摘 要:目的:應(yīng)用液相色譜法檢測(cè)食品包裝材料中5種抗氧化劑遷移情況,并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。方法:采用液相色譜法檢測(cè)聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等5種材料在3種食品模擬物(10%乙醇、3%乙酸和正己烷)中抗氧化劑的遷移量,并評(píng)估不同模擬物對(duì)抗氧化劑遷移的影響。結(jié)果:不同食品包裝材料在各種食品模擬物中的抗氧化劑遷移量存在差異,油脂性食品模擬物正己烷中的遷移量普遍較高。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在各食品模擬物中的遷移量最低,表現(xiàn)出良好的阻隔性能。結(jié)論:液相色譜法在檢測(cè)食品包裝材料中抗氧化劑遷移量時(shí)具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,可為食品包裝材料的安全性評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:液相色譜法;食品包裝材料;抗氧化劑;遷移
Abstract: Objective: To detect the migration of five antioxidants in food packaging materials by liquid chromatography and conduct risk assessment. Method: Liquid chromatography was used to detect the migration of antioxidants in three food simulants (10% ethanol, 3% acetic acid and n-hexane) of five materials including polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene and polyvinyl chloride, and the effects of different simulants on the migration of antioxidants were evaluated. Result: There were differences in the migration of antioxidants from different food packaging materials in various food simulants, and the migration in n-hexane, an oily food simulant, was generally higher. Polyethylene terephthalate had the lowest migration in various food simulants, showing good barrier properties. Conclusion: Liquid chromatography has high sensitivity and stability in detecting the migration of antioxidants in food packaging materials, and can provide a scientific basis for the safety assessment of food packaging materials.
Keywords: liquid chromatography; food packaging materials; antioxidant; transfer
近年來(lái),隨著食品包裝材料的廣泛應(yīng)用,包裝材料中抗氧化劑的遷移成為食品安全研究的重要課題。抗氧化劑作為食品包裝材料中的重要添加劑,其遷移量直接關(guān)系到食品的安全性和質(zhì)量?,F(xiàn)有研究表明,不同類型的包裝材料中抗氧化劑的遷移行為各異,且食品模擬物的選擇對(duì)遷移量的測(cè)定具有重要影響。因此,建立準(zhǔn)確、高效的檢測(cè)方法,對(duì)于評(píng)估食品包裝材料中抗氧化劑的遷移風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
Agilent 1260 Infinity液相色譜儀,配二極管陣列檢測(cè)器(Diode Array Detector,DAD),安捷倫科技;C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),沃特世公司;KQ-500DE超聲波清洗器,昆山超聲儀器;DZF-6020真空干燥箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械;HH-6電熱恒溫水浴鍋,北京美華儀科技。
甲醇(色譜純),默克;乙腈(色譜純),F(xiàn)isher Scientific;乙酸乙酯、乙酸(分析純),國(guó)藥集團(tuán);抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)品包括二叔丁基對(duì)甲苯酚(Butylated Hydroxytoluene,BHT)、二叔丁基羥基茴香醚(Butylated Hydroxyanisole,BHA)、特丁基對(duì)苯二酚(Tertiary Butylhydroquinone,TBHQ)、沒食子酸丙酯(Propyl Gallate,PG)、2,2’-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(2,2’-Methylenebis(4-Methyl-6-Tert-Butylphenol,AO-2246),純度≥99%,Sigma-Aldrich;水為超純水,Milli-Q系統(tǒng)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 遷移實(shí)驗(yàn)方法
選取市場(chǎng)上常見的聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)和聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)等5種食品包裝材料,分別剪成大小1 cm×1 cm的樣品,洗凈并烘干。每種包裝材料取3份,進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)。
選取10%乙醇溶液、3%乙酸溶液和正己烷等3種符合食品接觸材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的食品模擬物,分別模擬水性、酸性和油脂性食品。稱取10 mL乙醇,加超純水至100 mL配制成10%乙醇溶液;稱取3 mL乙酸,加超純水至100 mL配制成3%乙酸溶液;正己烷直接使用無(wú)須稀釋。將剪好的樣品分別放入含有模擬物的玻璃容器中,密封后在60 ℃進(jìn)行8 h遷移實(shí)驗(yàn),以評(píng)估在較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間下的遷移行為[1]。
遷移結(jié)束后,取出模擬物,通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1 mL,用甲醇定容至10 mL。取1 mL濃縮液加入5 mL乙酸乙酯,渦旋混合10 min,4 000 r·min-1離心10 min。上清液取出后再用5 mL乙酸乙酯萃取一次,合并上清液,通過(guò)氮?dú)獯祾邼饪s至干,殘?jiān)? mL甲醇復(fù)溶。復(fù)溶液通過(guò)0.45 μm濾膜過(guò)濾,置于進(jìn)樣瓶中,供液相色譜檢測(cè)。
1.2.2 液相色譜檢測(cè)條件
采用Agilent 1260 Infinity液相色譜儀、DAD檢測(cè)器檢測(cè);色譜柱:C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:甲醇和水,梯度洗脫,初始比例為70∶30(V/V),線性梯度洗脫至90∶10(V/V),流速為1.0 mL·min-1;柱溫:30 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng):280 nm;進(jìn)樣體積:20 μL。試劑進(jìn)樣前過(guò)0.45 μm濾膜過(guò)濾。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
配制濃度為0.01~10.00 mg·L-1的BHT、BHA、TBHQ、PG、AO-2246標(biāo)準(zhǔn)溶液,各取10 μL進(jìn)樣,按1.2.2色譜條件測(cè)定,以濃度為橫坐標(biāo),以峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[2-3]。
2 結(jié)果與分析
2.1 提取溶劑的選擇
配制濃度均為1 mg·L-1的5種抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)溶液,取2 mL分別置于10 mL玻璃瓶中,向每個(gè)玻璃瓶中加入5 mL不同的溶劑(乙酸乙酯、乙腈、正己烷和乙醇),按1.2.1遷移實(shí)驗(yàn)操作,測(cè)定抗氧化劑的峰面積和回收率[4]。如表1所示,乙酸乙酯在提取5種抗氧化劑時(shí)表現(xiàn)出最高的回收率,平均回收率達(dá)到95%以上,且標(biāo)準(zhǔn)偏差較小,重現(xiàn)性好;乙腈次之,平均回收率約85.2%,重現(xiàn)性也較好;正己烷和乙醇的提取效率和重現(xiàn)性較低,平均回收率分別為70.33%和60.37%。
2.2 線性范圍與檢出限
如表2所示,5種抗氧化劑在0.01~10.00 mg·L-1線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.999。以信噪比(S/N)3∶1確定為檢出限,信噪比10∶1確定為定量限,結(jié)果見表2。線性范圍、檢出限和定量限的測(cè)定結(jié)果表明,所建立的液相色譜法具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性,能夠滿足食品包裝材料中5種抗氧化劑遷移量的檢測(cè)要求。
2.3 回收率與精密度
為評(píng)估液相色譜法檢測(cè)食品包裝材料中抗氧化劑遷移情況的回收率與精密度,進(jìn)行加標(biāo)回收率和精密度測(cè)定。選取BHT、BHA、TBHQ、PG和AO-2246 5種抗氧化劑,以乙酸乙酯作為提取溶劑,在不同濃度水平下進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)[5]。在空白樣品中分別添加低、中、高3個(gè)濃度水平(0.5 mg·L-1、
5.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1)的抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)濃度水平進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表3所示。
整體而言,所采用的液相色譜法在檢測(cè)食品包裝材料中的5種抗氧化劑時(shí),均表現(xiàn)出較高的回收率和精密度,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative Standard Deviation,RSD)均低于3%。這表明該方法具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,適用于實(shí)際樣品中低濃度抗氧化劑的檢測(cè)。
2.4 遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)果
如表4所示,不同材料在食品模擬物中的抗氧化劑遷移量存在差異。PE和PP在正己烷中的遷移量較高,尤其是TBHQ的遷移量相對(duì)突出,表明PE和PP材料在油脂性食品中的遷移風(fēng)險(xiǎn)較大。PET表現(xiàn)出最低的遷移量,尤其在乙醇和乙酸中,說(shuō)明其在高溫下仍具有良好的阻隔性能,適合用于對(duì)安全性要求較高的食品包裝。PS和PVC在正己烷中的遷移量較高,特別是TBHQ最為突出,表明在高溫油脂性環(huán)境中,PS和PVC材料的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎。正己烷作為模擬油脂性食品的溶劑,能更有效評(píng)估材料的高遷移風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),建議在油脂性食品包裝中優(yōu)先選擇阻隔性強(qiáng)的材料,如PET,以降低遷移風(fēng)險(xiǎn)。
3 結(jié)論與討論
研究采用液相色譜法對(duì)5種常見食品包裝材料中抗氧化劑的遷移行為進(jìn)行全面分析,結(jié)果表明,各種抗氧化劑在不同材料及食品模擬物中的遷移量存在差異。油脂性食品模擬物對(duì)抗氧化劑的遷移具有更強(qiáng)的促進(jìn)作用,在聚烯烴類材料中表現(xiàn)尤為明顯。抗氧化劑在油脂性食品中的遷移風(fēng)險(xiǎn)較高,需要在選擇食品包裝材料時(shí)特別關(guān)注。在分析各種材料的遷移性能時(shí),PET表現(xiàn)出最優(yōu)的阻隔性能,其在所有食品模擬物中的抗氧化劑遷移量均保持在較低水平。相比之下,PS和PVC中的抗氧化劑遷移量較高,特別是在高溫條件下在油脂性食品中,因此其在某些食品包裝中的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎對(duì)待。
本研究結(jié)果不僅為不同食品包裝材料在實(shí)際應(yīng)用中的安全性評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù),也為食品包裝材料的選擇和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。為確保食品安全,建議在高油脂含量的食品包裝中優(yōu)先使用具有較好阻隔性能的材料,如PET,以降低抗氧化劑遷移對(duì)食品的潛在影響。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化檢測(cè)方法,并擴(kuò)展對(duì)其他類型食品包裝材料和添加劑的研究,以全面提升食品包裝安全管理水平。
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