食品包装材料中荧光物质检测方法解析

张卫红 王东方

近年来，我国食品安全事件时有发生，其中一次性纸杯、纸碗的荧光物质超标问题尤为突出。这是因为有些厂家为了降低生产成本，在生产食品包装材料时，使用了非食品级原材料，甚至掺入废纸、废塑料等回收原料，由于原料本身质量不过关，为了使其看起来美观，便加入了大量的荧光物质。

荧光物质，即荧光增白剂（FWA），是一种广泛用于造纸业的有机化合物，它吸附在底物上吸收波长350nm左右的紫外光，同时发射出波长在450nm左右的可见蓝光和蓝紫色荧光，与底物原有的黄光辐射互补形成白光色，使该物体的白度和鲜艳度增加，既可以提高物体的白度和保证物体的亮度，又不破坏物体自身的化学性质。荧光增白剂极易让人体消化系统的粘膜组织所吸收，长期积累下来，会让细胞发生变异，从而产生潜在的致癌因素。

为了更加准确、有效地检测荧光物质，避免荧光物质对人体产生危害，本文对现有检测方法和标准进行分析，并探讨一种新的检测方法，希望能起到抛砖引玉的作用。

荧光物质检测方法与标准

在国内外的标准中，荧光物质检测的对象多为纸包装材料，方法以紫外灯目测法为主，其他还包括差值法、荧光分光光度法、薄层色谱法和高效液相色谱串联质谱法。其中，紫外灯目测法、差值法、荧光分光光度法、薄层色谱法只能简单地进行定性和定量分析，无法区分是天然荧光物质还是人为添加的荧光物质。

高效液相色谱串联质谱法通过色谱的分离，可以有效地定量分析各种荧光物质，该方法具有灵敏度高、分离效果好、定量准确等优点，比较便于检测机构的应用，但尚未写入国家标准。

对食品包装材料而言，荧光物质的检测可分为两类，即荧光物质含量的检测和荧光物质迁移量的检测。

对于食品包装材料中荧光物质迁移量的检测，英国、日本和我国台湾省都有关于纸制品荧光物质迁移性（牢度）的检测标准，但这三种检测标准都存在一定的局限性。其中，欧洲EN648标准主要模拟的是纸制品荧光物质可能的迁移过程，与食品包装材料使用过程一致性较好，但测定过程较长，最长在28h以上，且主要浸渍介质是稀醋酸、碳酸钠、橄榄油，与纸巾、纸在使用过程中与水（汗液）浸渍的过程有较大差异。日本JIS标准与我国台湾省标准都是采用碱性水溶液浸泡和搅拌纸巾，析出荧光增白剂后再转移到纱布上，而碱性水溶液浸泡和搅拌纸巾的过程，会使纸巾纤维过于分散，比实际使用过程剧烈，从而造成荧光增白剂过度析出，且测试过程较为复杂，一般要12h以上。

我国于2010年提出《纸张中可迁移性荧光增白剂检测方法》制定计划，标准主要技术内容包括对可迁移性荧光增白剂的定性及定量检测，适用于对纸和纸制品中可迁移性荧光物质的检测。

可以看出，对于食品包装材料中荧光物质的检测，国内外并没有一个特别适用的标准。

高效液相法色谱检测试验

下面，以聚苯乙烯材料中荧光物质的检测为例，对高效液相色谱串联质谱法的检测效果进行分析。

1.试验步骤

（1）单标准储备液的配置

分别称取9种标准品0.1000g于100mL容量瓶中，加入三氯甲烷溶解并定容至刻度线，充分摇匀备用，浓度为1.0mg/mL。

（2）混合标准储备液的配置

分别移取上述单标准储备液5.0mL于100mL容量瓶中，加入甲醇定容至刻度线，充分摇匀备用，浓度为50mg/L。临用时，将混合标准储备液稀释到所需浓度，制作标准工作液。

（3）样品的制备

采用适当的工具，将样品制成大小约为0.5cm×0.5cm的碎片，在样品制备过程中，注意避免交叉污染。对于特殊样品，可参考GB/T 5009.78-2003《食品包装用原纸卫生标准的分析方法》的制备方法。如果观测到样品中荧光物质分布不均匀，需鉴定所用种类时，可只选取含有荧光物质的部位进行样品制备。

（4）样品的前处理

准确称取2.5g样品置于50mL具塞比色管中，加入30mL三氯甲烷，超声提取后，静止冷却至室温，再用三氯甲烷定容至刻度，摇匀，准确移取10mL样品液于另一支50mL具塞比色管中，于涡旋振荡器上一边涡旋，一边在具塞比色管边缘缓慢滴加约30mL甲醇并定容，摇匀静置后取1mL清液过0.22μm有机滤膜，待测。

（5）液相色谱的操作条件

色谱柱：GC18色谱柱（250nm×4.6mm，5μm）。流动相梯度洗脱：0～15min为75%～85%甲醇，15～35min为85%～95%甲醇；检测波长：激发波长（λex）365nm、发射波长（λem）430nm；流速：1.0mL/min；进样量：10μm；柱温：35℃。

将标准工作液按浓度由低到高的顺序进行测定，以色谱中的峰面积对浓度绘制标准曲线，试样溶液进样后，外标法定量。

2.试验优化分析

（1）检测波长的优化选择

使用荧光分光光度计，在220～800nm波长范围内，对标准工作液进行扫描，获取最大激发波长和发射波长。经过数据分析，常见荧光物质的最大激发波长在365nm附近，最大发射波长在430nm附近，故推荐其作为试验的检测波长。

（2）溶剂的优化选择

对比甲苯、甲醇、二氯甲烷以及三氯甲烷等溶剂对荧光物质的溶解性，结果显示三氯甲烷对荧光物质的溶解性较好。需要注意的是，针对不同的测试样品，所需溶剂也是不同的，因此每次检测前都需要对溶剂进行进一步试验。

（3）分离条件的优化

检测前，需要对比不同流动相的分离效果，以确定哪种流动相适合测试样品。总体原则要求目标物质在GC18色谱柱中保留较大，保留时间相对较长。例如，针对聚苯乙烯材料而言，高比例有机相的流动相能加快待测物的洗脱速度。通过实验对比，对于聚苯乙烯材料而言，采用甲醇和水作为流动相体系，同时配合梯度洗脱程序，该物质可在40min内完成分析，而且分离效果好。

（4）线性关系、检出限和定量限测试方法优化

经过反复测试，结果显示，在0.2～200.0μg/L，标准曲线的相关系数均大于0.9992，线性关系良好，按3倍信噪比（S/N=3），目标物的仪器检出限为0.01～0.08μg/L，结合前处理条件的稀释倍数计算，确定方法定量限为1.0～8.0μg/kg之间，说明该方法具有较高的灵敏度。

随着人们对食品包装材料中荧光物质问题关注度的日益提高，我国现有的检测方法已经无法满足目前客户对荧光物质检测的严格要求，通过不断优化试验条件，将高效液相色谱法应用到荧光物质的检测中，一定会产生非常好的效果。