食品接触材料重金属迁移检测分析

2020-06-15张枭雄钟红霞

化工管理 2020年14期

关键词：金属元素质谱原子

张枭雄钟红霞

（杭州希科检测技术有限公司，浙江杭州310000）

0 引言

在食品接触材料生产中经常需要加入一定的无机金属，但其在材料使用过程中会或多或少的析出并扩散至食品中，即所谓的迁移，当其超过所允许的安全限量时便会影响食品的安全性，进而威胁人的身体健康，故检测食品接触材料中的重金属迁移势在必行。

1 食品接触材料重金属迁移的检测方法

1.1 EA法

EA即电化学法，近年来发展较为迅速，并基于极谱法衍生出多种检测技术，如阳极溶出伏安法、示波极谱法等，可在溶液电解质液的基础上将锌、铁、铜、镉、铅等重金属从水中成功分离出来，虽然该法具有较高的灵敏度和较低的检测限，但对测试条件要求高易增大结果的变异系数，重现性相对较差。

1.2 AAS法

AAS 即原子吸收光谱法，具体又分为火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法以及原子吸收分光光度计法。在检测食品接触材料样品中的重金属迁移时需先用干法、湿法、微波等消解方法进行前处理，其中新型的微波消解法呈现出取代传统消解法的趋势，且原子吸收光谱法应用最为广泛，但不足在于无法同时检测多种重金属元素。

1.3 AFS法

AFS即原子荧光光谱法，主要是通过基态原子吸收合适频率的辐射后被激发至高能态，随后在后续激发的作用下以光辐射的形式发射特定波长的荧光。该法既克服了AAS 法的缺陷又延续了其优点，使得谱线简单、灵敏度高，较低浓度下标准曲线线性范围可达到3～5个数量级，尤其适用于激发光源，同时对20余种元素的检出限均优于AAS，在生化检测、医学分析、环境科学、水质领域等有着广阔的应用前景[1]。

1.4 ICP-MS法

ICP-MS 即电感耦合等离子体质谱法，其以特别的接口技术为基础结合了质谱计快速灵敏的优点和电感耦合等离子体高温电离的特性，并在四级杆质谱计、双聚焦扇形磁场质谱计、飞行时间质谱计等分析工具的辅助下提高检测速度和灵敏度，只需几分钟便可定量测定几十个金属元素，精密度低至0.1%，而且光谱谱线简单干扰少，线性范围内具有7～9个数量级的宽度，除了分析元素外，还可快速测定同位素[2]。林立等人在分析塑料食品接触材料中的重金属迁移时用了2种不同的模拟液，所形成的ICP-MS 法准确高效、灵敏性高、检出限低等优势显著。

此外分光光度法操作简单、经济合理、定量性好，可用于显色灵敏的重金属物质检测，常用于实验室、商检部门、基层防疫等金属元素检测工作。

2 食品接触材料重金属迁移检测分析

2.1 优化检测方法

具体而言，原子光谱技术有多种方法和仪器，为判断到底何种方法仪器能在食品接触材料重金属迁移检测中效果最佳，以检测限、分析范围、样品分析时间、溶解固体含量、适用元素、进样量、半定量分析、同位素分析、自动运行作为判断标准，就火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、电感耦合等离子体发射光谱仪、ICP-MS法作了对比试验[3]。结果表明，ICP-MS法有着更高的检测精度和更广的适用范围，相对而言最适用于重金属检测，故在食品接触材料重金属迁移检测中确定选用ICPMS法。

2.2 检测实验要点

在GB 31604.49-2016 方法的指导下，以NexION 350X 型ICP-MS检测玻璃、陶瓷食品接触容器中的Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn六种重金属的迁移量。首先，选用浓度为1000mg/L的六种重金属元素作为标准物质，经4%乙酸稀释标准储备液后获得标准系列溶液（见表1）。其次，按照据GB 31604.1-2015相关标准迁移处理样品，即以4%乙酸作为食品模拟物，结合使用要求浸泡，注意浸泡液禁止接触阳光，重复使用产品需作三次迁移试验，并保证食品模拟物每次均为全新，根据第三次测定结果判定是否合规，待充分、均匀混合浸泡液后选择部分开始分析，配以空白试验作为对比。最后，镍锥为采样锥，设定射频功率、等离体气流量、载气流量、辅助气流量分别为1500W、15L/min、0.80L/min、4mL/min，使其在2℃的雾化环境下测定迁移样品的浸泡液。

表1 混合标准系列溶液

2.3 检测结果分析

基于以上处理，得到Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn 的线性范围（μg/L）分别为0.2-10.0、1.0-100、0.5-100、0.5-100、0.1-100、0.5-100，检出限（μg/L）分别为0.1、1、0.3、0.3、0.03、0.2，定量限（μg/L）分别为0.3、3、0.8、0.9、0.1、0.6。随后选取10 批次样品，根据迁移量公式加以计算，得到Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn在陶瓷容器中的平均迁移量（mg/L）分别为0.361、0.0387、＜0.0008、1.02、ND（未检出）、＜0.0006；在砂锅中的平均迁移量（mg/L）分别为0.0576、0.0245、ND、0.354、ND、＜0.0006；在玻璃容器中的平均迁移量（mg/L）分别为0.00498、＜0.003、ND、0.0108、ND、ND。

根据本实验可知，陶瓷类食品接触材料中的重金属迁移量高于玻璃制品，这与大量图案的印刷有关，而且在模拟使用条件下的砂锅中的重金属迁移量也高于玻璃制品，说明加热条件会促进重金属的迁移。