矿物油一般是指C10~C50范围内的碳氢化合物,主要是经过物理分离(如蒸馏或萃取)和化学转化(裂化、加氢、烷基化、异构化等)过程,从原油、煤、天然气或生物质合成产品中得到的烃类混合物。近年来,矿物油因其对人体存在潜在健康危害,在食品或者食品包装材料中的污染受到广泛关注。
目前,国外研究者大多采用高效液相色谱-气相色谱-火焰离子化检测器(HPLC-GC-FID)法检测榛子粉、大米、巧克力粉、咖啡等食品中的矿物油和回收纸和纸板中的矿物油。目前为止,国内外对于矿物油的检测方法和限量仍没有完善的体系,暨南大学包装工程研究所,广东普通高校产品包装与物流重点实验室的张宜彩、林勤保*等人利用离线固相萃取-GC-FID检测餐盘纸中的碳原子数为C16~C35的矿物油,并进一步分析餐盘纸中矿物油的来源,旨在对餐盘纸中的矿物油进行安全评估,并为矿物油的后续研究提供一些参考依据。
1、洗脱体积的确定
经过实验发现,MOSH和MOAH分离效果最优的洗脱条件分别为正己烷的洗脱体积6.0 mL、二氯甲烷-正己烷(1∶4,V/V)混合溶液洗脱体积15.5 mL,其对应质控样品的分离效果谱图如图1所示。
2、方法验证
质控样品(含量为1 000 mg/kg)中MOSH和MOAH的比例为76∶24,分别量取50、100 μL和200 μL于1 mL正己烷中,再向其中加入60 μL混合中间内标溶液(100 mg/L),充分混合均匀后,分别加载到0.3%硝酸银硅胶固相萃取柱上,由前面确定的正己烷、二氯甲烷-正己烷混合溶液的洗脱体积,分别收集洗脱出的MOSH和MOAH。将收集到的MOSH和MOAH,经氮吹浓缩,接着定容至1 mL上GC进行测定。经过计算,得到MOSH的加标回收率为92.1%~109.4%,MOAH的加标回收率为97.9%~115.1%,相对标准偏差(RSD)为3.12%~11.85%。说明0.3%硝酸银硅胶固相萃取柱的分离结果较好,采用该方法准确可靠。
平行测定7 份石蜡油标准品得到的标准偏差为0.869 mg/kg,按照前文计算得到本实验方法的LOD和LOQ分别为2.73 mg/kg和8.19 mg/kg。
3、餐盘纸及油墨中矿物油的初始含量
餐盘纸中矿物油初始含量
由于本实验所研究餐盘纸来源不同,所以根据来源,分别挑选出各自具有代表性的色谱图,其中,网购餐盘纸(B-hei)所得色谱图如图3所示,常规餐盘纸(CP1)所得色谱图如图4所示,新型餐盘纸(CP6)如图5所示。通过GC图发现餐盘纸样品中出现了明显的“驼峰”,认为样品中可能含有矿物油,接着采用GC-MS对餐盘纸中的化学成分进行验证,用NIST库进行检索定性,如图6~8所示,通过检索发现,3 类餐盘纸中MOSH出现的尖峰均为正构烷烃类物质,且常规餐盘纸(CP1)MOSH的后面出峰物质为天然矿物油成分,所以判定3 类样品中均含有MOSH;网购餐盘纸(B-hei)和快餐店常规餐盘纸(CP1)的MOAH出现的尖峰都是一些含苯环结构的物质(图6和图7),所以可以确定其中含有MOAH。但是不难看出,新型餐盘纸(CP6)中MOAH的GC图没有出现明显的凸起“驼峰”(图5),经过GC-MS定性后,未检索出含有苯环结构的芳香烃类物质,由此可以认为新型餐盘纸样品CP6中不含有MOAH。
由表1可以看出,网购餐盘纸(Chicken、B-hei、B-bai和1-yuan)以及部分常规餐盘纸(CP1~CP4)中的矿物油MOSH含量为79.3~3 397.6 mg/kg,RSD为0.4%~15.8%,网购餐盘纸(Chicken、B-hei、B-bai、1-yuan)以及常规餐盘纸(CP1~CP3)中MOAH含量为16.1~374.6 mg/kg,其值均高于德国消费品条例所提出的限量,2015年修订后的德国消费品条例提出纸和纸板中C16~C35的MOSH和MOAH最高含量不超过24 mg/kg和6 mg/kg。尽管之前对矿物油的研究主要集中在食品和回收纸及纸板,但是餐盘纸在人们日常的使用中,有很大的几率被人们用作直接与食品接触,烃类矿物油进入内装食品的方式除了接触迁移,还可通过气相传质和外包装印制时的背面蹭脏进入,其中气相传质是主要迁移方式,这就存在矿物油被人体直接摄入的风险。
油墨中初始含量
由图9可以看出,常规餐盘纸(CP)与其所用胶印油墨中的矿物油(MOSH和MOAH)碳原子数范围(<24)一致,由此可以得出结论,餐盘纸中一部分矿物油来源于其所用的油墨。此外,由表2也可以看出,常规餐盘纸(CP)扣除掉常规餐盘纸原纸(CP0)的矿物油含量即可认为是来自于其所用胶印油墨中的矿物油含量,但是发现油墨中MOSH和MOAH的含量高于常规餐盘纸(CP)中对应的含量,询问印刷厂家及查阅文献知,一般情况下1 m2纸或纸板对应2 g油墨,加上油墨在进行印刷餐盘纸等纸制品的过程中,存在稀释工艺,且在餐盘纸的加工过程中,会遇到高温加热等工艺,导致油墨中一部分低碳数的矿物油挥发,即实际印刷到餐盘纸上后,餐盘纸中的矿物油含量会有所下降。尽管如此,餐盘纸中的矿物油含量仍然需要引起关注。
结 论
本实验采用离线固相萃取-GC-FID法对收集到的15 种餐盘纸中的矿物油C16~C35段MOSH和MOAH进行检测分析,发现带有印刷图案的网购餐盘纸(Chicken、B-hei和B-bai)中矿物油含量最高,其MOSH含量为892.01~3 397.65 mg/kg,MOAH含量为76.99~374.69 mg/kg,其次为未经印刷的网购餐盘纸(1-yuan),均超过联邦风险评估研究所提出的限量要求,含量最低为新型餐盘纸(CP6~CP9),未超过限量值。通过进一步的溯源分析,证实了餐盘纸中部分矿物油来源于其所用油墨。餐盘纸是一种非食品接触材料,但在实际使用中,人们往往会忽视这一点,直接将食物放在餐盘纸上,在一定的时间和温度条件下,餐盘纸上的食品就会造成一定程度的矿物油污染,进而对人体健康造成影响,需引起关注。
本文《餐盘纸中矿物油的检测及溯源分析》来源于《食品科学》2021年42卷12期261-267页,作者:张宜彩,林勤保,陈胜,钟怀宁,陈燕芬,曾莹,吴泽春,李忠。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191119-221。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网
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