概述

食品包裝容器中的有害重金屬鉛、鎘、砷、銻、汞、錫等，向食品的遷移會造成食品污染進(jìn)而危害到人體健康。

本文主要研究食品包裝容器在不同的環(huán)境條件（不同模擬物、不同溫度、不同pH）下，其中鉛、鎘、砷、銻、錫、汞的遷移情況。

一、方案背景

玻璃瓶和陶瓷瓶是常見的食品包裝容器。玻璃瓶生產(chǎn)原料主要有石英砂、尾砂、長石、純堿、方解石等，因此其主要組成成分有二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈉、氧化鈣，次要成分有氧化鉀、氧化鎂、氧化鐵等。同時(shí)，在玻璃的生產(chǎn)過程中，會用到澄清劑或者助劑，其均是砷、銻的化合物。同時(shí)為了增加玻璃的比重，提高玻璃折射率，使玻璃具有特殊的光澤與良好的電性能，往往會在玻璃中加入氧化鉛。

陶瓷包裝材料在制作過程中會添加一些金屬氧化物來幫助陶瓷容器的坯體在較低的溫度下熔融或著色。這些物質(zhì)的加入不可避免就會帶來食品安全隱患，這些元素一旦有微量析出到玻璃表面，進(jìn)而遷移至盛裝的產(chǎn)品中將會對人體有害。

而酒類產(chǎn)品含有大量的有機(jī)酸，在酒類產(chǎn)品的存放過程中，包裝容器中金屬氧化物會不可避免地溶出，鉛、鎘、砷、銻、錫、汞等的溶出，會給我們的健康造成一定的傷害。

二、方案原理

通過對包裝容器在不同條件下測定溶出量，分析各影響因素，以評價(jià)包裝容器的使用安全性，同時(shí)通過研究重金屬的遷移行為，系統(tǒng)分析酒類產(chǎn)品在存放過程中重金屬的含量變化情況。

遷移實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是模擬材料與食品接觸的過程，國際上普遍用一定的化學(xué)試劑來模擬食品，這種化學(xué)試劑就稱為“食品模擬物”。為了便于模擬，通常將食品分為4種類型，即非酸性、酸性、含醇及油脂類食品，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分別用水、體積分?jǐn)?shù)為4%的乙酸、體積分?jǐn)?shù)為20%或65%的乙醇和正己烷來模擬非酸性、酸性、含醇類及油脂類食品。

影響遷移試驗(yàn)的主要因素除食品模擬物外，便是遷移試驗(yàn)所選擇的包裝材料和食品模擬物接觸的時(shí)間與溫度。因此，為了尋找影響重金屬析出遷移量的主要因素，以食品模擬物、酸度、浸泡溫度以及浸泡時(shí)間，分別研究各實(shí)驗(yàn)條件對遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

三、方案具體介紹

1、儀器與試劑

原子吸收光譜儀；熒光光譜儀；電子天平；微波快速消解系統(tǒng)及配套趕酸裝置；超純水機(jī)；恒溫培養(yǎng)箱；粉碎機(jī)；水浴鍋；電熱恒溫干燥箱。鉛、鎘、砷、銻、錫、汞的單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心)；冰乙酸、檸檬酸、無水乙醇為分析純；水為超純水機(jī)制備一級水。

2、樣品的制備

用弱堿性洗滌劑將試樣清洗干凈。然后用自來水反復(fù)沖洗，再用一級水漂洗干凈。注意：經(jīng)清洗干凈后的試樣浸泡面不得用手觸摸。用浸泡液溶液注至離口邊緣5 mm 處，在一定的浸泡條件下，用滿足要求器皿將試樣遮蓋，以防溶液蒸發(fā)。然后用符合要求的玻璃棒將萃取液攪拌均勻（攪拌時(shí)應(yīng)避免萃取液的損失），然后將混勻后的萃取液移入容器中保存。

3、儀器條件

鉛的儀器參數(shù)：波長283.3nm，通帶0.2nm，燃?xì)饬髁?.0L/min，燃燒器高度7mm；

鎘的儀器參數(shù)：波長228.8nm，通帶0.5nm，燃?xì)饬髁?.2L/min，燃燒器高度7mm；

砷、銻、錫、汞的儀器參數(shù)：主氣流量600mL/min，輔氣流量800mL/min，積分時(shí)間5S，主泵轉(zhuǎn)速100rpm。

四、結(jié)果與討論

1、樣品的一致性

雖然取樣的同等規(guī)格包裝容器均是同一批樣品，但也可能會存在玻璃瓶、陶瓷瓶之間的個(gè)體差異性。因此，以750mL陶瓷瓶1為對象，隨機(jī)抽取3個(gè)，以相同的浸泡條件（4%乙酸溶液22℃室溫條件下，浸泡24h），檢測其重金屬的遷移量。

同一規(guī)格的玻璃瓶、陶瓷瓶中重金屬遷移量稍有差異。因此，后續(xù)遷移試驗(yàn)將以3批次同一規(guī)格玻璃瓶，取其平均值來進(jìn)行。

2、玻璃瓶、陶瓷瓶中鉛、鎘、砷、銻、錫、汞遷移量

以125mL玻璃瓶1、500 mL玻璃瓶2、750mL陶瓷瓶1、500mL陶瓷瓶2為研究對象，按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法，分別以4%乙酸溶液在22℃室溫條件下，浸泡24h，檢測其中各元素的溶出量。

各種玻璃瓶、陶瓷瓶中均有一定量砷、銻、錫的溶出，其中500 mL玻璃瓶2中的銻溶出量最高，125mL玻璃瓶1中的砷、錫溶出量均最高。對照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24694-2009《玻璃容器 白酒瓶》、QB/T 4254-2011《陶瓷酒瓶》以及GB19778-2005《包裝玻璃容器 鉛、鎘、砷、銻溶出允許限量》中溶出允許限量要求，所用的玻璃瓶、陶瓷瓶中溶出量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溶出允許限量要求。

3、玻璃瓶、陶瓷瓶中重金屬遷移的影響因素

（1）不同食品模擬物

食品模擬物作為模擬食品的媒介，應(yīng)能使遷移試驗(yàn)更好地反映食品與食品接觸材料接觸的真實(shí)情況，應(yīng)能代表不同類型的食品，從而最大程度地模擬真實(shí)食品在可預(yù)見的使用條件下所表現(xiàn)的遷移特性，為研究食品接觸材料中有毒有害物質(zhì)的遷移情況提供真實(shí)可靠的途徑。

同時(shí)，不同食品模擬物存在著不同的遷移水平，選擇較為簡單的、但又能精確地反映產(chǎn)品特性的食品模擬物。以125mL玻璃瓶1為研究對象，分別以水、4%乙酸溶液、50%的乙醇溶液作為食品模擬物，在其他相同的浸泡條件下（22℃室溫，浸泡24h），檢測其中重金屬的遷移量。

在4%乙酸溶液介質(zhì)下，砷、銻、錫重金屬的遷移量均是最大值，汞的含量太低，相對于水、乙醇介質(zhì)，在乙酸介質(zhì)下，重金屬的溶出量最多，這也正說明國家標(biāo)準(zhǔn)方法上采用4%乙酸溶液進(jìn)行。

同時(shí)分別以不同濃度的乙醇溶液，在相同的條件下浸泡，檢測其中重金屬的遷移量。

在以水為浸泡液介質(zhì)下，各重金屬的溶出量均最高。隨著乙醇濃度的增加，砷、銻的溶出量均有降低的趨勢，而錫在35%乙醇溶液中溶出量最低。這與一些文獻(xiàn)報(bào)道的一致，即溶液含有乙醇時(shí)，會形成低溶解度的鹽類沉淀沉積在釉(玻璃)表面，從而會降低玻璃的腐蝕，進(jìn)而降低重金屬的溶出。當(dāng)然，溶出量的高低還受到很多因素的影響，如溶液的PH、外界溫度、光照等等。

（2）不同乙酸濃度

以500mL玻璃瓶為研究對象，分別以不同的乙酸濃度，1%乙酸（pH2.7）、4%乙酸（pH2.4）、10%乙酸（pH2.2）、40%乙酸（pH1.9）浸泡，在其他相同條件下，檢測其重金屬遷移量的變化情況。

（3）浸泡時(shí)間

以500mL玻璃瓶為對象，使用4%的乙酸溶液浸泡，分別浸泡不同時(shí)間，在其他相同條件下，檢測其中重金屬的遷移量。

隨著浸泡時(shí)間的不斷延長，各重金屬遷移量也隨之升高。500 mL玻璃瓶（精白料）中銻的遷移量，浸泡時(shí)間第5天銻的遷移量是第1天的近5倍。

（4）浸泡溫度

以520mL玻璃瓶為對象，使用4%的乙酸溶液浸泡，分別浸泡不同溫度，在其他相同條件下，檢測其中重金屬的遷移量。

隨著浸泡溫度的升高，容器中重金屬的遷移量也隨之升高。溫度的升高加快了溶出速率，使氫離子(或水合氫離子)與陶瓷中重金屬離子的離子交換反應(yīng)加速，進(jìn)而加快了重金屬遷移速率。

4、酒類產(chǎn)品中重金屬含量變化

食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762-2012《食品中污染物限量》中，只對酒類中鉛有限量的要求（即蒸餾酒、黃酒除外的酒類限量是0.2mg/L），而其他重金屬沒有規(guī)定其限量。

以酒類產(chǎn)品125mL酒1、500mL酒2、750mL酒3為對象，在不同環(huán)境條件下，連續(xù)跟蹤檢測其中重金屬鉛、鎘、砷、銻、汞、錫的含量，對比其中各含量的變化，以評價(jià)與酒體直接接觸包裝容器的遷移風(fēng)險(xiǎn)。

除了500mL酒2中銻的含量變化較大外，其它的變化并不顯著，其中500 mL酒2中砷、銻含量，以及750 mL酒3中砷含量較高。但是總體上，酒類產(chǎn)品中重金屬的含量還是比較低。總之，酒類產(chǎn)品在存放過程中重金屬的含量較低。

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