水基胶黏剂中异噻唑啉酮向水性模拟物的迁移

周晓，赵乐，吴晶晶，陈志燕，周芸，王洪波*

1.广西中烟工业有限责任公司（南宁 530001）；2.中国烟草总公司郑州烟草研究院（郑州 450001）

水基胶黏剂具有无溶剂释放、环境友好、使用安全、成本低廉及不可燃烧等优点，被广泛作为食品包装纸的胶黏剂，在包装食品过程中，胶黏剂中的成分不可避免地会迁移到食品中，从而给食品带来安全风险。异噻唑啉酮类杀菌剂具有用量小、杀菌效果佳，且与各种乳化剂、表面活性剂及蛋白质成分配伍性好等特点，被广泛用于胶黏剂的杀菌剂，其中2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（MI）、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（CMI）和1, 2-苯并异噻啉-3-酮（BIT）是水基胶黏剂生产最为常用的3种杀菌剂[1-2]。

由于异噻唑啉酮类化合物对皮肤有致敏反应、强变应原[3]，我国、欧盟、美国FDA对食品接触材料中杀菌剂MI、CMI和BIT迁移量有限定要求[4]。但研究多集中在残留量方法研究，对迁移量的研究较少，只有王天娇[5]、丁从阳[6]对食品包装纸的异噻唑啉酮迁移行为进行研究，未见胶黏剂的相关研究。异噻唑啉酮的检测方法主要有紫外分光光度法[7]、气相色谱-质谱法[8-9]、高效液相色谱法[10-11]和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）法[12-13]，其中LC-MS/MS由于分析时间短，灵敏度高，对于水相样品可直接进样，适合迁移量微量检测。因此，鉴于水基胶黏剂中异噻唑啉酮类杀菌剂对人体的危害，尚未见有其迁移行为的研究报道，试验建立一种LC-MS/MS法快速测定水性模拟物中异噻唑啉酮类杀菌剂的分析方法，重点考察水基胶黏剂中异噻唑啉酮类杀菌剂向水性模拟物的迁移行为，通过其残留量和迁移量的测定掌握其迁移规律，从而规范水基胶黏剂中异噻唑啉酮类杀菌剂的使用，确保水基胶黏剂产品质量安全。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料

TRIPLE QUADTM4500质谱仪（美国AB公司）；DIONEX U3000高效液相色谱仪（配二极管阵列检测器，美国Thermo公司）；AG104电子天平（感量0.000 1 g，瑞士Mettler公司）；Mili-Q超纯水仪（美国Millipore公司）；鼓风烘箱（德国Binder公司）；不同涂抹厚度的涂膜制备器（ZSQ型，天津永利达材料试验机有限公司）；迁移装置为具塞磨口玻璃试管（内径约30 mm，不含磨口长度约170 mm，玻璃材质）和支撑架（自制玻璃材质，示意图见图1）。

图1 支撑架

MI、CMI、BIT（≥98.0%，德国DR公司）；MI-d3·盐酸盐、CMI-d3、BIT-13C6（≥98%，加拿大TRC公司）；甲醇（色谱纯，德国Merck公司）。

水基胶黏剂及纸制品（广西中烟工业有限责任公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 水基胶黏剂样品制备

将不同量的MI、CMI、BIT添加于水基胶黏剂中，搅拌均匀，添加量见表1。

表1 水基胶黏剂中异噻唑啉酮添加量 单位：mg/kg

1.2.2 涂抹水基胶黏剂的纸质样品制备

采用涂膜制备器将样品胶黏剂均匀涂抹于纸质包装材料上，在40 ℃烘箱中晾干后备用。将纸质包装材料裁剪成12份1.0 cm×6.0 cm的纸样，样品应室温下密封存放。

1.2.3 纸质样初始浓度的测定

取3份1.2.2制备好的纸样品，剪成小于0.5 cm×0.5 cm的碎片，置于50 mL具塞锥形瓶中，准确加入30 mL甲醇溶液和100 μL内标溶液，超声振荡30 min后，静置，移取0.5 mL上清液和1.0 mL蒸馏水于色谱瓶中，摇匀，用液相色谱串联质谱仪进行测定；同时制备未涂抹胶黏剂的纸质空白样品。

1.2.4 迁移试验后模拟物中异噻唑啉酮类杀菌剂浓度的测定

取3份1.2.2制备好的纸样品，每份3条挂于支撑架挂钩上（支撑架挂钩一侧挂1条，另一侧挂2条，且涂抹胶黏剂不能正面相对），将支撑架缓慢放入已预热到迁移试验设定温度的装有100 mL水模拟物中的磨口玻璃试管，盖好塞子，放回恒温烘箱中，计时开始；迁移完成试验后，迅速取出支撑架，得到迁移试验溶液，摇匀静置。移取1.0 mL上清液和0.5 mL蒸馏水于色谱瓶中，摇匀，用液相色谱串联质谱仪进行测定；同时制备空白样品。

1.2.5 异噻唑啉酮的分析方法

色谱柱Luna 3u PFP（2）（150 mm×4.6 mm，3.0 μm）；柱温30 ℃；进样量10 μL；流速0.5 mL/min；流动相A为水，流动相B为甲醇。梯度洗脱程序：0～5 min，B由10%升为80%，保持6 min；11.0～11.1 min，B由80%降为10%，保持3.9 min。离子源采用电喷雾离子源（ESI）；扫描方式采用正离子扫描；检测方式采用多反应监测（MRM）；离子源（Gas2加热器）温度600 ℃；离子对的驻留监测时间50 ms；辅助气Gas1压力379 kPa（55 psi）；Gas2压力379 kPa（55 psi）。目标物的定量、定性离子对及去簇电压（DP）、碰撞能量（CE）如表2所示。

2 结果与讨论

2.1 异噻唑啉酮特定迁移量测定方法的建立

制备MI和CMI在0.002～1.0 mg/L、BIT在0.002～0.40 mg/L质量浓度标准工作溶液，按1.2.5方法进行目标物分析。按信噪比rSN≥3计算得到该分析方法的检出限（SLOD），rSN≥10得到定量限（SLOQ），结果见表3。采用试验制备的样品考察方法精密度和加标回收率，见表4和表5。

表3 MI、CMI和BIT特定迁移量测定的标准曲线及检测限

表4 MI、CMI和BIT特定迁移量测定的精密度（n=6）

表5 MI、CMI和BIT特定迁移量测定的加标回收率（n=6）

从表3～表5可以看出，标准工作溶液浓度范围内线性关系良好，相关系数r2≥0.999，定量限小于1.48 μg/L，样品重复性SRSD为2.2%～3.9%，样品加标回收率在92.9%～111.0%之间，表明方法的线性良好，灵敏度高、重复性好、加标回收率高，可用于水基胶黏剂中异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物中的迁移行为研究。

2.2 胶黏剂涂抹厚度对迁移量的影响

考察在室温下（25 ℃）纸质用水基胶黏剂不同涂膜厚度试验样品中3种异噻唑啉酮杀菌剂60 min时间内向水性模拟物的迁移规律，结果见图2。

图2 胶黏剂涂膜厚度对迁移量的影响

在室温下，随着胶黏剂涂膜厚度的增加，60 min迁移时间内3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物的迁移量呈逐渐降低趋势，表明增加胶黏剂涂膜厚度能够降低3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物中迁移，且试验样品中MI和BIT迁移率超过95%。通常情况下，纸质用胶黏剂涂膜厚度均低于50 μm，胶黏剂中添加异噻唑啉酮杀菌剂存在一定风险。

2.3 模拟迁移试验条件对迁移量的影响

2.3.1 时间

考察在室温下纸质用水基胶黏剂50 μm涂膜厚度试验样品中3种异噻唑啉酮杀菌剂随迁移时间变化向水性模拟物的迁移规律，结果见图3。

随着模拟迁移试验时间的增加，在室温下3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物的迁移量呈逐渐增加趋势，表明模拟迁移时间影响3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物中迁移，且迁移时间120 min后，试验样品中的MI和BIT基本完全迁移。

2.3.2 温度

考察不同迁移试验温度下纸质用水基胶黏剂50 μm涂膜厚度试验样品中3种异噻唑啉酮杀菌剂60 min内向水性模拟物中的迁移规律，结果见图4。

随着模拟迁移试验温度的增加，试验样品中3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物的迁移量呈逐渐增加趋势，表明3种异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物迁移率随迁移试验温度的增加而增加，且试验样品中MI和BIT迁移率超过95%，基本不受迁移试验温度影响。

3 结论

试验建立纸质用胶黏剂中异噻唑啉酮杀菌剂向水性模拟物中迁移的迁移量测定方法——高效液相色谱-串联质谱法，该方法MI、CMI和BIT的检出限分别为0.43，0.44和0.34 μg/L，SRSD为2.2%～3.9%，加标回收率为92.9%～111.0%。所建立的方法前处理简单、准确性高、重复性好，适用于纸质用胶黏剂中异噻唑啉酮杀菌剂迁移向水性模拟物的迁移量的测定。在拟与食品接触情况下，研究纸质用胶黏剂中异噻唑啉酮杀菌剂在水性模拟物的迁移行为，纸质用胶黏剂中异噻唑啉酮杀菌剂在短时间内即发生迁移，并不受接触温度、接触时间的影响，存在一定的迁移风险（MI和BIT的迁移率超过90%）。