1 引 言

聚丙烯腈-苯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(AS/ABS) 產品作為食品接觸材料被廣泛應用, 在 AS/ABS 食品接觸 材料中均是聚丙烯腈類材料, 還會添加一些助劑可能殘留 一些腈類化合物等會遷移到食品中, 國標食品接觸材料的 標準 GB 4806.6-2016 《食品安全國家標準 食品接觸用塑 料樹脂》對 AS、ABS 產品中丙烯腈和 1, 3-丁二烯特定遷 移量要求不得檢出, 2016 年新國標實施, 國家標準 GB 31604.17-2016規定了食品接觸材料制品中丙烯腈含量和 遷移量的測定方法, 對丙烯腈特定遷移限量并加以管控, 腈類化合物主要會引起呼吸道刺激、呼吸加快、頭痛甚至 昏迷和呼吸心跳停止而死亡。基于菲克擴散定律的原理, 建立腈類化合物遷移模型可預測其遷移量, 避免了進行遷 移實驗所需要大量的人力和物力。隨著消費者生活水平的 提高, 對在食品接觸材料中腈類化合物遷移量安全性進行 風險評估是非常有意義的。我國針對食品接觸材料遷移模 型和風險評估方面的研究相對滯后, 因此建立食品接觸材 料 AS 和 ABS 中腈類化合物特定遷移量模型和風險評估數 學模型迫在眉睫。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

儀器: Agilent 7890A 氣相色譜儀和頂空進樣器(美國 安捷倫科技公司); ML204電子天平(感量0.1 mg, 瑞士特勒 -托利多公司); 精宏DHG-9240A 電熱鼓風干燥箱(上海精宏實驗 設備有限公司)。 標準品: 乙腈(純度＞99.0%, 德國 Dr. Enrenstorfer GmbH 公司); 丙烯腈和丙腈標準物質(純度＞99.0%, 美國 AccuStandard, Inc 公司), 純度均大于 99.0%, 上述均帶證 書。用 N, N-二甲基乙酰胺稀釋定容, 得到母液的濃度均為 1000 mg/L, 分別取上述母液依次配制 0.25、0.5、1、2、3、 4、5 mg/L 系列標準溶液。 溶劑: 乙醇、N, N-二甲基乙酰胺、橄欖油、異辛烷和 冰乙酸 (色譜純, 美國天地公司); 氯化鈉 (分析純, 國藥 集團化學試劑有限公司)。

2.2 氣相色譜條件

色譜柱: DB-WAX (30 m×0.32 mm, 0.25 μm)毛細管柱; 載氣: N2; 載氣流速: 1.0 mL/min; 進樣口: 溫度 200 ℃, 進 樣量 1 mL, 分流比 5:1; 柱溫: 40 ℃, 保持 6 min, 以 10 ℃/min 升至 200 ℃, 保持 3 min, 氮磷檢測器溫度: 250 ℃; 氫氣流量 3 mL/min; 空氣流量: 60 mL/min。頂空 條件: 樣品平衡時間 30 min; 頂空瓶溫度 80 ℃; 傳輸線溫 度 100 ℃; 壓力平衡時間 1 min 進樣時間 1 min。

2.3 實驗方法

稱取 1.0 g(精確至 0.001 g)樣品于 20mL 頂空瓶中, 然 后加入 5 mLN, N-二基乙酰胺溶劑, 平行制樣二份, 溶解 4 h 后, 然后氣相色譜中測定。 根據食品接觸材料預期使用條件 , 按 照 GB5009.156-2016《食品安全國家標準 食品接觸材料及制 品遷移試驗預處理方法通則》和 GB31604.1-2015《食品安 全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則》的要求 從遷移實驗中獲取, 準確量取遷移實驗中得到的水基食品 模擬物 5.0 mL 到頂空瓶中, 加入 100 µL 的 N, N-二甲基乙 酰胺于頂空瓶中, 加蓋密封, 混合均勻后, 于氣相色譜平行測定。

3 結果與討論

本次研究共有 20 批次食品接觸材料產品, 食品接觸 材料產品類別包括聚丙烯腈-苯乙烯 (polyacrylonitrilestyrene, AS)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(polyacrylonitrilebutadiene-styrene, ABS)等, 聚丙烯腈-苯乙烯(AS)產品 10 批次和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)10 批次, 按試驗方 法進行分析, 2 次檢出腈類化合物, 考慮到聚丙烯腈-苯乙 烯 AS 中腈類化合物更容易遷移到食品模擬物中去, 本次 遷移實驗采用 AS 材質食品接觸材料產品來研究食品接 觸材料產品中腈類化合物在水基模擬物中遷移模型和風 險評估。選擇 AS 材質陽性食品接觸材料, 分別選取水、4%乙酸、10%乙醇、20%乙醇、50%乙醇、異辛烷和橄欖油等作 為模擬物, 按照 2.2 和 2.3 試驗方法測定。乙醇模擬物與高分 子聚合物親和力越強, 3 種腈類化合物越容易遷移到食品 模擬物中去, 特別當乙醇模擬物濃度 50%時 3 種腈類化合 物遷移量急劇增大, AS 食品接觸材料中 3 種腈類化合物遷 移量在水模擬物測定條件下方法靈敏度高, 選用提取水作 為食品模擬物模型來研究 AS 食品接觸材料中 3 種腈類化 合物在不同接觸時間和接觸溫度下的遷移模型。

4 結 論

利用頂空氣相色譜法來檢測 AS/ABS 產品中乙 腈、丙烯腈和丙腈等 3 種腈類化合物遷移量。分別考察食 品模擬物(水、4%乙酸、10%乙醇、20%乙醇、50%乙醇、 異辛烷和橄欖油模擬物)、遷移溫度(20、40℃、70℃)及時 間(0.5、1、2、8、24、72、120 和 240 h)對遷移的影響對 AS/ABS 產品中 3 種腈類化合物遷移量的遷移情況進行研 究。得以下結論: 獲得了 AS/ABS 產品中 3 種腈類化合物 遷移量規律的影響因素, 得出模擬條件如溫度和接觸時間 對腈類化合物的遷移率影響很大; 通過本研究得出: 建立 腈類化合物在不同溫度下向水中遷移模型, 根據遷移模型 初步確定擴散系數 Dp 值, 70 ℃時丙烯腈擴散系數是其它 溫度的 32.5~3.25×103 倍, 丙腈擴散系數是其它溫度的 60.8~2.56×103倍, 水中丙烯腈和丙腈 Ap 范圍值為 7.9~14.1, 相同模擬條件下, 丙腈的特征參數 Ap 比丙烯腈的特征參 數 Ap 大, 丙烯腈和丙腈化合物活化能 Ea 分別為 133.86 和 134.07 KJ/moL。



 

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