一种生物基食品包装材料的安全性评价方法

1.本发明属于生物基食品包装材料的研究领域，涉及一种生物基食品包装材料的安全性评价方法。


背景技术：

2.精美的食品产品离不开包装，食品安全更离不开包装。随着生活水平的不断提高，人们对食品产品的要求越来越高，各种食品包装产品涌入市场。然而食品包装带给人们方便快捷的同时，也带来了许多食品安全隐患。近些年来，食品包装引发的食品安全事件层出不穷，白酒塑料容器塑化剂严重超标，聚氯乙烯保鲜膜致癌物质及婴儿奶包装油墨污染等等，接二连三的食品包装安全问题直击消费者内心。
3.目前生物基塑料餐盒在人们日常生活中屡见不鲜，无论大中小型餐饮店、还是各种外卖食品，生物基塑料餐盒都是必不可少的食品包装，盛放新烹调的热菜，或者餐后剩余饭菜连同包装一起储存，甚至二次加热，生物基塑料餐盒中的塑化剂会在食品存放过程中发生迁移，其安全性值得关注。
4.本发明选择生物基食品包装材料为研究对象对其安全性进行了评价。本发明研究结果可为邻苯二甲酸酯在食品体系中的迁移提供一定的理论基础，对于消费者选择和规范使用塑料生物基食品包装材料具有重要的指导意义和社会价值。


技术实现要素：

5.针对以上研究方法需求和领域空白，本发明选择生物基食品包装材料为研究对象，首先建立了生物基塑料餐盒中邻苯二甲酸酯类物质的提取方法，优化后的最佳萃取溶剂为正己烷，萃取温度为70℃，萃取时间为3min。结合国标中的gc-ms检测方法，建立了生物基塑料餐盒中邻苯二甲酸酯类物质的定量检测方法，方法的检出限(lod)为2ng/g，定量限(loq)为6.7ng/g。4种生物基食品包装材料中主要检测到邻苯二甲酸二丁酯(dbp)和邻苯二甲酸二异丁酯(dibp)两种塑化剂，其中聚丙烯材质的生物基食品包装材料中dibp和dbp的含量最高，分别为1.5mg/kg和2.4mg/kg，但含量均在国标允许的添加范围内。
6.进一步研究了生物基塑料餐盒中dibp和dbp在蒸馏水、3％乙酸、10％乙醇、异辛烷四种模拟液中不同温度(4℃、25℃、40℃、60℃)下的迁移规律。结果表明，模拟液的种类对邻苯二甲酸酯类物质的迁移量影响很大，因为邻苯二甲酸酯属于脂溶性物质，所以在异辛烷模拟液中dibp、dbp的迁移量明显高于其他三种模拟液；浸泡温度的高低与迁移量大小成正比。
7.本发明旨在首次为生物基食品包装材料在使用中的安全性评价奠定了基础，对于改善食品包装材料质量与安全的健康发展具有重要意义。为食品危害物质的评价开辟了新的途径，并有望拓展创新性和先进性的食品安全分析方法和研究理念，对于进一步严格对生物及包装材料中的危害物质的监测与管控具有重要的先导意义。
8.本发明提供的具体技术方案是：
9.一种生物基食品包装材料安全性评价，包括如下步骤：
10.(a)优化建立了四种模拟液中邻苯二甲酸酯类的液液萃取方法；
11.(b)选择dibp、dbp为研究对象，研究了常见贮存温度下生物基食品包装材料中邻苯二甲酸酯类的迁移规律。
12.进一步，所述步骤(a)优化建立了四种模拟液中邻苯二甲酸酯类的液液萃取方法：
13.(1)邻苯二甲酸酯类提取前的处理：生物基食品包装材料经搅拌机粉粹后，准确称取1.0g(精确至1mg)，用滤纸包裹置入萃取池(选择66ml的萃取池)；设定静态萃取时间，萃取压力，萃取温度，萃取溶剂，氮气吹扫时间，吹扫体积，静态循环次数相关参数进行萃取。
14.(2)邻苯二甲酸酯类的液液萃取：萃取结束后，将收集瓶中的萃取液倒入100ml的圆底烧瓶中，在40℃条件下旋蒸以除去萃取溶剂。当剩余2ml左右液体时，停止旋蒸，将剩余溶剂转移至10ml玻璃容量瓶中，将圆底烧瓶用相同的萃取溶剂润洗三次，合并润洗液至玻璃容量瓶中，采用萃取溶剂定容至10ml，摇匀。将容量瓶中的液体倒入玻璃离心管中，10000r/min离心5min，取上清液待gc-ms分析。
15.进一步，所述步骤(1)萃取压力为1500psi、静态萃取时间为3min、冲洗体积为60％、静态循环2次、氮气吹扫时间为120sec、萃取温度为70℃，提取2次。
16.进一步，所述步骤(b)选择dibp、dbp为研究对象，研究常见贮存温度下生物基食品包装材料中邻苯二甲酸酯类的迁移规律过程如下：
17.(1)食品模拟液的前处理：将模拟液倒入25ml具塞玻璃离心管中，选取正己烷为萃取溶剂，按照模拟液与萃取溶剂4:1的比例，加3ml正己烷，于涡旋振荡器上以2500r/min的转速震荡5min，震荡结束后静置分层，将上层清液转移至10ml容量瓶；再次向模拟液中添加正己烷，进行二次萃取，将两次上层清液合并，加入正己烷定容至10ml。
18.(2)不同温度条件下样品的浸泡：采用单面浸泡的方式，将实验材料分别浸泡在蒸馏水、3％乙酸、10％乙醇、异辛烷四中模拟液中，研究在不同温度下，餐盒原材料中的邻苯二甲酸酯类物质随着接触时间的变化而变化的规律，测定模拟液中邻苯二甲酸酯类的含量。
19.(3)迁移率的计算：首先根据gc-ms得到的数据，计算出各邻苯二甲酸类物质的含量，计算公式如下：
[0020][0021]
x：目标分析物的迁移量，单位为mg/kg；
[0022]
c：经gc-ms检测所得到的目标分析物浓度，单位为mg/l；
[0023]
v：浸泡液的体积，单位为l；
[0024]
s：样品与迁移装置的接触面积，单位为dm2；
[0025]
6：欧盟指令2002/72/ec中规定1mg/kg＝6mg/dm2；
[0026]
最终的迁移实验结果要以迁移率来表示，即迁移百分比，邻苯二甲酸类物质在模拟液中的含量(a1)与餐盒中邻苯二甲酸类物质的含量(a2)的比值：
[0027]
[0028]
上式中，a1：迁移终止时模拟液中邻苯二甲酸类物质含量，mg/kg；
[0029]
a2：餐盒原材料中邻苯二甲酸类物质的含量，mg/kg。
[0030]
进一步，步骤(1)中所述正己烷的添加量为3ml。
[0031]
进一步，步骤(2)中所述设置了4个温度条件，分别为4℃、25℃、40℃、60℃。
[0032]
本发明以生物基食品包装材料为研究对象，优化了邻苯二甲酸酯类物质在其中的萃取条件，可为消费者在考虑餐盒安全性时提供一些数据支持；其次，以生物基食品包装材料为迁移材料，研究了不同种类模拟物在各个温度下的迁移规律，为进一步研究食品接触材料中邻苯二甲酸酯类物质在食品体系中的迁移规律奠定了基础。本发明的有益效果在于：
[0033]
(1)本发明所进行的一种生物基食品包装材料的安全性评价，优化了邻苯二甲酸酯类的快速溶剂萃取条件，优化三种模拟液的液液萃取条件。有效简化了预处理步骤，能够实现对塑化剂的检测开辟了新的途径。
[0034]
(2)在安全性评价的过程中采用食品模拟体系(蒸馏水、3％乙酸、10％乙醇、正己烷、异辛烷)对paes的迁移规律进行研究。有望拓展创新性和先进性的生物基食品包装材料分析方法和研究理念，对于进一步严格对食品包装材料中的危害物质的监测与管控和推动基在食品安全和人类健康科学中的应用具有重要的先导意义。
[0035]
(3)本发明各物质的量的选择合理，均为实验过程中经详细对比、分析和优化得出的最佳实验条件，所得到的评价最为客观。
附图说明：
[0036]
图1：萃取溶剂对提取效率的影响
[0037]
图2：萃取温度对萃取效率的影响
[0038]
图3：萃取时间对萃取效率的影响
[0039]
图4：dibp，dbp从生物基食品包装材料到模拟液中的迁移：4℃(a，b)；25℃(c，d)；40℃(e，f)；60℃(g，h)。
具体实施方式
[0040]
为了使本发明上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
[0041]
实施例1
[0042]
一种生物基食品包装材料的安全性评价方法
[0043]
(1)优化建立了四种模拟液中邻苯二甲酸酯类的液液萃取方法。
[0044]
选用快速溶剂萃取仪(ase300)对生物基食品包装材料中的邻苯二甲酸酯类物质进行提取，具体步骤：生物基食品包装餐盒经搅拌机粉粹后，准确称取1.0g(精确至1mg)，用滤纸包裹置入萃取池(选择66ml的萃取池)；设定萃取温度70℃、静态萃取时间3min、萃取压力1500psi、静态循环2次、冲洗体积为60％、氮气吹扫时间为120sec。萃取结束后，将收集瓶中的萃取液倒入100ml的圆底烧瓶中，在40℃条件下旋蒸以除去萃取溶剂。当剩余2ml左右液体时，停止旋蒸，将剩余溶剂转移至10ml玻璃容量瓶中，将圆底烧瓶用相同的萃取溶剂润洗三次，合并润洗液至玻璃容量瓶中，采用萃取溶剂定容至10ml，摇匀。将容量瓶中的液体
倒入玻璃离心管中，10000r/min离心5min，取上清液待gc-ms分析。
[0045]
(2)选择dibp、dbp为研究对象，研究了常见贮存温度下生物基食品包装材料中邻苯二甲酸酯类的迁移规律。
[0046]
食品模拟液的前处理：将模拟液倒入25ml具塞玻璃离心管中，选取正己烷为萃取溶剂，按照模拟液与萃取溶剂4:1的比例，加3ml正己烷，于涡旋振荡器上以2500r/min的转速震荡5min，震荡结束后静置分层，将上层清液转移至10ml容量瓶；再次向模拟液中添加3ml正己烷，进行二次萃取，将两次上层清液合并，正己烷定容至10ml。
[0047]
采用单面浸泡的方式，将实验材料分别浸泡在蒸馏水、3％乙酸、10％乙醇、异辛烷四中模拟液中，研究在4℃下，餐盒原材料中的邻苯二甲酸酯类物质随着接触时间的变化而变化的规律，测定模拟液中邻苯二甲酸酯类的含量。
[0048]
实施例2
[0049]
一种生物基食品包装材料的安全性评价方法，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于实验温度为25℃。
[0050]
实施例3
[0051]
一种生物基食品包装材料的安全性评价方法，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于实验温度为40℃。
[0052]
实施例4
[0053]
一种生物基食品包装材料的安全性评价方法，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于实验温度为60℃。
[0054]
图1为萃取溶剂对提取效率的影响，表明正己烷对目标物具有更好的萃取效果。
[0055]
图2为萃取温度对萃取效率的影响，表明当萃取温度为70℃时，萃取效果最佳。
[0056]
图3为萃取时间对萃取效率的影响，表明当萃取时间为6分钟时已经达到了最佳的萃取效果。
[0057]
图4为dibp，dbp从生物基食品包装材料到模拟液中的迁移：4℃(a，b)；25℃(c，d)；40℃(e，f)；60℃(g，h)。
[0058]
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。