荧光分光光度法测定餐巾纸中荧光增白剂特定迁移量

李响丽 段海波 李 超 范多青 王 岚 郭丽娟 赵 敏 曹红云 王庆华

(云南中烟工业有限责任公司技术中心，云南昆明，650231)

荧光增白剂是纸张中广泛使用的物理增白助剂[1]。医学临床实验证明：荧光增白剂一旦进入人体，就不容易分解，毒性会积累在肝脏或其他主要器官，成为潜在的致癌因素；如果有伤口，荧光增白剂和伤口处的蛋白质结合，会阻碍伤口愈合[2]。从餐巾纸的实际使用来看，对人体健康最有影响的主要因素不在于荧光增白剂含量，而在餐巾纸使用时与人体皮肤接触后或在水(汗液、唾液)的浸润下荧光增白剂的迁移性。因此，可迁移性荧光增白剂才是与人体健康直接相关的对象。

荧光增白剂的分析方法一般有白度法[3- 4]、薄层层析法、电泳法[5]、吸光光度法[6]和高效液相色谱(HPLC)法[7- 8]。白度法测量的荧光增白剂判定指标不统一，人为和设备影响较大；薄层层析法操作复杂，且只能定性和半定量，同时由于荧光物质种类多、在成品中进行分析和判定仍然有一定的难度而且成本较高；液相色谱或液相串联质谱能实现准确测定，这种受制于标准品配置的检测方式，也使其对荧光增白剂总量的测定变得很难实现。刘峻等[9]使用荧光增白剂VBL为标准物质，用荧光分光光度法检测纸张中荧光增白剂的强度和可迁移荧光物质含量。白度法测量可迁移的荧光增白剂，快速，操作简单，但无法准确测量且只能定性，在日常检测精度不高的情况下，该方法可作为较好的检测手段。分光光度法包括紫外分光光度法和荧光分光光度法，而后者的灵敏度远远高于前者。综上所述，由于荧光分光灵敏度高，且能实现对荧光增白剂总量进行测定，所以荧光分光光度法是测定荧光增白剂迁移量的理想检测手段。

目前对荧光增白剂测定的报道主要集中在食品包装材料上，而对于在餐巾纸中的检测报道较少，且测定均是针对荧光增白剂残留量进行检测，少见对荧光增白剂的特定迁移量进行报道。

特定迁移量[10](specific migration)与最大残留量概念不同，指通过实验方法测得的从最终材料或制品中迁移到食品或食品模拟物中物质的量，主要反映最终材料物质迁移到食品中最大的可能量，能够科学表达食品接触材料对食品的影响。因此，欧盟[10]和中国[11]食品接触材料相关法律法规和标准均使用特定迁移限量(specific migration limit， SML)指标来对一些受限物质进行管控。此外，在欧盟[12]、美国[13]和中国[14]食品接触材料新物质的安全性评估规程中，是以特定迁移量大小为选择毒理学实验内容的依据。特定迁移量的测试包含两个要素：模拟物和迁移实验条件(时间和温度)。

目前，国内的研究主要集中在餐巾纸中荧光增白剂残留量的检测，鲜有对餐巾纸中荧光增白剂迁移行为的分析。本研究建立了一种餐巾纸中荧光增白剂特定迁移量的简单、高效的检测分析方法。

1 实 验

1.1 材料与仪器

荧光增白剂标准品：荧光增白剂VBL(97%)购自美国AK Scientific；实验用水为Milli-Q纯水系统所制超纯水。玻璃试管：带磨砂口和塞子，内径约为35 mm，长度在120～200 mm之间(不包括磨砂口)，除去塞子部分，玻璃管应有125 mL容量，但应具最小的顶空，如图1所示。支撑架示意图如图2所示。日立7000型荧光分光光度仪；瑞士Mettler AE 163电子天平(感量：0.0001 g)；迁移实验用餐中纸样品由超市采购所得。

图2 支撑架示意图

1.2 实验方法

1.2.1标准溶液的配制

分别称取50 mg(精确到0.1 mg)VBL标准品，用水溶解并定容至50 mL棕色容量瓶中，分别配制成1 mg/mL的单一标准储备液。分别移取1 mL单一标准储备液于100 mL棕色容量瓶，用水定容至刻度线，配制成浓度为10 μg/mL的标准储备液Ⅰ。以水为溶剂，采用标准储备液Ⅰ稀释制备系列标准工作溶液。推荐如下配制方法：准确移取0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mL的标准储备液Ⅰ，用水定容至10 mL的容量瓶中，即得系列标准工作溶液，现配现用。系列标准工作溶液中荧光增白剂VBL质量浓度分别为0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L。

1.2.2样品处理

将餐中纸样品放在干净平滑的剪切平板上，用裁纸刀准确裁取0.6 dm2的试样，应包含一个单边，试样的偏差在±1 mm之内，每份样品制取3个平行试样。移取(100±1)mL水于测试试管中，采用全浸入的方式进行迁移实验，加上塞子放入恒温烘箱中，设置测试温度40℃，待达到测试温度后，将制备好的餐巾纸样品放入测试试管中，加盖后迅速放回烘箱中，计时开始，待达到接触时间240 h后，从恒温烘箱中取出试管，用细线将试管支架和试验样品取出，并冷却至室温，即得到迁移实验样品溶液，导入荧光分光光度仪分析测定荧光增白剂特定迁移浓度。每个样品重复3次，同时并做3个空白实验，以3次平行测定结果的算术平均值作为最终测定结果， 3次重复测定值之间相对标准偏差(RSD)应小于15%。

1.2.3统计方法

协同实验数据一致性和离群值检查、重复性再现性标准差分析方法参照GB/T 6379.2—2004/ISO 5725-2∶1994。

2 结果与讨论

2.1 荧光增白剂定量标准物质的选择

荧光增白剂品种繁多，世界上荧光增白剂的产品牌号有近2500个，在《染料索引》上刊录的荧光增白剂品种近400个。目前虽有文献报道对部分的荧光增白剂进行了准确定量，但鲜有文献报道对荧光增白剂总量进行准确定量，原因是由于荧光增白剂品种太多，标准品购买齐全的难度很大，难以做到一一准确定量。荧光增白剂含量测定的文献表明：大多采用液相色谱或液相串联质谱对几种荧光增白剂进行定量测定，但这种受制于标准品配备的检测方式，也使其对荧光增白剂总量的测定变得很难实现。

荧光分光光度法能实现对总量的测定，但必须选择一种荧光增白剂作为标准工作线的标准定量物质，且这种做法在已经发布的各种类型标准早有先例，GB/T 27741—2011《纸和纸板 可迁移性荧光增白剂的测定》中荧光增白剂含量就是以VBL表示。VBL是目前我国产量最大、应用最多的一种荧光增白剂，广泛用于造纸业。结合文献调研的情况，在采用分光光度法测定荧光增白剂含量的方法中，GB/T 27741—2011《纸和纸板 可迁移性荧光增白剂的测定》采用了VBL为定量标准物质；罗冠中等[15]建立了以VBL标准物质检测生活用纸中荧光增白剂的定量方法。因此，本实验拟采用VBL作为定量标准物质。

2.2 荧光分光光度仪仪器参数的确定

经过荧光分光光度仪扫描二苯乙烯型荧光增白剂的激发和发射光谱曲线如图3、图4所示，VBL最大激发波长为340 nm，发射波长为430 nm；跟文献报道的较一致，所以测量荧光增白剂时选取340 nm为激发波长，430 nm为发射波长进行定量测定。

图3 VBL激发光谱图

图4 VBL发射光谱图

2.3 迁移实验条件的确定

2.3.1迁移模拟物的选择

由于餐巾纸与口腔或皮肤直接接触，可以借鉴食品接触材料相关法规规定进行特定迁移量测试，根据GB/T 23296.1—2009、欧盟82/711/EEC指令和FDA关于食品模拟物的选择要求，选择蒸馏水作为迁移模拟物。

2.3.2迁移实验条件的选择

2.3.2.1迁移温度

正常人体温为36.5℃，餐巾纸正常存放温度为室温，根据GB/T 23296.1—2009和欧盟82/711/EEC，20℃<接触温度T≤40℃时，实验温度选择40℃，所以本课题选择迁移温度为40℃。

2.3.2.2迁移时间

由于餐巾纸与口腔或皮肤接触时间不确定，根据欧盟82/711/EEC和GB/T 23296.1—2009规定，迁移实验时间为240 h。

2.4 方法评价

配制0.01、0.02、0.05、0.1、0.20和0.50 mg/L的标准工作溶液，以标准系列的峰面积对应其标准工作曲线的浓度建立线性回归方程。采用加标的方法对本方法进行回收率和精密度的实验，加标水平分别为25、50和100 μg，每个加标水平平行测定5次，按信噪比S/N≥3计算得到该分析方法的检出限(LOD)。该分析方法针对荧光增白剂特定迁移量评价结果(表1)表明，荧光增白剂VBL在0.01～0.5 mg/L内线性关系良好(R2> 0.999)，LOD为0.0012 mg/dm2，3个加标水平的回收率在97.9%～102.3%之间，精密度小于8.0%。

表1 方法评价的结果

2.5 样品普查分析

采用本方法测定市面上10种品牌17个餐巾纸样品中的荧光增白剂特定迁移量，同时，按照国家标准GB/T 20808—2011相关实验方法，将试样置于紫外灯下，在波长254 nm和365 nm检测是否有荧光现象，测定结果如表2所示。

表2 样品普查分析结果

结果显示，17个样品有7个样品检测出了特定迁移量，检出率为41.2%，荧光增白剂特定迁移量范围在0～0.0061 mg/dm2。根据标准GB/T 20808—2011要求，餐巾纸中不得检出可迁移荧光增白剂，从普查结果来看，说明餐巾纸中荧光增白剂存在一定的风险。

3 结 论

本研究建立了基于荧光分光光度法的餐巾纸中荧光增白剂向水模拟物的特定迁移量的分析方法。实验结果表明， 荧光增白剂VBL质量浓度在0.01～0.5 mg/L时，荧光强度与荧光增白剂VBL标准溶液浓度呈线性对应的关系，其定量标准曲线为Y= 19437X+29.252，R2=0.9991。该分析方法灵敏度高、稳定性好，可以满足日常检验的要求，为检测餐巾纸中荧光增白剂的特定迁移量提供了可靠的方法。

参 考 文 献

[1] XIAO Jin-ping, ZHU Bai-jun, XU Xi-feng, et al. The application and market pyediction of Fluorescent brighteners in paper making[J]. Shanghai Dyestuff, 2007, 35(2): 19.

肖锦平, 竹百均, 许夕峰, 等. 荧光增白剂在造纸工业中的应用及市场展望[J].上海染料, 2007, 35(2): 19.

[2] GUO Hui-ping, ZHANG Mei-yun, LIU Ya-heng. Toxicity Analysis of Fluorescent Brighteners[J]. Hu′nan Papermaking, 2007(4): 43.

郭惠萍, 张美云, 刘亚恒. 荧光增白剂的毒性分析[J].湖南造纸, 2007(4): 43.

[3] GUO Ren-hong, ZHOU Ying-hong. Rapid Test of Migration Property of FWA Containing in Tissue Paper[J]. China Pulp & Paper, 2007, 26(10): 33.

郭仁宏, 周颖红. 纸巾纸中荧光增白剂迁移性快速检测方法的研究[J].中国造纸, 2007, 26(10): 33.

[4] GAO Ye. Application of Fluorescent Brighteners in Papermaking Industry and Its Detection Method[J]. China Science and Technology Information, 2005(8): 10.

高 野. 浅谈荧光增白剂在造纸工业中的使用以及其检测方法的探讨[J].中国科技信息, 2005(8): 10.

[5] Damant A P, Castle L. Determination of Fluorescent whitening Agents in Paper and Board Packaging Materials by capillary Electrophoresis[J]. Journal of Microcolumn Separations, 1999, 11(4): 259.

[6] General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. GB/T10661—2003 Fluorescent Brighteners VBL[S]. National standards of the People’s Republic of China. 2003- 10.

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T10661—2003荧光增白剂VBL[S].中华人民共和国国家标准. 2003- 10.

[7] Jao M L. Studies on analytical method for determination of fluorescent whitening agents in paper containers for food[J]. Food Drug Anal, 1999, 7(1): 53

[8] Chen H C, Wang S P, Ding W H. Determination of fluorescent whitening agents in environment waters by solid-phase extraction and ion pair liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A, 2006(1102): 135

[9] LIU Jun, XU Zhen-hua, YAN Hui, et al. Comparative Analysis of Fluorescent Brighteners Detection Methods in Paper[J]. China Pulp & Paper, 2011, 30(4): 18.

刘 峻, 徐振华, 闫 辉, 等. 纸张中荧光物质检测方法的对比[J].中国造纸, 2011, 30(4): 18

[10] Regulation(EC)No 1935/2004 of the European Parliament and of the Council of 27. 10. 2004 on Materials and articles intengded to come into contact with food and repealing Directives 80/590/EEC and 89/109/EEC[EB/OL]. http: //eur-lex. europa. eu/JOHtml. do？uri=OJ∶L∶2004∶338∶SOM∶EN∶HTML.

[11] GB 9685—2008, National Institute of Standards of the People’s Republic of China. Hygienic Standard for Additives, Containers and Packaging Materials[S].

GB 9685—2008 食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准[S].

[12] Guidelines of the Scientific Committee on Food for the presentation of an application for safety assessment of a substance to be used in food contact materials prior to its authorization[EB/OL]. http: //ec. europa. eu/index_en. htm.

[13] Guidance for Industry: Preparation of Premarket Submissions for Food Contact Substances: Chemistry Recommendations[EB/OL]. http: //www. fda. gov/.

[14] Declaration and acceptance of new varieties of food products， Health supervision(2011) 49[S].

食品相关产品新品种申报与受理规定, 卫监督发〔2011〕49号[S].

[15] LUO Guan-zhong, LIU Xiang, WANG Xiao-dong, et al. Determination of fluorescent whitening agents in household paper by fluorescence spectrophotometry[J]. China Measurement & Test, 2009, 35(4): 68.

罗冠中, 刘 祥, 汪晓冬, 等. 荧光分光光度法测定生活用纸制品中的荧光增白剂[J].中国测试, 2009, 35(4): 68.