董 靜, 楊昭穎, 余麗波, 戴麗雪, 卜丹丹, 雷思佳, 陳冬東, 彭 濤

（中國檢驗檢疫科學研究院, 北京 100176）

高錳酸鉀消耗量作為食品接觸材料及制品衛(wèi)生和安全性的重要考察指標之一, 反映了食品接觸材料中可遷移到浸泡液中并被高錳酸鉀氧化的水溶性有機物的總和[1-5］。多種因素均可導致高錳酸鉀消耗量超標, 如溶劑殘留、表層油墨印刷殘留、粘合劑、穩(wěn)定劑、塑料的添加劑游離析出物等[6］。這些有機物溶出轉移至食品中可能對人體健康造成危害, 導致內分泌系統(tǒng)失調, 影響生殖、發(fā)育等機能。因此, 實驗室檢測食品接觸材料時高錳酸鉀的消耗量對于保障消費者的健康安全有至關重要的參考作用。目前, 我國食品安全國家標準已對食品接觸用的多種材料的高錳酸鉀消耗量做出了限定要求, GB 4806. 6-2016[7］中規(guī)定食品接觸用塑料樹脂的限值為10 mg/kg, GB 4806. 7-2016[8］中規(guī)定食品接觸用塑料材料及制品的限值為10 mg/kg, GB 4806. 8-2016[9］規(guī)定食品接觸用紙和紙板材料及制品的限值為40 mg/kg。國外標準對于食品接觸材料的高錳酸鉀消耗量也有類似規(guī)定, 如韓國食品器具、容器、包裝標準與規(guī)范[10］, 日本食品衛(wèi)生法規(guī)[11］（Japan Food Sanitation Law）, 美國食品藥品管理局[12］（Food and Drug Administration）對此均有規(guī)定。面對日趨完善的食品接觸材料衛(wèi)生標準體系, 掌握高錳酸鉀消耗量測定的技術要求, 做好合規(guī)性判定, 是檢測實驗室能力的重要工作。

能力驗證是指利用實驗室間比對, 按照預先制定的相關準則評價參加者的能力[13］, 是識別實驗室存在的問題, 促進實驗室質量管理體系維護與改進的重要技術手段[14］。因此, 為幫助實驗室持續(xù)完善和提高對食品接觸用塑料材料及制品中高錳酸鉀消耗量的檢測能力和技術水平, 識別和掌握在儀器設備自動化程度快速發(fā)展時代檢測人員的基本能力, 中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心組織了相關能力驗證活動, 并對此次能力驗證活動的實施及應用評價進行分析匯總, 以期為推動相關檢測能力提升, 發(fā)揮能力驗證在檢驗檢測機構技術能力監(jiān)督及監(jiān)管部門規(guī)范檢驗檢測市場方面提供有效技術支持與參考。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

VC III ECO鼓風干燥箱（艾利特生命科學（上海）有限公司）；HWS-26型電熱恒溫水浴鍋（上海一恒科學儀器有限公司）；DL-1封閉電爐（上海本亭儀器有限公司）；10 mL滴定管（北京玻璃集團公司）；250 mL錐形瓶（北京玻璃集團公司）。

硫酸、高錳酸鉀（分析純, 國藥集團化學試劑有限公司）；高錳酸鉀標準滴定溶液（c（1/5KMnO4）=0. 01 mol/L, 上海安譜實驗科技股份有限公司）；草酸標準溶液（c（1/2H2C2O4）=0. 01 mol/L, 壇墨質檢科技股份有限公司）。

棕色塑料包裝瓶樣品通過聯系供應商與廠家進行定制生產, 規(guī)格為250 mL, 共制備500個。

1.2 實驗方法

1.2.1 遷移實驗樣品采樣方法、試樣的清洗及試樣的遷移實驗預處理方法參照國家標準GB 5009. 156-2016[15］進行操作。按參試指導書要求, 取預期接觸食品的接觸面作為測試面, 無需清洗, 采用灌裝法加入包裝容量要求的液體量（250 mL）, 70℃浸泡液（蒸餾水）浸泡樣品, 于70℃下浸泡6 h, 進行一次遷移實驗。

1.2.2 樣品測定方法實驗用錐形瓶的處理及遷移浸泡液的滴定依據GB 31604. 2-2016[16］《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 高錳酸鉀消耗量的測定》進行, 取100 mL水放入250 mL錐形瓶中, 加入5 mL硫酸（硫酸∶水的體積比為1∶2, 下同）、0. 04%高錳酸鉀溶液5 mL, 煮沸5 min, 倒去, 用水沖洗錐形瓶備用。準確吸取100 mL水浸泡液（可根據實際情況調整取樣量）于處理過的250 mL錐形瓶中, 加5 mL硫酸及10. 0 mL高錳酸鉀標準滴定溶液（0. 01 mol/L）, 再加玻璃珠2粒, 準確煮沸5 min后, 趁熱加入10. 0 mL草酸標準滴定溶液（0. 01 mol/L）, 再以高錳酸鉀標準滴定溶液（0. 01 mol/L）滴定至微紅色, 并在0. 5 min內不褪色, 記錄最后的高錳酸鉀標準滴定溶液的滴定量。另取100 mL水做試劑空白實驗。

1.2.3 計算公式為保證能力驗證參與實驗室在相同且唯一的檢測條件下進行實驗, 減少計算誤差, 檢測項目不折算面積, 統(tǒng)一按能力驗證預先設定公式（1）計算：

式中X（mg/L）為試樣的高錳酸鉀消耗量；V1（mL）為試樣浸泡液滴定時消耗高錳酸鉀溶液的體積；V2（mL）為試劑空白滴定時消耗的高錳酸鉀溶液的體積；V3（mL）為測定用浸泡液的體積；c（mol/L）為高錳酸鉀標準滴定溶液的實際濃度；31. 6（mg）為與1. 00 mL的高錳酸鉀標準滴定溶液[c（1/5KMnO4）=1. 000 mol/L］相當的高錳酸鉀的質量。

1.2.4 均勻性及穩(wěn)定性檢驗均勻性檢驗判定依據JJF 1343-2012[17］《標準物質定值的通用原則及統(tǒng)計學原理》中瓶間均勻性評估法, 從分裝好的樣品中隨機抽取30份樣品, 依據GB 31604. 2-2016[16］食品接觸材料及制品中高錳酸鉀消耗量項目進行檢測, 對樣品的均勻性進行評估。

依據CNAS-GL003：2018[18］《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》, 通過將各批次的6份樣品分別送往海南以及黑龍江再運回模擬樣品的運輸條件, 進行運輸穩(wěn)定性實驗, 通過t檢驗法對樣品的運輸穩(wěn)定性進行檢驗。通過能力驗證實施期間的均勻性、運輸穩(wěn)定性檢驗數據和結果回收后的數據統(tǒng)計情況, 按準則進行長期穩(wěn)定性檢驗。

2 能力驗證實施

2.1 樣品發(fā)放

本計劃制備了Ⅰ、Ⅱ共2組水平的樣品, 樣品用氣泡袋包裝, 放入快遞紙箱中。樣品標識貼于氣泡包裝袋上, 編號為“21-Wxxx”, 每個樣品標識的“xxx”均不同, 為3個隨機數字, 且均具有唯一性。樣品常溫運輸, 到達實驗室后, 常溫保存。能力驗證樣品采用分發(fā)的方式, 快遞發(fā)放到各實驗室。包裝清單含4個棕色塑料食品包裝瓶及參試指導書1份。

根據模型結果和上述分析發(fā)現，三大城市群因不同影響因素的作用，呈現出不同的居民生活用電模式。產業(yè)結構對京津冀城市群城鎮(zhèn)生活用電更明顯，呈現出“產業(yè)結構主導型”城鎮(zhèn)居民用電模式;人口因素對長三角城市群城鎮(zhèn)居民生活用電更重要，呈現出明顯的“人口主導型”城鎮(zhèn)居民用電模式;可支配收入對珠三角城市群城鎮(zhèn)居民生活用電的影響更突出，呈現出“收入主導型”城鎮(zhèn)居民用電模式。

2.2 保密及防數據串通措施

每個參加實驗室賦予一個唯一性代碼, 在能力驗證實施過程中, 凡說明參加者的檢測結果和能力評價時均以代碼表示, 避免泄露實驗室數據及信息。能力驗證采用兩組水平樣品, 對各實驗室單濃度隨機發(fā)放, 防止實施過程中的數據串通。

2.3 結果評價原則

參加者的能力驗證結果, 按下式計算z比分數（z值）進行評價：

式中, x為參加者能力驗證結果；X為指定值；σ為能力評定標準差。以下列準則評價參加者的結果：∣z∣≤2. 0表明“滿意”, 無需采取進一步措施；2. 0＜∣z∣＜3. 0表明結果“可疑”, 產生警戒信號；∣z∣≥3. 0表明“不滿意”, 產生措施信號。

3 結果與討論

3.1 遷移條件設定

考慮到GB 4806. 7-2016[8］《食品安全國家標準 食品接觸用塑料材料及制品》標準要求的60℃水浸泡2 h, 與本次能力驗證樣品預期使用條件不一致, 不能滿足GB 31604. 1-2015[19］《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則》“3. 4”中“遷移試驗條件應盡可能反映實際使用條件, 在可預見的使用情形下應選擇最嚴苛的試驗條件（如最高使用溫度和/或最長使用時間）；在尚無法確定使用時間和溫度的情形下應選擇有科學證據支持的最嚴苛的測試溫度和時間”的要求。結合日常檢測工作中的實際樣品情況及本次能力驗證樣品預期最極端接觸溫度條件和遷移試驗溫度條件要求, 對檢測項目遷移浸泡液獲取方式進行統(tǒng)一規(guī)定, 選擇70℃下浸泡6 h為固定遷移條件進行一次遷移實驗, 以便于數據的回收統(tǒng)計及比較。

3.2 均勻性與穩(wěn)定性實驗

3.2.1 樣品均勻性評估一般情況下, 能力驗證樣品的制備多采用F檢驗進行均勻性判定, 其為樣品間方差與樣品內方差的比較, 涉及重復性?？紤]到該項目檢測要求一次使用整個樣品, 無法在同一樣品內進行重復測定, 因此選擇評價樣品的瓶間均勻性。依據JJF 1343-2012[17］“4. 3. 5瓶間均勻性評估方法”, 將抽樣樣品的方差與測量方法的精密度進行比較。若抽樣樣品的方差小于測量方法的精密度, 則表明樣品間無顯著性差異, 樣品是均勻的, 可以進行樣品發(fā)送。依據GB 31604. 2-2016[16］, 精密度應滿足在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不超過算術平均值的20%。樣品均勻性結果見表1。

表1 均勻性檢驗結果Table 1 The results of homogeneity test

3.2.2 樣品穩(wěn)定性評估依據t檢驗法[18］進行模擬運輸條件下穩(wěn)定性數據評估, 公式如下：

式中, x1為均勻性檢驗結果的總平均值；x2為運輸穩(wěn)定性檢驗結果的總平均值；S1為均勻性檢驗結果的標準偏差；S2為運輸穩(wěn)定性檢驗結果的標準偏差；n1為均勻性檢驗測量的測量次數；n2為運輸穩(wěn)定性檢驗測量的測量次數。1～6為寄往海南樣品, 7～12為寄往黑龍江樣品。若t＜顯著性水平α（通常α=0. 05）自由度為n1+n2-2的臨界值tα(n1+n2-2), 則兩個平均值之間無顯著性差異。樣品穩(wěn)定性檢驗結果如表2所示。

表2 穩(wěn)定性檢驗結果Table 2 The results of stable test

3.3 能力驗證結果

3.3.1 參加者范圍該次能力驗證共有30個?。ㄗ灾螀^(qū)）、直轄市的192家實驗室參加（表3）。主要包括各省市海關技術中心、市場監(jiān)管實驗室（中心或所）、疾病預防控制中心以及第三方檢測機構（表4）。

表3 參加實驗室地域分布情況Table 3 Geographical distribution of participating laboratories

表4 參與機構類型分布Table 4 Types of participating institutions

圖1 實驗室結果分布情況Fig. 1 Distribution of laboratory results

采用穩(wěn)?。≧obust）統(tǒng)計技術算法A確定指定值和能力評定標準差, 即采用穩(wěn)健統(tǒng)計的穩(wěn)健平均值作為指定值, 穩(wěn)健標準差作為能力評定標準差。指定值的不確定度計算公式為：

式中, S*為能力評定標準差；p為參加實驗室的數量。有關統(tǒng)計量的意義及相關計算方法參見CNAS-GL002：2018[21］《能力驗證結果的統(tǒng)計處理和能力評價指南》。表5給出了檢測結果統(tǒng)計量匯總情況。

表5 檢測結果統(tǒng)計量匯總Table 5 Summary of test results statistics

3.3.3 回收數據的總體情況分析按照z比分數進行結果評價, 192家實驗室中有179家獲得滿意結果, 滿意率為93. 2%；12家實驗室結果為不滿意, 占6. 3%；1家實驗室結果為可疑, 占0. 5%。

3.4 可能影響檢測結果的原因分析

參加實驗室均采用GB 31604. 2-2016[16］方法進行檢測。其中結果不滿意實驗室應開展自查自糾, 包括實驗操作、樣品處理、標準品和儀器設備等方面。結果可疑實驗室內可能存在質量管理體系漏洞, 應引起足夠重視, 及時采取彌補措施。通過仔細分析檢測方法的實驗過程及各實驗室提交的原始記錄, 發(fā)現有如下幾個方面因素可能影響實驗結果。

3.4.1 實驗設備、器皿的影響由于實驗室是在酸性條件下對食品接觸材料及制品中遷移出的能被氧化的水溶性有機物的含量進行測定, 因此實驗過程涉及的器皿需按GB 31604. 2-2016[16］檢測標準進行處理, 避免器皿表面可能附著的還原性污染物干擾實驗過程及結果。實驗過程均需使用檢定校準過的設備、器皿。

3.4.2 標準物質的影響應使用性狀穩(wěn)定、在有效期限內, 濃度滿足要求的有證標準溶液或準確標定的標準溶液, 超過有效期限的標準溶液需進行驗證后使用。標準溶液制備時的溫度變化會導致其濃度變化, 所以在不同的環(huán)境溫度下制備標準溶液時, 需按照相關標準進行補正。

3.4.3 遷移條件的影響準確量取預先升溫至70℃的浸泡液進行遷移實驗, 避免浸泡液升溫過程較長帶來的遷移量誤差；準確控制遷移溫度, 待溫度達到要求后開始計時（6 h）。溫度、時間對可溶出有機物質遷移量的結果影響較大, 遷移量可隨時間、溫度的減少而降低, 反之遷移量增大[22］。

3.4.4 加熱時間、溫度的影響煮沸過程應先在較高溫度下使樣液反應徹底并盡快沸騰, 控制蒸發(fā)損失, 避免高錳酸鉀加熱導致分解；隨后轉低溫使其保持微沸狀態(tài), 降低沸騰損失, 嚴格控制加熱時間, 保證準確煮沸5 min。

3.4.5 滴定過程的影響滴定前, 加入草酸標準溶液時, 應保證反應過程高錳酸鉀為過量加入, 試樣液體為紫色, 否則需對浸泡液進行稀釋處理。草酸標準溶液易揮發(fā)分解, 加入時溫度過高, 可能會造成檢測結果偏低；而溫度過低時加入, 可能導致草酸標準溶液與高錳酸鉀標準溶液反應不充分, 造成檢測結果偏低。實驗過程需趁熱進行滴定, 在防止草酸標準溶液分解的同時控制合適的時間、溫度, 有效保證氧化還原反應進行。達到滴定終點時溶液溫度不應低于50℃。高錳酸鉀標準溶液滴定時的終點較不穩(wěn)定, 樣品溶液0. 5 min內不褪色可認為完成滴定[23］。

滴定開始時速度不宜過快, 在保證樣液內高錳酸鉀紫色褪去后再繼續(xù)滴加, 滴定中期可稍快滴加, 但應避免滴定過快導致未充分反應的高錳酸鉀標準溶液產生分解。臨近終點, 應逐滴加入, 滴定至終點后, 應等待1～2 min, 使附著在內壁的滴定液流下后再讀數。高錳酸鉀標準溶液顏色較深, 凹液面最低點不便讀取, 進行滴定管讀數時應該注意眼睛的位置與液面最高處在同一水平面上, 避免誤差。

3.4.6 空白的影響需進行空白實驗, 且檢測用純水需與實驗用水為同批新純水, 實驗條件、試劑及實驗時間應保持一致, 同時空白和樣品滴定終點淡紅色應一致[24］, 避免實驗誤差。

3.4.7 其 它影響檢測結果準確性的因素還有檢測人員、儀器設備及其條件設置、環(huán)境條件、試劑材料等, 實驗室在檢測過程中應進行核查, 以確保這些因素得到合理有效的控制。最后, 實驗室應注意對參試指導書的解讀, 按要求反饋檢測結果。

4 結 論

本次能力驗證的實施能在一定程度上反映目前相關領域實驗室對食品接觸材料中高錳酸鉀消耗量項目的檢測水平, 參加實驗室的結果滿意率為93. 2%, 總體結果較好, 能夠為監(jiān)管部門規(guī)范檢驗檢測市場提供有效的技術支持。個別實驗室出現的不滿意結果也可通過本次能力驗證進行分析核查, 加強相關領域的檢測能力, 提升及把控檢驗檢測機構技術水平。本研究充分發(fā)揮了能力驗證在檢驗檢測機構技術能力監(jiān)督和質量提升中的作用。