纸塑食品包装材料中铅的迁移研究

彭湘莲，李忠海，袁列江，薛敏敏

(1. 中南林业科技大学 食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2. 湖南省质量技术监督管理局，湖南 长沙 410007)

纸塑食品包装材料中铅的迁移研究

彭湘莲1，李忠海1，袁列江2，薛敏敏2

(1. 中南林业科技大学 食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2. 湖南省质量技术监督管理局，湖南 长沙 410007)

以4种纸塑包装材料为对象，通过迁移实验，研究了其中铅在不同的温度下(5℃、20℃、40℃、70℃)向食品模拟液水中的迁移行为。结果表明: 随着迁移时间的延长，4种纸塑包装材料中铅的总迁移量都在增加；在不同温度区间，随着温度的升高，铅的迁移量均有所增大；且随着温度的升高、迁移达到平衡的时间缩短。

纸塑包装材料；铅迁移；模拟实验

近年来，在我国软包装生产中, 纸塑包装材料以其良好的机械操作性能及物理性能的优势发展迅猛，已成为食品包装工业的重要材料[1]。但是其在生产以及后续加工等环节中会添加一些化学物质如荧光增白剂、杀菌剂、固化剂、增塑剂等，它们有可能迁移到食品中，造成食品的污染，从而威胁消费者的健康，因而包装材料中有害物质的迁移受到国内外研究者的关注[2-6]。

铅是是一种对人体有害的重金属元素，它具有蓄积性和多亲和性，对人体各组织都有毒性作用，主要损害神经系统、消化系统、 造血系统和肾脏，还损害人体的免疫系统，使有机抵抗力下降。

尤其是婴幼儿和学龄前儿童，一旦出现蓄积体内不易排出会引起婴幼儿血铅中毒[7]。《食品包装用原纸卫生标准GB 11680-89》[8]和《食品包装用原纸卫生管理办法》[9]对我国纸质食品包装材料中铅作了限量规定不超过5 mg/kg。食品纸质包装材料中的可迁移性铅一旦接触食品，有可能会直接进入食品中，从而对人体造成直接危害。因此食品包装材料中铅的迁移备受关注。目前对食品包装材料中的铅的检测研究很多[10-12]， 但是很少见纸塑包装材料中铅的迁移研究，本文以四种纸塑包装材料为实验材料，选择蒸馏水作为食品模拟液进行了5℃、20℃、40℃、70℃四个温度的迁移实验，用石墨炉原子吸收法测定迁移液中铅的含量，为评价纸塑包装材料的安全性提供理论参考。

1 实验部分

1.1 仪器及主要试剂

石墨炉原子吸收光谱仪：M6AA Thermo(Germany)， 石 墨 管 的 型 号：Thermo (Eхtended lifetime, Germany, part number 942339939504) Batch number 101956918-01/10，自动进样器型号:FS95 furnace autosampler，铅空心阴极灯(北京曙光明电子仪器公司)，MW-D20试验室高纯水器，海尔冰箱，DHG-9420A型电热恒温鼓风干燥箱，DB-1A型不锈钢电热板(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)。

铅的标准贮存溶液(1.000mg/ml)：由国家粮食标准物质研究中心提供，用5%硝酸逐级稀释配成铅的标准溶液，现用现配，硝酸、高氯酸均为优级纯。

1.2 仪器工作条件

波长 283.3 nm，灯电流6 mA，狭缝 0.7 nm，交流塞曼背景校正，最大功率升温，峰高测试方式，样品进样体积20 μL。石墨炉加热程序见表1。

表1 石墨炉加热程序Table 1 The heating program of graphite furnace

1.2 实验材料

纸塑包装材料由湖南一家乳制品厂家提供，为保护提供厂家的利益，在此凡涉及到样品具体单位的地方，一律隐去，并用A、B、C、D表示。具体情况如表2 所示。

表2 纸质包装材料的材质Table 2 Materials quality of the paper packaging

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制

用5% HNO3对铅标准贮存液(1.000 mg/mL)进行逐级稀释，配制铅的标准溶液，选取0 µg/L、5 µg/L、10 µg/L、20 µg/L、40 µg/L以绘制标准曲线。

1.3.2 纸塑包装材料中铅起始浓度的确定

将纸塑包装材料剪成1 cm×1 cm的小方块，精确称取3.00～5.00 g 于干净的瓷坩埚内，在电热板上小火加热至炭化，移入马弗炉，500～550 ℃下灰化6 h 左右，放冷取出。若个别样品灰化不完全，则加一定量的硝酸，在可调电热板上小火加热，反复多次直到消化完全至样液澄清，冷却后用超纯水在25mL容量瓶定容，上机测定。

1.3.3 迁移规格的体积/面积比

美国[13]ASTM(American Society for Testing and Materials，美国材料与试验协会)根据FDA的研究在其颁布的试验标准中规定迁移实验必须保证食品/食品模拟物与包装材料的体积/面积比在0.31～1.55 mL/cm2。通过测量计算出纸塑包装材料C、D的体积/面积比为1.225 mL/cm2，而A、B的体积/面积比为0.909 1 mL/cm2，均在规定范围内。

1.3.4 迁移试验

本试验采用模拟纸塑包装材料正常使用情况，分别在纸塑包装材料A、B、C、D内盛蒸馏水作为食品模拟液(液面均距离杯口1 cm ,杯口以保鲜膜覆盖)。将上述装有食品模拟液的包装盒分别放入冰箱和不同温度的恒温烘箱中，设定温度为5℃、20℃、40℃、70℃。按照表3所述条件进行迁移试验，每一个时间点设置一个迁移单元，依次抽取模拟液用石墨炉原子吸收法进行检测。

表3 迁移实验Table 3 Migration test

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

在最佳仪器工作条件下绘制Pb 标准溶液的标准曲线, 并在相同条件下测定迁移液，实验测得的Pb 标准溶液标准曲线的回归方程式为y=0.017 64x+0.003 8，线性相关系数为0.999 3。

2.2 四种纸塑包装材料中铅的原始浓度

在最佳仪器工作条件下测得A、B、C、D中铅的原始浓度分别为 414 µg/L、319 µg/L、417 µg/L和 296 µg/L。

2.3 迁移规律

由图可以明显看出5℃的冷藏温度下，铅的迁移行为相对比较稳定，随着迁移时间的延长，迁移量总体呈上升趋势，而且基本在20 d后陆续进入平衡。

20℃下样品中铅的迁移趋势线较平滑，总体上随着迁移时间的增加而呈现稳步上升的趋势，增速比较均匀，在18 d基本达到一个相对稳定的平衡点。

40℃下样品中铅的迁移量在24 h前增加较缓慢，随后总体上随着迁移时间的增加而呈现稳步上升的趋势，增速比较均匀，在96 h基本达到一个相对稳定的平衡点。

高温70℃的迁移趋势线并不很平滑，可能是由于高温所导致的分子热运动的加剧和高温放大的基质效应的干扰所致。但总体迁移量仍是随着时间的延长而增大。其污染物质的迁移量增速最大是在迁移试验开始的0～1 d，1 d后迁移量虽然继续增加，增幅已经相当缓慢进入平衡的稳定阶段。

图1 5℃下4种样品中Pb的迁移曲线Fig. 1 Migration curves of Pb from four samples to water at five temperature

图2 20℃下4种样品中Pb的迁移曲线Fig. 2 Migration curves of Pb from four samples to waterat twenty temperature

图3 40℃下4种样品中Pb的迁移曲线Fig. 3 Migration curves of Pb from four samples to waterat forty temperature

图4 70℃下4种样品中Pb的迁移曲线Fig.4 Migration curves of Pb from four samples to water at seventy temperature

从图中可以看出在任何一个温度区间总的迁移量总是C＞A＞B＞D，这说明纸塑包装材料中铅的初始迁移浓度在一定程度上与铅的总的迁移量呈正相关，且一定程度上与样品的材质有关，印刷比无印刷的材料迁移量多些，可能在印刷的油墨中含有较多的铅；铝膜和PE膜的存在一定程度上会阻碍铅的迁移。

3 结 论

本研究采用实际的纸塑包装材料不做任何处理直接进行迁移实验，具有实际意义。随着迁移时间的延长，4种纸塑包装材料中铅的迁移总量都在增加，其中印刷比无印刷的材料迁移量要多些，铝膜和PE膜的存在一定程度上会阻碍铅的迁移。纸塑包装材料中铅的初始迁移浓度在一定程度上与铅的总的迁移量呈正相关，在不同温度区间，随着温度的升高，铅的迁移量均有所增大，且随着温度的升高迁移达到平衡的时间缩短。

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Study on lead migration in paper-plastic food packaging materials

PENG Xiang-lian1, LI Zhong-hai1*, YANG Lie-jiang2, XUE Min-min2
(1.School of Food Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004,Hunan, China; 2.Quality and Technical Supervision Bureau, Changsha, 410007,Hunan, China)

By the migration test with four paper-plastic food packaging materials, the migration of lead from food paper-plastic food packaging materials to food simulant (water) under different migrated temperatures (5℃ ,20℃ ,40℃ ,60℃ ) was studied. The results show that the total migration of lead of four kinds of paper-plastic food packaging materials increased at different temperature range with the migration time prolonged；with increasing temperature,the migration volume of lead increased,and migration time to reach equilibrium decreased.

paper-plastic food packaging materials; lead migration；simulation eхperiment

S789

A

1673-923X(2012)02-0127-04

2011-06-12

食品包装中有害物质迁移高通量检测技术研究与关键技术装备的研发(200910011-2)

彭湘莲(1979—)，女，湖南株洲人，讲师，博士研究生，从事食品质量与安全研究

[本文编校:罗 列]