食品接觸材料重金屬遷移檢測(cè)分析

張梟雄 鐘紅霞

（杭州希科檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江杭州310000）

0 引言

在食品接觸材料生產(chǎn)中經(jīng)常需要加入一定的無機(jī)金屬，但其在材料使用過程中會(huì)或多或少的析出并擴(kuò)散至食品中，即所謂的遷移，當(dāng)其超過所允許的安全限量時(shí)便會(huì)影響食品的安全性，進(jìn)而威脅人的身體健康，故檢測(cè)食品接觸材料中的重金屬遷移勢(shì)在必行。

1 食品接觸材料重金屬遷移的檢測(cè)方法

1.1 EA法

EA即電化學(xué)法，近年來發(fā)展較為迅速，并基于極譜法衍生出多種檢測(cè)技術(shù)，如陽(yáng)極溶出伏安法、示波極譜法等，可在溶液電解質(zhì)液的基礎(chǔ)上將鋅、鐵、銅、鎘、鉛等重金屬?gòu)乃谐晒Ψ蛛x出來，雖然該法具有較高的靈敏度和較低的檢測(cè)限，但對(duì)測(cè)試條件要求高易增大結(jié)果的變異系數(shù)，重現(xiàn)性相對(duì)較差。

1.2 AAS法

AAS 即原子吸收光譜法，具體又分為火焰原子吸收法、石墨爐原子吸收法以及原子吸收分光光度計(jì)法。在檢測(cè)食品接觸材料樣品中的重金屬遷移時(shí)需先用干法、濕法、微波等消解方法進(jìn)行前處理，其中新型的微波消解法呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)消解法的趨勢(shì)，且原子吸收光譜法應(yīng)用最為廣泛，但不足在于無法同時(shí)檢測(cè)多種重金屬元素。

1.3 AFS法

AFS即原子熒光光譜法，主要是通過基態(tài)原子吸收合適頻率的輻射后被激發(fā)至高能態(tài)，隨后在后續(xù)激發(fā)的作用下以光輻射的形式發(fā)射特定波長(zhǎng)的熒光。該法既克服了AAS 法的缺陷又延續(xù)了其優(yōu)點(diǎn)，使得譜線簡(jiǎn)單、靈敏度高，較低濃度下標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍可達(dá)到3～5個(gè)數(shù)量級(jí)，尤其適用于激發(fā)光源，同時(shí)對(duì)20余種元素的檢出限均優(yōu)于AAS，在生化檢測(cè)、醫(yī)學(xué)分析、環(huán)境科學(xué)、水質(zhì)領(lǐng)域等有著廣闊的應(yīng)用前景[1]。

1.4 ICP-MS法

ICP-MS 即電感耦合等離子體質(zhì)譜法，其以特別的接口技術(shù)為基礎(chǔ)結(jié)合了質(zhì)譜計(jì)快速靈敏的優(yōu)點(diǎn)和電感耦合等離子體高溫電離的特性，并在四級(jí)桿質(zhì)譜計(jì)、雙聚焦扇形磁場(chǎng)質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)等分析工具的輔助下提高檢測(cè)速度和靈敏度，只需幾分鐘便可定量測(cè)定幾十個(gè)金屬元素，精密度低至0.1%，而且光譜譜線簡(jiǎn)單干擾少，線性范圍內(nèi)具有7～9個(gè)數(shù)量級(jí)的寬度，除了分析元素外，還可快速測(cè)定同位素[2]。林立等人在分析塑料食品接觸材料中的重金屬遷移時(shí)用了2種不同的模擬液，所形成的ICP-MS 法準(zhǔn)確高效、靈敏性高、檢出限低等優(yōu)勢(shì)顯著。

此外分光光度法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理、定量性好，可用于顯色靈敏的重金屬物質(zhì)檢測(cè)，常用于實(shí)驗(yàn)室、商檢部門、基層防疫等金屬元素檢測(cè)工作。

2 食品接觸材料重金屬遷移檢測(cè)分析

2.1 優(yōu)化檢測(cè)方法

具體而言，原子光譜技術(shù)有多種方法和儀器，為判斷到底何種方法儀器能在食品接觸材料重金屬遷移檢測(cè)中效果最佳，以檢測(cè)限、分析范圍、樣品分析時(shí)間、溶解固體含量、適用元素、進(jìn)樣量、半定量分析、同位素分析、自動(dòng)運(yùn)行作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，就火焰原子吸收法、石墨爐原子吸收法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、ICP-MS法作了對(duì)比試驗(yàn)[3]。結(jié)果表明，ICP-MS法有著更高的檢測(cè)精度和更廣的適用范圍，相對(duì)而言最適用于重金屬檢測(cè)，故在食品接觸材料重金屬遷移檢測(cè)中確定選用ICPMS法。

2.2 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)

在GB 31604.49-2016 方法的指導(dǎo)下，以NexION 350X 型ICP-MS檢測(cè)玻璃、陶瓷食品接觸容器中的Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn六種重金屬的遷移量。首先，選用濃度為1000mg/L的六種重金屬元素作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，經(jīng)4%乙酸稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液后獲得標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（見表1）。其次，按照據(jù)GB 31604.1-2015相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)遷移處理樣品，即以4%乙酸作為食品模擬物，結(jié)合使用要求浸泡，注意浸泡液禁止接觸陽(yáng)光，重復(fù)使用產(chǎn)品需作三次遷移試驗(yàn)，并保證食品模擬物每次均為全新，根據(jù)第三次測(cè)定結(jié)果判定是否合規(guī)，待充分、均勻混合浸泡液后選擇部分開始分析，配以空白試驗(yàn)作為對(duì)比。最后，鎳錐為采樣錐，設(shè)定射頻功率、等離體氣流量、載氣流量、輔助氣流量分別為1500W、15L/min、0.80L/min、4mL/min，使其在2℃的霧化環(huán)境下測(cè)定遷移樣品的浸泡液。

表1 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液

2.3 檢測(cè)結(jié)果分析

基于以上處理，得到Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn 的線性范圍（μg/L）分別為0.2-10.0、1.0-100、0.5-100、0.5-100、0.1-100、0.5-100，檢出限（μg/L）分別為0.1、1、0.3、0.3、0.03、0.2，定量限（μg/L）分別為0.3、3、0.8、0.9、0.1、0.6。隨后選取10 批次樣品，根據(jù)遷移量公式加以計(jì)算，得到Cd、Cr、Ni、Pb、Sb、Zn在陶瓷容器中的平均遷移量（mg/L）分別為0.361、0.0387、＜0.0008、1.02、ND（未檢出）、＜0.0006；在砂鍋中的平均遷移量（mg/L）分別為0.0576、0.0245、ND、0.354、ND、＜0.0006；在玻璃容器中的平均遷移量（mg/L）分別為0.00498、＜0.003、ND、0.0108、ND、ND。

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)可知，陶瓷類食品接觸材料中的重金屬遷移量高于玻璃制品，這與大量圖案的印刷有關(guān)，而且在模擬使用條件下的砂鍋中的重金屬遷移量也高于玻璃制品，說明加熱條件會(huì)促進(jìn)重金屬的遷移。

3 結(jié)語

綜上所述，食品接觸材料重金屬遷移問題不容小覷，需要我們借助科學(xué)有效的方法進(jìn)行檢測(cè)，其中ICP-MS 法彰顯了良好的效用，既可在一定程度上提高檢測(cè)效率，可同時(shí)測(cè)定多種重金屬元素，而且結(jié)果較為準(zhǔn)確可靠，滿足定量檢測(cè)要求，適用于食品接觸材料重金屬遷移檢測(cè)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，但還需加強(qiáng)創(chuàng)新完善解決高成本問題。