食品接触材料中挥发性气味物质 分析技术的研究进展

肖 娟，魏剑辉，王 磊，胡 瑛

（江西省检验检测认证总院工业产品检验检测院，江西南昌 330052）

目前，食品包装虽然一定程度上能起到保护食品、方便食品运输、增加审美、提高商品价值以及促进销售的作用，但许多食品包装材料在不同的温度、湿度等条件下，一些未参与聚合的游离单体或裂解物会发生迁移，从而造成食品有害物质残留，增加食品安全卫生风险。食品安全问题与人们的身体健康息息相关。研究食品接触材料中挥发性气味物质分析技术的研究进展，对于食品接触用包装材料测试及标准体系的制定与完善有着重要的意义。

1 食品接触材料中有害物质的分析

1.1 食品金属罐

食品金属罐主要分两片罐和三片罐两种。两片罐由罐身和罐盖组成，三片罐由罐身、罐底和罐盖组成。食品金属罐内壁通常为有机涂层，可有效避免饮料等内容物直接接触金属引起金属罐腐蚀、金属离子析出等问题。但有机涂层中的化学物质也可能迁移进食品，进而带来质量安全问题。食品金属罐的内涂料主要有3类，分别为环氧树脂涂料、聚酯涂料和聚氯乙烯有机溶胶涂料。在涂层过程中可加入酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等作为固化剂进行配合使用。因此，食品金属罐内涂层中可能含有双酚A、双酚A缩水甘油醚及其水解和氯化衍生物、环氧氯丙烷、苯酚、甲醛和三聚氰胺等残留反应起始物、扩链剂和反应中间产物，这些物质都具有一定的毒性，会对人体健康和生态环境带来危害。

1.2 接触玻璃材料

玻璃接触材料大部分用于饮料包装。为了防止破碎，玫璃瓶在制造过程中通常需经化学强化或塑料强化处理。该类食品接触材料的有毒有害物质较为单一（铅、砷、锑等），而且通常其向食品中的迁移量很低，对人们的危害较小[1]。

1.3 荧光增白剂

荧光增白剂是一类重要的精细化学品。在塑料制品制造过程中，通常为了改善成型品的外观，往往添加荧光增白剂，其是一种致癌活性很强的化学物质。荧光增白剂难溶于水，难降解，误食后人体无法正常代谢荧光增白剂，长期毒性累积，具有癌变的风险。

1.4 甲醛类物质

这种物质主要应用在三聚氰胺餐具、铁管黏合剂树脂涂层等制品的生产过程中，但是如果在制品生产中没有完全发生聚合反应，又或者用这些制品接触高温或者酸性食品，那么就会出现甲醛有害物质迁移，从而对食品造成污染，一般主要包括食品接触的金属涂层、橡胶材料、竹木接触材料以及树脂餐具等。甲醛类物质本身对人们的身体具有巨大的危害，其毒性一般分为慢性和急性，能通过人类呼吸道、皮肤组织和消化道被人们所吸收，因此也被世卫组织称之为最可疑的致癌物质[2]。

1.5 邻苯二甲酸酯类

邻苯二甲酸酯类作为一种十分常见的塑化剂，在我国塑料制剂中应用最为广泛，同时邻苯二甲酸酯类还是产量最大的塑料助剂。在实际应用中，其广泛应用于聚氯乙烯制品、塑料薄膜、玻璃盖垫片以及外包装纸的生产中，而且这种物质能够通过人体皮肤、消化道以及呼吸道被人们所吸收。此外，邻苯二甲酸酯类也具有强烈的生殖毒性，对胎儿发育会产生较大的影响。

2 食品接触材料对于食品安全的意义

①合适的包装方式和材料可以保护食品不受外界的污染，保持食品本身的水分、成分、品质等特性不发生改变。②材料本身的化学成分会向食品中发生迁移，如果迁移的量超过一定界限，会影响到食品的卫生。随着食品科技和包装工业的迅速发展，许多新型的包装材料和包装形式不断出现，如何对各类包装材料在食品中的应用进行规范和管理一直受到各国政府的关注。世界各国特别是美国、欧盟、日本等发达国家的分析与研究结果表明，与食品接触的器皿、餐厨具和包装容器以及包装材料中的有害元素、有害物质已经成为食品污染的重要来源之一，已成为人们对食品安全一个新的关注点。

3 迁移理论及其试验研究

3.1 迁移理论

食品接触材料迁移指其与食品直接接触后，食品包装材料中的化学物质以扩散、逃逸等形式侵入食品中，形成从包装材料向食品内部迁移的过程。一般将迁移至食品中的化学物质称之为“特殊食品添加剂”。这个过程中虽然发生迁移的化学物质量极少，但长期摄入含有一定“特殊食品添加剂”的食物，会造成化学物质在体内累积，进而形成一定周期内化学物质超标。“特殊食品添加剂”摄入量超过国家规定的安全标准，便会对人体健康形成危害。

3.2 迁移模型

迁移模型是根据食品接触材料扩散系数及控制因素建立的模型。一般食品包装材料发生的迁移包括以下3类：①扩散系数接近0的迁移，表明迁移量极少；②扩散系数为恒定数值的迁移，这类迁移表现为迁移时间与包装食品的组成无关；③食品接触材料与食品接触直接迁移，无接触时无明显迁移。迁移量受接触类型、接触材料中迁移物含量、食品性质、迁移特性、接触温度和接触时间等因素影响。JOHNS等[3]采用迁移模型对食品接触材料中挥发性气味物质进行研究，结果表明不稳定挥发性物质迁移量、迁移率较高，高分析迁移物较低分子物质迁移水平低。FAUCONNIER等[4]以迁移量、迁移时间、迁移温度进行影响面分化，建立了三维数据模型，用于对食品接触材料中挥发性气味物质的迁移进行观察，并统计迁移结果。

3.3 迁移试验

迁移试验的原型为模拟包装材料与食品接触过程。在迁移试验条件上，需要参考产品的实际使用条件，尽可能模拟真实的迁移条件。迁移试验主要的控制条件包括拟接触食品种类、使用时间和使用温度。由于食品接触材料生产的环境较为复杂，生产产品类型较多，食品存放环境和使用环境也较为复杂，而食品接触材料产品使用温度范围跨度较大，在使用迁移模型模拟食品接触材料中挥发性气味物质迁移过程时，难以对接触对象、接触时间、产品使用温度等进行逐一模拟迁移，只能通过参考产品实际使用条件对实验条件进行规定。具体的试验条件规定参考欧盟塑料法规（EU）10/2011，称为（EU）10/2011的相关规定。在进行迁移试验时，应严格按照规定的试验条件模拟迁移条件，严格控制最长接触时间、使用温度等条件，以确保迁移试验的安全性。

4 食品接触材料中挥发性气味物质分析技术的研究进展

近年来，国内食品接触材料有害物质分析技术获得了较快的发展，为食品包装材料的检测提供了更多的选择。魏静娜等[5]对一次性纸杯中全氟辛酸及全氟辛烷磺酸的膳食暴露研究中，采用液相色谱串联质谱法对20种一次性纸杯中的PFOA及PFOS在与不同食品接触相同时间后对食品内发生的迁移量进行了分析，结果显示PFOA和PFOS的检出率分别占98.3%、61.7%，迁移量均值相对偏低。考虑到PFOA、PFOS具有较长的半衰期，可在人体内产生蓄积效应，不建议使用此类接触性材料的器皿存放低浓度酒精饮品或油脂类食品。陈龙凤等[6]对重庆、东北地区纸质食品接触材料中的荧光增白剂调查中，应用迁移模型测试花边垫纸、纸浆饭盒、纸袋中的荧光增白剂C.I.220，结果显示几款食品纸质直接接触包装材料中的C.I.220最大值为259 mg·kg-1，证实了生产厂家在生产这几款产品中存在违规添加荧光增白剂的问题。因此，针对食品接触材料中荧光增白剂项目不合格的产品应报送当地市场监督管理部门监管。李红艳等[7]以固相萃取-高效液相色谱法对食品接触材料中的6种常见的芳香胺进行迁移量测定，检出限为0.01 mg·L-1，检出波长为240～280 nm， 浓度以0.2～20.0 mg·L-1为宜，相关系数＞0.997，加标回收率为86.9%，相对标准偏差为2%～6.1%。研究结果显示食品接触材料中的芳香胺迁移风险较高。该研究为食品接触材料生产厂家使用芳香胺原料生产产品提供了科学参考。

5 结语

综上所述，材料中所含的挥发性气味物质类型较多，危害较大。本文基于食品安全考虑，研究了迁移模型及迁移试验，其对于食品接触材料中挥发性气味物质的测试与分析具有重要作用。应用迁移模型时应严格按照迁移模型及迁移条件进行迁移量的测试，根据食品产品的实际生产、存储、运输需求制定食品接触包装材料生产标准体系，为直接接触类食品包装材料生产奠定基础，进而推动我国食品包装材料的安全发展。