食品包裝紙中殘留污染物的分析及其遷移行為研究.pdf

1、紙質(zhì)包裝材料以其良好的物理性能、機(jī)械操作性能以及環(huán)保多方面的優(yōu)良性能，已成為食品包裝工業(yè)的重要包裝材料。紙質(zhì)包裝材料在生產(chǎn)過程以及后續(xù)的加工過程中添加的一些化學(xué)物質(zhì)會(huì)殘留在紙張中，尤其是殘留在紙張中的一些有毒有害物質(zhì)與食品接觸時(shí)會(huì)向食品發(fā)生遷移，從而可能導(dǎo)致食品污染而最終危害消費(fèi)者的健康。歐美一些發(fā)達(dá)國家十分關(guān)注紙質(zhì)食品包裝材料的衛(wèi)生安全問題，紙質(zhì)包裝材料污染物的分析、遷移理論等已成為世界性的熱點(diǎn)研究方向。
　　 本論文對(duì)紙質(zhì)包

2、裝材料中的揮發(fā)性成分及乙醇萃取液進(jìn)行了定性和定量分析，分別使用微量點(diǎn)滴法和體積比法研究了食品包裝紙中模擬污染物的分配系數(shù)Kpaper/air，并對(duì)包裝紙中有機(jī)模擬物的脫附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究；同時(shí)，研究了食品包裝紙中的模擬污染物向脂肪類食品的遷移行為。研究結(jié)果表明：
　　 利用固相微萃取法萃取食品包裝紙中的揮發(fā)性有機(jī)污染物時(shí)，優(yōu)化的固相微萃取條件為：100微米PDMS萃取頭，頂空方式，萃取溫度為60℃，時(shí)間為80分鐘。當(dāng)吸附結(jié)束時(shí)，

3、在270℃的條件下，將其放在GC的注射端解吸2分鐘。
　　 利用GC-MS分別對(duì)固相微萃取法萃取出來的揮發(fā)性有機(jī)物和乙醇萃取液的分析發(fā)現(xiàn)，紙樣中含有的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)主要為烷烴、氯代烷烴、鄰苯二甲酸酯、酯和醛、醇、芳香族化合物等物質(zhì)。而紙樣抽提液中所含的有機(jī)污染物主要為烷烴、氯代烷烴、鄰苯二甲酸酯、酰胺類物質(zhì)、酯和醛、酮、酸、芳香族化合物和雜環(huán)類化合物等物質(zhì)。印刷過的紙樣中含有較多的烷烴類物質(zhì)，脫墨漿中也含有少量的烷烴類物質(zhì)，說明

4、紙樣中的烷烴類物質(zhì)主要是從印刷過程中帶來的。
　　 利用微量點(diǎn)滴法測(cè)定了白卡紙、牛皮紙和瓦楞原紙中的鄰二甲苯、正十二烷、萘、二苯醚和鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)等模擬污染物的分配系數(shù)Kpaper/air并繪制了吸附等溫線。研究發(fā)現(xiàn)，分配系數(shù)Kpaper/air與模擬污染物組分、沸點(diǎn)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、立體結(jié)構(gòu)及紙樣的定量、厚度等有密切的關(guān)系，紙張的定量和厚度越低，則分配系數(shù)也越低。鄰二甲苯的Kpaper/air值最小，其次是正十二烷、

5、萘、二苯醚和鄰苯二甲酸二異丁酯。揮發(fā)性模擬污染物的分配系數(shù)Kpaper/air隨著溫度的增加而降低，說明在高溫的情況下，食品包裝紙中的污染物會(huì)對(duì)食品有更大的危害。
　　 在體積比法間接頂空氣相法測(cè)定氣.液平衡分配系數(shù)(VEL)的基礎(chǔ)上，提出了體積比法測(cè)定包裝紙中有機(jī)污染物在紙和空氣間分配系數(shù)的測(cè)定方法。推導(dǎo)出的體積比法測(cè)定Kpaper/air值的計(jì)算公式為：1/Kpaper/air=V1p(1-A1/A2)/A1/A2(V1-V

6、1p)-V1p/V2p(V1-V2p)，并對(duì)體積比法測(cè)定包裝紙中的有機(jī)污染物的分配系數(shù)Kpaper/air的方法進(jìn)行精確度和真實(shí)度的計(jì)算分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)精確度而言，5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的相對(duì)偏差為3.6%，峰面積的比值r及紙樣的體積比x對(duì)測(cè)定結(jié)果有顯著影響。對(duì)準(zhǔn)確度而言，該方法與“微量點(diǎn)滴法”的結(jié)果很接近，從而證實(shí)了該方法的有效性。另外，體積比法是一種快速、便捷的方法，既不需要對(duì)包裝紙樣品進(jìn)行預(yù)處理，也不需要知道有機(jī)模擬物在紙樣上的濃度，非常

7、適合于包裝紙中有機(jī)污染物在紙和空氣中分配系數(shù)Kpaper/air的測(cè)定。
　　 應(yīng)用了多次頂空萃取氣相色譜法(MHE-GC)測(cè)定模擬物污染從紙張傳質(zhì)到空氣中的脫附反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的方法，從MHE-GC法測(cè)定的鄰二甲苯、正十二烷、二苯醚和鄰苯二甲酸二異丁酯等模擬物污染在不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)來看，隨著溫度的升高，模擬污染物的脫附反應(yīng)速率常數(shù)隨之增大，達(dá)到平衡所需時(shí)間越短，同時(shí)，脫附速率常數(shù)受模擬污染物的沸點(diǎn)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。通過不同溫

8、度下模擬污染物從紙張傳質(zhì)到空氣中的動(dòng)力學(xué)曲線可知，溫度對(duì)脫附行為的影響較大，溫度越高，模擬污染物脫附達(dá)到平衡的時(shí)間也越短，其中鄰二甲苯在100℃、70℃、40℃時(shí)的脫附達(dá)到平衡時(shí)間大約分別是1h、4h和≥4h。
　　 溫度對(duì)遷移行為有很大影響，實(shí)驗(yàn)在25℃、50℃、70℃和100℃的條件下進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，溫度越高，遷移率就越高，而且達(dá)到平衡的時(shí)間也越短。紙樣的定量、厚度及紙漿性質(zhì)對(duì)遷移有一定的影響，紙樣的定量越低，遷移率越高，并且

9、更容易達(dá)到遷移平衡。全脂奶粉與Tenax作為食物模擬物時(shí)，模擬污染物都具有較高的遷移趨勢(shì)，且其遷移行為十分相似，但是Tenax在高溫下的吸附能力反而降低，這是由于Tenax的熱解析作用造成的。這也說明，在低溫的情況下，Tenax是很好的食品模擬物。同時(shí)，奶粉有很好的吸附能力，且其吸附能力比Tenax差一些，能更好代表一般食品的性質(zhì)，因而作為一種真實(shí)的食品非常適用于做遷移研究。此外，奶粉在高溫下也有很好的熱穩(wěn)定性，可以在高溫下用于做遷移實(shí)