/L ; GB 31604.23-2016 和SN/T 2277- 2009[14-15]规定了2,4-二氨基甲苯迁移量的测定,均提到用气相色谱-质谱法测试,检出限0.0005 mg/L。
多种初级芳香胺的测试标准有2 项国家标准、1 项地方标准和2 项行业标准,考虑到食品接触材料中的复合包装材料中使用的聚氨酯粘合剂,特意列出了GB/T 39290-2020[16],该标准适用于胶粘剂中芳香胺含量的测定,直接测试胶粘剂中芳香胺含量和残留量;另外4 项[17-20]标准均适用于食品接触材料中芳香胺迁移量的测定,不同标准测试方法不同,涉及的芳香胺种类不同,最少测试23 种初级芳香胺。
表2 为针对测试多种芳香胺的不同标准的测试方法、适用范围、原理、芳香胺种类及方法检出限等的对比介绍。
表2 初级芳香胺不同测试标准对比
综上可以看出,近年来我国食品接触材料中芳香胺迁移量测试标准在逐渐完善,但随着欧盟对食品接触材料中初级芳香胺的管控愈加严格,(EU)No 10/2011 最新修订将初级芳香胺检出限由0.01 mg/kg 降低为0.002 mg/kg,对芳香胺迁移量的检测方法要求也更高。
从表2 可以看出我国现行标准中仅GB 31604.52-2021 能满足欧盟制定的检出限量0.002 mg/kg 的要求,标准中采用液相色谱-质谱/质谱进行测试,价格昂贵,导致各企业实验室难以配备;而气相色谱-质谱法虽然也可以进行多种初级芳香胺的测试,但检出限不能满足欧盟要求。
因此,对于检出限低的、更普适的食品接触材料中的初级芳香胺的检测方法的开发仍有待探索研究。