楊益 徐凱揚(yáng)

蘇州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院 江蘇蘇州 215000

1 兒童食品復(fù)合包裝隱患及檢測

兒童食品安全一直是社會(huì)焦點(diǎn)問題，除了兒童食品本身，其包裝材料的安全也不能忽視。近年來，中央電視臺(tái)《每周質(zhì)量報(bào)告》報(bào)道了毒奶粉袋事件，甘肅省定西縣某包裝廠生產(chǎn)的奶粉袋苯溶劑殘留超出國家標(biāo)準(zhǔn)10 倍多，被媒體形容將奶粉裝進(jìn)了“毒口袋”。兒童食品包裝袋大多為復(fù)合包裝（紙/塑、塑/塑、紙/鋁/塑），作為復(fù)合包裝主要的安全隱患及檢測項(xiàng)目，苯類溶劑殘留問題一直是科研院所和檢測機(jī)構(gòu)研究的重點(diǎn)[1-2]。

食品包裝袋的苯類溶劑殘留主要來源于印刷、復(fù)合工藝中油墨及溶劑，世界各國對(duì)于食品包裝袋苯類溶劑殘留量的限定情況各不相同，目前的趨勢(shì)是要求苯類溶劑不得檢出。我國包裝制造行業(yè)仍以苯類油墨為主，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10005-1998 規(guī)定：苯類溶劑殘留量≤3mg/m2（現(xiàn)已作廢）；2006 年國家質(zhì)檢總局發(fā)布的《食品用塑料包裝、容器、工具等制品生產(chǎn)許可審查細(xì)則》規(guī)定：苯類溶劑殘留量≤2mg/m2（現(xiàn)已作廢）；2018 年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布了《塑料食品包裝、容器、工具等產(chǎn)品生產(chǎn)許可證審核細(xì)則》規(guī)定：苯類溶劑殘留量≤0.5mg/m2（現(xiàn)行有效）；現(xiàn)行的復(fù)合膜、袋國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10004-2008 則規(guī)定：苯類溶劑不得檢出（檢出限0.01mg/m2）?？梢钥吹?，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于食品包裝袋苯類溶劑殘留的要求逐步提高，從各地產(chǎn)品質(zhì)量檢測情況看，該指標(biāo)不合格率一直高于同類產(chǎn)品的其他食品安全檢測指標(biāo)，近年來一直有企業(yè)的產(chǎn)品該指標(biāo)超標(biāo)[3]。

2 近紅外領(lǐng)域研究

近紅外，是人們首次發(fā)現(xiàn)的非可見光譜。由于物質(zhì)在該區(qū)域，倍頻和合頻吸收信號(hào)微弱，譜帶重疊，分析復(fù)雜，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，近一個(gè)半世紀(jì)以來，近紅外光譜一直沒有得到有效應(yīng)用。20 世紀(jì)80 年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)字儀器分析和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，在光譜信息提取和背景干擾抑制方面取得了長足的進(jìn)步，進(jìn)入90 年代，近紅外光譜分析技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開，在石油化工、制藥、醫(yī)學(xué)臨床、農(nóng)業(yè)、食品檢測、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。太陽光大概將近50%的能量都集中在近紅外區(qū)域，所以基于近紅外材料的敏化太陽能電池顯得尤為重要。另外，鑒于近紅外光能夠深層地穿透生物組織，利用近紅外材料進(jìn)行標(biāo)記或者生物成像具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著近紅外領(lǐng)域的研究深入和其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，特別是光通訊、公共安全、國防科技、醫(yī)療器材、夜視跟蹤定位等高科技領(lǐng)域需求的增加，具有良好近紅外發(fā)光性能的材料具有良好的發(fā)展前景。鑒于有機(jī)發(fā)光材料成本低、合成工藝簡單、有機(jī)生色團(tuán)易于修飾、結(jié)構(gòu)可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，基于有機(jī)分子近紅外發(fā)光材料的合成及其應(yīng)用研究已引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注[4]。

3 兒童食品包裝中溶劑殘留檢測及快速識(shí)別

紅外顯微成像技術(shù)是一種快速、無損、綠色的檢測技術(shù)，具有高精度、高靈敏度、圖譜集成、微觀區(qū)域化、可視化等優(yōu)點(diǎn)。它是了解復(fù)雜物質(zhì)空間分布和分子組成的有力手段。本文采用紅外顯微成像系統(tǒng)作為測試工具以溶劑殘留，特別是苯類溶劑為研究對(duì)象，對(duì)兒童食品包裝袋中苯類溶劑殘留以及殘留溶劑識(shí)別開展了定性及定量研究。本文分析了苯、甲苯、二甲苯等溶劑的紅外顯微圖像特征，研究結(jié)果得到了苯、甲苯、二甲苯主要分子結(jié)構(gòu)及其在紅外譜區(qū)的特征吸收峰，為該技術(shù)用于表面滴加苯、甲苯、二甲苯溶液的兒童食品包裝袋的研究提供了依據(jù)。對(duì)表面滴加單一組分溶劑的兒童食品包裝袋的研究結(jié)果表明，隨著苯和二甲苯濃度的降低，其特征吸收峰數(shù)依次減少，特征吸收峰數(shù)依次增加，結(jié)果表明，隨著兩種溶劑濃度的降低，兒童食品包裝袋的成分和含水量對(duì)檢測的干擾程度增大，導(dǎo)致紅外顯微成像技術(shù)的檢測靈敏度降低，相關(guān)圖像的分析結(jié)果可以方便、快速地獲取苯、甲苯、二甲苯在兒童食品包裝袋中分布信息及差異。在單一組分溶劑研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行兒童食品包裝袋滴加混合溶劑的研究。在滴加3 種濃度以及不同比例苯和二甲苯混合溶液兒童食品包裝袋的紅外譜圖及二階導(dǎo)數(shù)譜上均檢測到了苯和二甲苯的共同存在。且隨著混合溶劑濃度的降低，特征吸收峰的總數(shù)量依次減少；并且隨著混合溶劑中苯比例的增加，苯特征吸收峰的數(shù)量逐漸增多，二甲苯特征吸收峰的數(shù)量逐漸減少。上述分析證實(shí)了紅外顯微成像技術(shù)在溶劑殘留的應(yīng)用領(lǐng)域中較為靈敏。在不同種類的兒童食品包裝袋對(duì)檢測產(chǎn)生的影響的探討中可知：包裝材料含水量的不同對(duì)檢測有顯著影響，當(dāng)含水量過高或者過低時(shí)檢測效果都不好，當(dāng)相對(duì)含水量為5%左右時(shí)檢測效果較好；兒童食品包裝袋的顏色對(duì)檢測有一定的影響，但具體影響不確定，尚有待于深入的研究；兒童食品包裝袋表面形態(tài)的差異對(duì)檢測有一定的影響，在較為平整的包裝上應(yīng)用效果較好，相反地，在褶皺較多的包裝上應(yīng)用效果相對(duì)較差。本文分別基于紅外顯微成像技術(shù)及衰減全反射紅外光譜技術(shù)建立了一種兒童食品包裝袋中溶劑殘留的定性與定量檢測技術(shù)。定性結(jié)果表明：隨著兒童食品包裝袋中摻入二甲苯比例的增加，歸屬于苯的特征吸收峰的數(shù)量不斷減少，峰強(qiáng)度不斷減弱；相反地，歸屬于二甲苯的特征吸收峰的數(shù)量逐漸增加，峰強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)。利用偏最小二乘法建立兒童食品包裝袋中摻入苯類溶劑的定量預(yù)測模型并進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合外部檢驗(yàn)集對(duì)模型的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。定量結(jié)果表明，衰減全反射紅外技術(shù)能準(zhǔn)確測定兒童食品包裝袋中苯溶劑殘留量。通過離群點(diǎn)診斷、光譜預(yù)處理和模型參數(shù)優(yōu)化，提高了模型的預(yù)測精度。模型的決定系數(shù)R2（%）為99.24，校正集的均方根誤差RMSEC 為0.43，交叉驗(yàn)證的均方根誤差RMSECV 為0.78，預(yù)測集的均方根誤差RMSEP 為0.73。本研究為兒童食品包裝中殘留溶劑的快速檢測和鑒別提供了一種新方法，利用紅外顯微成像技術(shù)和衰減全反射紅外光譜技術(shù)，為殘留溶劑的定性定量檢測奠定了基礎(chǔ)，為高選擇性、高效率的開發(fā)提供了依據(jù)。快速、環(huán)保的殘留溶劑分析新技術(shù)本文提出了一種新的思路和可靠的應(yīng)用研究[5]。

4 結(jié)語

目前國家標(biāo)準(zhǔn)采用氣相色譜儀測試苯類溶劑殘留，程序相對(duì)復(fù)雜、檢測時(shí)間較長，本文采用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜，按照不同的檢測要求，進(jìn)行快速分析、篩選問題樣品，最終建立一套方便快捷、高效準(zhǔn)確的分析方法，適合大中型生產(chǎn)企業(yè)及質(zhì)檢機(jī)構(gòu)多批次快速測定。本文對(duì)影響兒童身體健康的產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行深入研究，深化對(duì)食品包裝產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)檢測方法和檢測設(shè)備的研究，更加快速、準(zhǔn)確的獲得檢測結(jié)果，健全食品包裝檢驗(yàn)檢測體系，保障食品包裝質(zhì)量安全市場準(zhǔn)入制度的順利實(shí)施，提高質(zhì)檢系統(tǒng)檢驗(yàn)人員的技術(shù)能力，支撐質(zhì)檢部門全面承擔(dān)起食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的監(jiān)管責(zé)任。