食品接触用玻璃制品重金属迁移检测分析

高维亚 张茜琳

摘 要：重金属超标对人体健康的影响非常严重，在食品接触用玻璃制品的使用过程中，往往会出现重金属析出的问题，长期使用重金属含量超标的玻璃制品易造成重金属积累。依据国家食品接触用玻璃制品相关检测标准和检测方法，本研究采用电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrom，ICP-OES）检测市场销售的食品接触用玻璃制品质量，测定铅（Pb）和镉（Cd）的迁移量。结果表明，部分食品接觸用玻璃制品有重金属析出，随着浸泡次数的增加，重金属的迁移量逐渐下降，带有釉彩或涂料的玻璃制品是玻璃制品中的高风险产品。本研究对科学、规范、合理选用食品接触用玻璃制品，为食品接触用玻璃制品的质量控制提供参考。

关键词：食品接触用；玻璃制品；电感耦合等离子体发射光谱法；重金属迁移量

Abstract： Excessive heavy metals pose a serious threat to human health. The use of glass products for food contact often accompanies the migration of heavy metals. Using glass products with excessive heavy metal content of long term can easily lead to the accumulation of heavy metals. According to the relevant detection standards and methods of national food safety standard， this study used inductively coupled plasma optical emission spectrometry（ICP-OES） to detect some commercial glass products for food contact， and measured the migration of plumbum（Pb） and cadmium（Cd）.The results showed that heavy metals were precipitated from some glass products. With the increase of soaking times， the migration amount of two kinds of heavy metals decreased gradually. Glass products with colorful glaze or coating were risky products. This study provided reference to the scientific， standardized， and reasonable selection of glass products for food contact， and to the quality control of glass products for food contact.

Keywords： food contact; glass products; inductively coupled plasma optical emission spectrom; heavy metal migration

玻璃被广泛应用在食品接触材料领域，具有安全、化学稳定性好、卫生、可回收等特点，一直深受消费者喜爱。在日常生活中，常被用于玻璃杯具、器皿、保鲜盒、碗、盘以及酒、罐头等食品接触及包装材料。为了提高玻璃的美观度，玻璃表面常涂上含有铅、镉、铬和砷等重金属的釉料、彩绘或彩印，经过印刷的玻璃食品接触制品的重金属溶出风险较高，极易带来新的安全隐患[1]。研究表明，玻璃制品中的重金属会析出并向食品中迁移，进入人体后缓慢累积，从而对人体健康造成严重危害[2]。重金属在人体里的含量超过其承受值就会引起中毒，如过量镉会对人体肾脏造成损害，中毒症状主要表现为动脉硬化、肾萎缩、肾炎等；铅是重金属污染中毒性较大的一种，过量铅会造成人体多系统损害，如肾脏、肝脏、神经系统和生殖系统等，还有致癌、致突变作用[3]。因此，加强食品接触用玻璃制品重金属的检测和质量安全监管十分必要。

目前，玻璃中重金属常见的检测方法有比色法[4]、原子吸收分光光度法[5]、原子荧光光谱法[6]、电感耦合等离子体发射光谱法[7]等。其中，ICP-OES具有测定范围广、稳定性好、抗干扰性强、准确度高、分析速度快和检出限低等优点，用于测定各种物质中的常量、微量、痕量元素的含量，被广泛应用于食品、医药、环境和生物等领域中金属元素的测定[8-11]。根据《食品安全国家标准 玻璃制品》（GB 4806.5—2016）相关要求，主要检测铅和镉的含量。本文依据GB 4806.5—2016要求，对部分市售食品接触用玻璃制品进行检测，旨在为食品接触用玻璃制品的质量控制提供依据，并提出了相关应对措施和检验监管建议。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市面上购买的14种不同品牌、规格的食品接触用玻璃杯、玻璃碗、玻璃罐、玻璃锅和玻璃酒瓶等样品，将待测样品洗净，晾干备用；冰乙酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；无机元素混合标准储备溶液（铅元素为100 μg·mL-1，镉元素为50 μg·mL-1）；混合标准工作溶液的配制使用4%（V/V）乙酸溶液将混合标准储备溶液逐级稀释，使用前配制至所需浓度；高纯氩气（纯度大于99.99%）；试验用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

电感耦合等离子体发射光谱仪，Avio 200型，美国Perkin Elmer公司；超纯水机，Aquinity2 P10型，德国MembraPure公司；电热恒温水浴锅，DK-98-Ⅱ型，天津市泰斯特仪器有限公司；玻璃仪器均经过硝酸（1+5）浸泡24 h以上，再用超纯水多次冲洗，晾干备用。

1.3 试验方法

1.3.1 仪器工作条件

在《食品安全国家标准 食品接触材料及制品砷、镉、铬、铅的测定和砷、镉、铬、镍、铅、锑、锌迁移量的测定》（GB 31604.49—2016）的指导下，采用标准中第二部分第二法ICP-OES测定铅、镉两种金属元素的迁移量，仪器工作条件见表1，不同元素的分析线设定见表2。

1.3.2 检测方法

用洗洁精和自来水将待测样品冲洗干净，然后用超纯水冲洗，自然晾干后备用。有规格的玻璃制品按其规格计算，无规格的玻璃制品食品模拟物液面与玻璃制品上边缘的距离不超过1 cm，计算浸泡面积和容积，并做好记录。

在待测玻璃制品中加入食品模拟物4%（V/V）乙酸，加热（在加热过程中会有乙酸浸泡液蒸发损失，应及时补加），冷却后补充4%（V/V）乙酸至原体积，室温放置1 440 min，做空白试验。同一样品进行3次迁移试验，每次迁移试验均使用一份新的4%（V/V）乙酸溶液。取部分浸泡液上机测试，按照仪器工作条件进行测定。迁移试验条件参照GB 4806.5—2016中规定的条件，见表3。

1.3.3 方法检出限和定量限

参考GB 31604.49—2016中给出的铅、镉元素的方法测定检出限和定量限，如表4所示。

1.3.4 理化指标

GB 4806.5—2016中相关理化指标的要求为铅（Pb）≤0.5 mg·L-1（贮存罐），铅（Pb）≤0.75 mg·L-1（大空心制品），铅（Pb）≤1.5 mg·L-1（小空心制品），铅（Pb）≤0.5 mg·L-1（烹饪器皿），铅（Pb）≤4.0 mg·L-1（口缘要求）；镉（Cd）≤0.25 mg·L-1（贮存罐），镉（Cd）≤0.25 mg·L-1（大空心制品），镉（Cd）≤0.5 mg·L-1（小空心制品），镉（Cd）≤0.05 mg·L-1（烹饪器皿），镉（Cd）≤0.4 mg·L-1（口缘要求）。

2 结果与分析

2.1 3次重复试验重金属迁移量的测定

迁移试验是采用食品或食品模拟物在规定条件下与待测样品接触，模拟实际使用过程中食品接触材料及制品的组分与食品的接触过程，测定迁移物的迁移水平，是研究食品接触材料迁移情况的一种重要手段[12]。食品接触用玻璃制品检测结果如表5所示。结果表明，多数样品经第1次4%（V/V）乙酸加热煮沸30 min，室温放置1 440 min后，检测出重金属铅、镉元素的迁移量。经第2次和第3次迁移试验后，迁移量呈现递减趋势。根据《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则》（GB 31604.1—2015），以第3次迁移试验的检测结果进行合规性判定。样品5和样品9检测结果不符合GB 4806.5—2016中理化指标的要求，其余样品均符合标准要求。样品5和样品9的玻璃表面或杯口边缘均带有有色图案或花纹等装饰，重金属迁移量不符合标准限量要求，这与大量图案的印刷有关，带有花纹和装饰图案的玻璃制品中含有危险浓度的对人体健康有害的有毒重金属铅和镉，为玻璃制品中的高风险产品，风险主要来源于印刷图案中铅、镉重金属的析出。

2.2 加标回收试验与精密度试验

在待测溶液中加入不同浓度的混合标准溶液，按照试验方法1.3.2，利用ICP-OES，按照仪器工作条件进行重金属元素迁移量的测定。回收率为95.2%～108.1%，相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）为0.34%～1.89%，说明方法准确度和精密度良好，满足分析检测质量控制要求（表6）。

3 结论

食品接触用玻璃制品重金属迁移不合格问题不容忽视，科学有效的检测可为玻璃制品的安全提供科学的保障。本研究采用ICP-OES法，对食品接触用玻璃制品铅和镉两种重金属元素迁移量进行了测定。该方法可同时测定多种重金属元素，操作简便、快速，具有较好的精密度和准确度，满足定量检测要求，适用于食品接触用玻璃制品重金属迁移检测工作。结果表明，一些带有有色图案或花纹的玻璃制品中含有较高含量的重金属铅和镉，若用于盛装食物，特别是酸性食物，可能造成铅、镉溶入食物而进入人体，伤害人体健康。应避免使用非食品接触材料接觸食品，非食品接触材料完全不在国家食品安全法的监管范围内，风险系数更大。生产企业应提高产品质量控制意识，熟知相关国家标准，高度关注重金属迁移量，对带有装饰图案的深加工食品接触用玻璃制品，做好釉料和无机颜料的筛选和控制，确保产品符合相关法律法规要求。市场监管部门和检验检测机构应积极开展产品质量监督及检验检测工作，务必确保釉彩或涂料的重金属安全性，保障食品接触用玻璃制品的质量安全。

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