董 犇，黎梓城，鄭建國，劉中勇，陳 勝,4，李 丹，林勤保，鐘懷寧,4,

（1.廣州海關技術中心，國家食品接觸材料檢測重點實驗室（廣東），廣東廣州 510623；2.中國檢驗認證集團廣東有限公司，廣東廣州 510623；3.暨南大學，包裝工程研究所，產品包裝與物流廣東普通高校重點實驗室，廣東珠海 519070；4.中國食品接觸材料可持續(xù)發(fā)展工作組，廣東廣州 510070）

食品安全越來越受到廣大消費者的重視，食品接觸材料的安全性是其中的一個非常重要的環(huán)節(jié)[1]。食品接觸材料與被包裝或接觸的食品之間通過吸收、溶解、擴散等途徑相互交換，可能影響食品風味及可接受性，產生毒性，危害消費者健康。在投放市場之前，任何用于食品接觸用途的材料或制品都必須進行遷移測試[2]，并將從接觸材料中遷移出的物質進行準確的識別和定量分析。然后，將所檢出物質及其遷移量與相關法規(guī)中允許使用的物質列表和限值進行比較和安全評估。食品接觸材料遷移出物質除了有來自各種添加劑和原料之類的有意添加物（Intentionally Added Substance，IAS）之外，還有許多是非有意添加物（Non-Intentionally Added Substance，NIAS）[3?5]，其主要來源包括聚合物的降解產物、單體的殘留雜質、反應過程中的副產物和生產過程中引入的污染物等[6?9]。這些非有意添加物可能為有害物質，或因缺乏毒理學信息和風險評估而未被批準使用，為了確保食品安全，來自食品接觸材料的NIAS必須被有效分析和安全評估，以符合食品接觸材料框架性安全標準對NIAS管理的要求[2]。

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）廣泛用于飲料瓶、纖維、薄膜等領域[10]，尤其是碳酸飲料、礦泉水、食用油等產品所用包裝物幾乎都是PET瓶[10?12]。伴隨著日益嚴重的塑料污染問題和2020新版限塑令的實施，再生利用作為一個核心解決方案而備受重視，尤其是對于產量和消費量巨大的PET食品包裝瓶，如果能夠在消費后再回收，并用于生產食品接觸材料，將是實現再生PET高價值循環(huán)利用，實現塑料食品接觸材料可持續(xù)發(fā)展的重大突破。然而不符合安全標準的再生PET制品用于包裝食品極易帶來安全風險問題。研究表明再生PET材料中污染物來源主要有混入的少量聚醋酸乙烯酯和聚氯乙烯以及粘合劑等產生的乙酸等有機酸[10,13?15]、殘留的水分[16]、有色污染物、醛類化合物[17]和因不當使用而殘留的洗滌劑和殺蟲劑等外來物[18]。此外，也有文獻報道了再生PET在清洗、回收和加工過程中受熱和光等因素影響會導致材料中的添加劑等化合物發(fā)生降解[19]。當含有上述物質的再生PET用于食品接觸材料時，可能會遷移到食品中，從而威脅消費者的身體健康。歐盟食品接觸材料生產GMP法規(guī)EC 2023/200規(guī)定了從源頭開始，再生PET必須滿足一系列安全指標要求才可用于制造食品包裝[20?21]。相對于歐美發(fā)達國家，國內對再生PET材料用于食品接觸材料的研究正處在起步階段，在安全標準和政府監(jiān)管層面，由于擔心再生PET的食品安全風險，迄今并未允許再生PET用于食品接觸材料生產。而對于食品接觸用再生PET材料中的IAS和NIAS等物質的分析檢測尚未見有報道，也無關于再生PET中NIAS/IAS測定的規(guī)范標準或方法。方法和監(jiān)測數據的缺失導致難于開展食品接觸用PET的風險評估和風險管理工作，因此，亟需開展食品接觸用再生PET材料中NIAS/IAS檢測方法的相關研究。

由于再生PET食品接觸材料中NIAS來源復雜，遷移水平低且相當數量是未知的物質，在缺乏完整化學物質結構數據庫、質譜譜圖數據庫以及標準物等情況下，對這些物質的鑒定和定量測定一直是食品接觸材料安全分析所面臨的重大技術挑戰(zhàn)[22]。本文主要通過非靶向篩查的方法對食品接觸用再生PET制品在不同遷移條件下的食品模擬物進行檢測，對檢出的物質通過半定量的方法進行定量，并依據GB 9685-2016[23]等相關法規(guī)以及基于毒理學關注閾值（Threshold of toxicological concern，TTC）法進行符合性及安全性評估[24]，選擇基于再生PET制備的杯子、圓盒和方盒等成品樣品作為研究對象，使用頂空-氣質聯用（HS-GC/MS）、氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）和液相-四級桿飛行時間高分辨質譜（LCQTOF）等分析技術對遷移出來的揮發(fā)性物質、半揮發(fā)性物質和不揮發(fā)性物質進行鑒定、定量分析和安全評估，以期為食品接觸用再生PET材料的分析檢測、風險評估、標準制修訂和風險管理工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

再生PET杯子（底部直徑6.2 cm×高12.0 cm×口部直徑12.0 cm）、再生PET方盒（長15.5 cm×寬11.2 cm×高5.2 cm）、再生PET圓盒（底部直徑13.5 cm×高9.0 cm×口部直徑16.5 cm）等成品樣品 是同一批次的樣品，是由某再生PET公司提供；固體標準物質需配制成標準儲備液和標準工作標準溶液。

1290-6546液相色譜-串聯高分辨飛行時間質譜儀、5975C-7890B氣質聯用色譜儀、5975C-7890B氣質聯用色譜儀（配備G6500-CTC頂空進樣裝置）

美國Agilent公司；ME204電子分析天平 瑞士Mettler Toledo公司；Milli-Q超純水發(fā)生器 美國Millipore公司；AS-7240BT超聲波發(fā)生器 天津奧特賽恩斯公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 遷移實驗方法 按照GB 31604.1-2015進行遷移實驗[25]，具體條件如表1所示，考慮樣品杯子預期接觸的食品主要是水和酒，依據遷移試驗條件選擇要求，以及嚴苛測試的原則，選擇50%乙醇和95%乙醇作為食品模擬物；接觸條件則分別選擇70 ℃和2 h，以及40 ℃和10 d進行遷移試驗。而方盒和圓盒最嚴格的使用條件是承裝熱的含油脂的熟食，依據遷移試驗條件選擇原則，應選用95%、100 ℃或回流溫度和2 h的實驗條件，但在實際實驗中，從安全角度考慮，95%乙醇的最高實驗溫度不得超過60 ℃，因此初始條件就調整為95%乙醇作為食品模擬物在60 ℃和2 h的條件下進行實驗；并進一步選擇相對嚴苛的實驗條件（40 ℃和10 d）進行實驗。為便于與樣品杯子進行對比，也使用50%乙醇作為食品模擬物在40 ℃和10 d的條件下進行實驗。

表 1 遷移實驗條件Table 1 Migration test conditions

1.2.2 浸泡液前處理方法 揮發(fā)性化合物：對于50%乙醇樣品，取5 mL溶液直接頂空上機；對于95%乙醇樣品，因安全問題不能直接頂空上機測試，需使用蒸餾水稀釋成50%乙醇后再上機測試。半揮發(fā)性化合物：對于50%乙醇樣品：加入氯化鈉和二氯甲烷，振蕩后靜置5 min。取下層有機相至試管中氮吹濃縮至近干，使用二氯甲烷復溶，離心取上清液定容至1.0 mL，上機測試；對于95%乙醇樣品：量取適量溶液至分液漏斗，加入超純水、氯化鈉和二氯甲烷，振蕩后靜置5 min。取下層有機相至試管中氮吹濃縮至近干，使用二氯甲烷復溶后，離心取上清液定容至1.0 mL，上機測試。不揮發(fā)性化合物：遷移后的溶液離心，取上清液定容至1.0 mL，上機測試。

1.2.3 色譜條件

1.2.3.1 頂空氣質聯用質譜儀（HS-GC/MS）條件 對于揮發(fā)性物質采用HS-GC/MS測試，具體儀器條件為頂空加熱溫度85 ℃；加熱時間1 h；進樣針溫度100 ℃；進樣體積1 μL；程序升溫的始溫度35 ℃ 保持12 min，10 ℃/min至100 ℃保持0 min；20 ℃/min至250 ℃保持2 min；進樣口溫度280 ℃；進樣模式為分流進樣，分流比2:1；色譜柱是DB-5MS 30 m×250 μm×0.25 μm；采集模式為全掃描模式；掃描范圍20~800 m/z；閾值150。

1.2.3.2 氣質聯用質譜儀（GC-MS）條件 對于半揮發(fā)性物質采用氣質聯用質譜儀（GC-MS）測試，具體儀器條件為不分流進樣；進樣體積：0.1 μL；程序升溫：初始溫度40 ℃保持1 min，5 ℃/min to 315 ℃保持8 min；進樣口溫度280 ℃；色譜柱DB-5MS 30 m×250 μm×0.25 μm；全掃描采集模式；掃描范圍為20~800 m/z；閾值150。

1.2.3.3 液質四極桿飛行時間高分辨質譜儀（LCQTOF）條件 對于不揮發(fā)性物質采用LC-QTOF的DDA模式測試，具體儀器條件為流動相：A相：0.1%甲酸水，B相：乙腈；洗脫梯度：0~1.5 min，5%B；1.5~15 min，5%~40%B；15~25 min，40%~98%B；25~32 min，98%B；柱溫40 ℃；進樣量3 μL；全一級離子掃描與全二級離子掃描，正負離子模式；掃描范圍一級離子，50~1100 m/z；二級離子，20~800 m/z；二級離子碰撞能量是10、20和40 eV。

1.2.4 定性和定量方法 所有樣品在每一個遷移實驗條件下平行測定三次，取三次測試均出現的化合物進行分析。對LC-QTOF的測試數據，未知化合物通過Agilent MassHunter Qualitative Analysis 軟件進行分析。通過實驗室自建食品接觸材料數據庫使用非靶向篩查的方法根據軟件的“化合物發(fā)現”和“鑒別”功能篩選出候選分子式，通過與未知化合物的測試譜圖信息進行了比較分析，理論碎片和實驗碎片之間的匹配程度是確認未化合物的關鍵因素。對于GCMS的測試數據，通過Agilent MassHunter和NIST數據庫進行測試和鑒別。能否對未知化合物做出準確的鑒別高度依賴于研究人員對樣品材質和添加劑所擁有的知識和經驗。

檢出物質的定量是通過半定量的方法進行。標準品盡可能選擇與待定量化合物物理化學性質相近且不與待定量化合物發(fā)生化學反應的物質。本文半定量測試選擇油酸乙酯、鄰苯二甲酸丁基芐酯（BBPD4）和對苯二甲酸作為內標物，在半定量時選擇與內標物結構或性質相近的一種物質進行半定量。

1.2.5 遷移量的計算 遷移量是指從食品接觸材料及制品中遷移到與之接觸的食品模擬物中的待測物質的質量，以每千克食品模擬物中遷移物的毫克數（mg/kg）表示。樣品杯子預期接觸食品的面積和體積分別為2.59 dm2（S2）和0.42 kg（V4）；實際測試時，樣品杯子中加入0.2 L（V1）的95%乙醇作為食品模擬物，此時對應的面積是1.37 dm2（S1）。按照40oC和10 d的條件置于事先設定好溫度的烘箱中進行遷移實驗。不揮發(fā)性物質的前處理按照1.2.2進行，V2和V3的體積都是1 mL。按照1.2.3.3的方法條件上機測試，根據1.2.4的方法進行定性和定量，得到檢出物質的濃度C（單位mg/L），根據遷移實驗中使用的食品模擬物的體積和測試試樣與食品模擬物的檢出面積，通過下面的公式換算得到檢出化合物的遷移量。

式中：X表示遷移量，單位mg/kg；C表示樣品檢出物質的濃度，單位mg/L；V1表示樣品浸泡體積，單位L；V2表示樣品測定用浸泡液體積，單位L；V3表示樣品測定用浸泡液定容體積，單位L；V4表示預期或實際使用中接觸的質量，單位kg；S1試樣與浸泡液接觸的面積，單位dm2；S2試樣預期接觸食品的面積，單位dm2。

1.3 安全評估

1.3.1 符合性評估方法 符合性評估是通過與安全物質列表比較來進行，將檢出的化合物在GB 9685-2016《食品接觸塑料材料及制品允許使用添加劑標準》進行檢索，檢查化合物是否在國家安全標準允許使用的物質列表內列出，以及是否符合安全標準中相關規(guī)范性要求[23]。

1.3.2 安全性評估方法 對于在GB 9685-2016中沒有列出的化學物質，則參考歐盟規(guī)定的食品接觸材料暴露評估方法來開展安全性評估，即假定一個60 kg體重的成年人，每天攝入1 kg含目標化合物的食品接觸材料所包裝的食品（暴露量=1 kg×最大遷移量（mg/kg））。

對于濃度較低且缺乏明確毒理學數據的化學物質，按照通用的TTC方法對目標化學物質進行評估[26?27]。根據聯合國糧農組織（JECFA）頒布的《食品中化學物風險評估原則和方法》（人民衛(wèi)生出版社編譯，2012）中的規(guī)定，對于濃度較低且缺乏明確毒理學數據的化學物質，按化合物結構的不同[28?29]，利用歐洲化學品局建立的Toxtree軟件將它們分為CramerⅠ類、Ⅱ類和Ⅲ類[30]，并賦予相應的安全暴露閾值，只要人體暴露量低于相應的閾值，則該化合物對人體健康產生危害的可能性較低[31]。其中，Cramer Ⅰ類屬于化學結構簡單，代謝途徑明確，經口毒性很低的化合物，對應的安全暴露閾值為1.8 mg/人/d。Cramer Ⅱ類屬于化學結構介于Ⅰ類和Ⅲ類之間，屬于中等毒性化合物；對應的安全暴露閾值為0.54 mg/人/天。Cramer Ⅲ類[32]屬于化學結構復雜，可能具有明顯毒性或活性功能基團的化學物質；對應的安全暴露閾值為0.09 mg/人/d。如果超過安全暴露閾值, 則需要對該化學物質進行進一步毒理學評價或個案評估。

2 結果與分析

2.1 篩查結果

對于揮發(fā)性化合物，三個樣品在使用50%乙醇為食品模擬物，在70 ℃和2 h以及40 ℃和10 d的實驗條件下，浸泡液按照1.2.2處理后進行測試，扣除空白后未發(fā)現需要關注的化合物；當使用95%乙醇作為食品模擬物時，在60 ℃和2 h以及40 ℃和10 d的實驗條件下，浸泡液按照1.2.2處理后進行測試，扣除空白后也未發(fā)現需要關注的化合物。

對于半揮發(fā)性化合物，首先使用50%乙醇作為食品模擬物，在70 ℃和2 h的遷移條件進行實驗，浸泡液按照1.2.2處理后進行測試，扣除空白未發(fā)現需要關注的化合物；基于遷移實驗規(guī)定的嚴苛測試原則，進一步選擇不同的模擬物和接觸條件進行測試，使用95%乙醇作為食品模擬物，在60 ℃遷移2 h進行遷移實驗，扣除空白也未發(fā)現需要關注的化合物；使用50%乙醇作為模擬物，在40 ℃條件下，延長遷移實驗時間至10 d，按相同方法處理后上機測試，三個樣品扣除空白后仍然未發(fā)現需要關注的化合物；而當使用95%乙醇作為模擬物，在40 ℃條件下，延長實驗時間至10 d，三個樣品都檢出了油酸甲酯和亞油酸甲酯（表2），其中油酸甲酯化合物用作表面活性基礎原料、塑料增塑劑、抗水劑和樹脂的韌化劑，是一種IAS[33]；而亞油酸甲酯可能是制備或再生過程中引入的污染物，是一種NIAS。而樣品方盒也檢出了棕櫚酸甲酯，該化合物常用作用作乳化劑、濕潤劑、穩(wěn)定劑及增塑劑的中間體[34]，可能也是一種IAS。

表 2 樣品中半揮發(fā)性化合物遷移量測試結果Table 2 Migration results of semi-volatile substances in the samples

由三個化合物的質譜圖可知，三個化合物易于形成對應的分子離子峰（圖1），對于丟失-CH3或-OCH3形成的[M-15]或[M-31]的碎片峰，油酸甲酯和亞油酸甲酯則沒有形成（圖1a和1b），而棕櫚酸甲酯丟失-OCH3形成了[M-31]的碎片峰（圖1c）。亞油酸甲酯和棕櫚酸甲酯形成較多的M=28、M=41、M=55、M=81的碎片峰，這主要是由于化合物含有的雙鍵導致的；而油酸甲酯主要形成的是M=29、M=43、M=55、M=74等烷基的碎片峰。三個化合物與標準譜圖對比，主要碎片峰基本吻合，且主要碎片峰的相對豐度與標準譜庫中該化合物的碎片峰的相對豐度基本一致，表明定性結果較為可靠。

對于不揮發(fā)性化合物，當使用50%乙醇或95%乙醇作為食品模擬物，在60或70 ℃的溫度，2 h的遷移實驗條件下，按照前述處理方法處理后上機測試，扣除空白后未發(fā)現需要關注的化合物。當使用50%或95%乙醇作為模擬物，在40 ℃、10 d條件下，三個樣品都檢出了三乙二醇二異辛酸酯，如圖2a和表3所示，且在95%乙醇條件下檢出化合物的遷移量大于在50%乙醇條件下的。以上結果可能是由于三乙二醇二異辛酸酯在95%乙醇溶液中的溶解性更好。該化合物是溶劑型耐寒環(huán)保增塑劑，具有優(yōu)良的低溫性，耐久性，耐油性，耐紫外線照射和抗靜電性，因此，該化合物可能是一種IAS[35]。在40 ℃和10 d條件下，使用95%乙醇做模擬物時，三個樣品還都檢出了三甘醇辛酸癸酸酯（圖3b）和1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷（圖3c）兩個化合物[10,36]，前者是塑料工業(yè)中經常使用的表面活性劑，可能是IAS；后者是PET的原料對苯二甲酸和乙二醇的低聚物，是NIAS[11]。檢出的三個化合物的質譜圖如圖4所示，三乙二醇二異辛酸酯形成了[M+H]+離子峰，三甘醇辛酸癸酸酯形成了[M+NH4]+離子峰，而1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷形成了[M-H]?的負離子峰。通過數據處理軟件得到的上述三個化合物和譜庫中對應的化合物碎片峰匹配較好，上述結果表明樣品中檢出三種化合物的可靠性。

圖 1 亞油酸甲酯（a）、油酸甲酯（b）和棕櫚酸甲酯（c）三個化合物的質譜圖Fig.1 Mass spectrogram of methyl linoleate (a), methyl oleate(b) and methyl hexadecanoate (c)

圖 4 三乙二醇二異辛酸酯（a）、三甘醇辛酸癸酸酯（b）和1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷（c）三個化合物的質譜圖Fig.4 Mass spectrogram of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) (a), triethylene glycol caprate caprylate (b)and 1,2-bis-(4-carboxy-benzoyloxy)-ethane (c)

表 3 樣品中不揮發(fā)性化合物遷移量測試結果Table 3 Migration results of non-volatile substances in the samples

圖 2 杯子、方盒和圓盒樣品的不揮發(fā)性化合物遷移量的TIC圖（95%乙醇，40 ℃、10 d）Fig.2 TIC chromatogram of non-volatile compound migration of cup (a), box (b) and round box (c) samples (95% ethanol, 40 ℃, 10 d)

圖 3 三乙二醇二異辛酸酯（a）、三甘醇辛酸癸酸酯（b）和1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷（c）三個化合物的EIC圖Fig.3 EIC chromatogram of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) (a), triethylene glycol caprate-caprylate (b)and 1,2-bis-(4-carboxy-benzoyloxy) -ethane (c)

2.2 安全評估

在確認了篩查所得到未知化合物的名稱和遷移量等相關信息后，依據相關的法規(guī)或TTC法對所檢出的化合物進行安全風險評估[9]，具體包括，一是基于化學物質許可角度的符合性評估，二是基于TTC方法的暴露水平安全評估。

2.2.1 符合性評估 對所采集再生PET樣品開展遷移實驗，如表4所示，共檢出6個化合物，包括油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、三甘醇辛酸癸酸酯、1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷和三乙二醇二異辛酸酯，遷移量介于0.00197~0.0745 mg/kg之間，最高值為樣品杯子在40 ℃和10 d的條件下，使用95%乙醇做模擬物時，遷移出0.0745 mg/kg的三甘醇辛酸癸酸酯，對于有不同含量的化合物，本文中選取遷移量最高的數據進行評估。

表 4 TTC法對檢出化合物的安全評估Table 4 The safe assessment of the detected substances by the TTC method

將檢出的化合物在GB 9685-2016食品接觸塑料材料及制品允許使用添加劑標準進行檢索，發(fā)現這6個化合物均未在食品安全國家標準內列出，是未被允許使用的化合物。雖然檢出物質不屬于安全按標準允許物質，但這些化合物遷移量普遍較低，因此，還需要對檢出物質的來源進行進一步溯源分析，確認相關物質是在生產過程中主動添加的，還是生產過程中產生的。

2.2.2 安全評估 使用TTC法對檢出的6個化合物進行基于暴露水平下的安全評估，上述Cramer分類顯示所檢出化合物具有脂肪酸酯或芳香酸酯的結構，不具有基因毒性的官能團，屬于含氧的酯類化合物。使用Toxtree分類決策樹分析6個酯類化合物，均為Cramer Ⅰ類物質, 其對應的閾值為1.8 mg/人/d。而檢出化合物的最大遷移量范圍為0.00456~0.0745 mg/kg，結合歐盟暴露評估模型推到得到的暴露量大大低于安全暴露閾值1.8 mg/人/d。因此，這6個化合物對人體健康產生危害的可能性較低。

3 結論

利用LC-QTOF、GC-MS和HS-GC-MS建立的分析方法對再生PET杯子、方盒和圓盒三個樣品進行了非有意添加物/有意添加物遷移量的非靶向篩查。共篩查檢出了6個化合物，其中油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、三甘醇辛酸癸酸酯和三乙二醇二異辛酸酯4個化合物可能是IAS，亞油酸甲酯和1,2-雙-（4-羧基-苯甲?；?乙烷是NIAS。檢出的化合物均不在GB 9685-2016化學物質列表中，是未被允許使用的物質。依據TTC法進行安全評估，所檢出的化合物均為Cramer Ⅰ類物質，基于歐盟暴露評估模型推導的暴露量大大低于TTC安全暴露閾值1.8 mg/人/ d，對人體健康產生危害的可能性較低。