食品纸塑复合包装材料中有机污染物检测存在的问题及优化策略

摘 要：近些年，食品纸塑复合包装材料在食品包装领域得到了广泛应用，但其使用安全性问题一直是行业关注的热点。在纸塑复合包装材料生产加工过程中，会应用到多种类型的有机功能助剂，这些有机污染物可能会迁移到食品中，严重威胁消费者身体健康。因此，食品纸塑复合包装材料中有机污染物检测工作具有重要意义。本文阐述了食品纸塑复合包装材料性能特点，分析了当前有机污染物检测方面存在的问题，并对食品纸塑复合包装常见有机污染物，包括多氯联苯、酚类物质、2，4-二氨基甲苯以及挥发性化合物的检测方法的优化措施进行了综述，以供参考借鉴。

关键词：纸塑复合包装；多氯联苯；酚类；2，4-二氨基甲苯；挥发性有机物

Problems and Optimization Strategies for the Detection of Organic Pollutants in Food Paper-Plastic Composite Packaging Materials

FENG Jiawei

（Yongning County Product Quality Measurement Inspection and Testing Center， Yinchuan 750100， China）

Abstract： In recent years， food paper-plastic composite packaging materials have been widely used in the food packaging field， but its safety has been a hot issue in the industry. In the production and processing of paper-plastic composite packaging materials， many types of organic functional additives will be applied， and these organic pollutants may migrate to food， which will seriously threaten the health of the body. Therefore， it is of great significance to detect organic pollutants in food paper-plastic composite packaging materials. This paper describes the performance characteristics of food paper-plastic composite packaging materials， analyzes the current problems in the detection of organic pollutants， and summarizes the optimization measures for the detection of common organic pollutants in food paper-plastic composite packaging， including polychlorinated biphenyls， phenolic substances， 2，4-diamino-toluene and volatile organic compounds.

Keywords： paper-plastic composite packaging; polychlorinated biphenyls; phenols; 2，4-diamino-toluene; volatile organic compounds

近些年，食品工业快速发展，食品包装材料使用量越来越大，包装材料类型逐渐增多，如塑料包装、纸质包装、金属包装以及复合包装等。纸塑复合包装材料具有优异的阻隔性和机械性能，可用于快餐、牛奶包装盒等，是目前市场上生产和使用量增长最快的包装材料之一。然而，这类包装材料在生产和使用过程中可能引入有机污染物，如邻苯二甲酯、二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮等，消费者可能会摄入从包装材料迁移至食品中的污染物，对身体健康产生一定威胁。因此，如何有效检测并控制纸塑复合包装材料中的有机污染物成为食品安全监管的重要议题。

目前，有大量的研究人员开展了纸塑复合包装材料有机污染物检测的相关工作，检测方法、检测设备以及分析方法方面都取得了重大进步[1-2]。但在实际应用中，一些检测方法还存在前处理技术复杂、检测灵敏度低、检测周期长等问题。为了更好地保障食品安全，越来越多的研究人员开展纸塑复合包装材料有机污染物检测方法的优化研究。本文对现有研究成果进行梳理总结，希望能够为食品包装材料中有机污染物的检测提供更加可靠的技术支持。

1 食品纸塑复合包装材料及其性能

复合包装材料是将2种或2种以上不同类型的材料在特定的工艺条件下制成的高效、多层复合材料。食品纸塑复合包装包括阻隔层、热封层、印刷层，其中阻隔层主要采用铝箔、塑料等材料，热封层通常采用聚乙烯、聚丙烯等材料，印刷层则采用纸材料。复合包装材料能够充分发挥几种不同材料的优势及特点，进而扩大使用范围，提升经济效益。

食品纸塑复合包装材料具有以下几种性能。①阻隔性能：对湿气、氧气、油脂等具有良好的阻隔性，有效保持食品的质量和新鲜度。②机械强度：具有良好的耐撕裂、耐压缩、耐穿刺等特性。③良好的热封性能：通过热封技术牢固封合包装，防止内容物泄漏或外界污染物进入。④印刷性能：纸张层提供了优良的印刷表面，提升包装的美观性。⑤加工性能：纸塑复合材料通过多种工艺制备而成，如层压、涂布等，能够更好地满足不同食品的包装需求。

2 食品纸塑复合包装材料存在的问题

近些年，人们对食品纸塑复合包装材料的环保性、安全性提出了更高的要求，包装材料的安全问题也是行业面临的重要问题。2021年，国家市场监督管理总局对复合膜袋等食品相关产品进行了抽查，抽查了17个省（自治区、直辖市）120家企业不同批次的包装材料产品，重点对重金属（以Pb计）、溶剂残留量总量、苯类溶剂残留量、甲苯二胺（4%乙酸）、邻苯类增塑剂特定迁移量等13个项目进行了检验，其中溶剂残留量总量不合格。对于纸塑复合包装材料而言，有机污染物来源主要为内层材料、胶黏剂、印刷油墨等。常见的内层材料有聚乙烯、聚丙烯等；胶黏剂普遍为树脂类，如聚丙烯、聚氨酯等，而异氰酸酯是聚氨酯材料的主要成分之一，在生产过程中异氰酸酯会产生甲苯二异氯酸醋，水解后形成芳香胺，芳香胺具有一定的致癌性，对人体危害较大；内层材料中的添加剂、印刷油墨等材料会残留一些有机溶剂，当包装材料与食品接触时，随着时间的推移，这些有机溶剂会迁移到食品中，引发食品污染问题。

3 食品纸塑复合包装材料常见有机污染物及检测方法优化研究

3.1 多氯联苯检测方法优化

多氯联苯（Polychlorinated Biphenyls，PCBs）已被列为重要持久性有机污染物之一。PCBs主要来自于黏合剂、印刷油墨等，近些年，包装材料中的PCBs向食品中迁移引发了社会各界的重视。PCBs对人体具有极大的危害性，可损伤人体的皮肤组织、生殖系统、神经系统和免疫系统等，并且在一定的范围内，对人体的损伤程度与PCBs的浓度呈正相关。

李丹[3]研究了不同厚度纸塑复合包装材料中的PCBs在不同介质条件下的迁移行为，构建了PCBs的“有限包装—有限食品”迁移模型。优化实验研究中，以乙腈为萃取剂，萃取温度为80 ℃，萃取方式为静态萃取，萃取次数为2次，经硫酸磺化的样品过活化硅胶层析柱。结果显示，通过应用Ptx-5MS毛细管柱，能够对8种PCBs进行同时分析，检出限在0.018 3～0.038 0 μg·kg-1。但该检测方法存在前处理烦琐、应用大量有机溶剂等问题，还需要进一步优化。

针对该问题，徐华超等[4]以提升实验效率、减少有机溶剂使用以及提升经济性为目标，对萃取参数进行了优化。①萃取温度的优化：萃取温度直接影响溶剂的萃取能力和溶解能力，在一定范围内，提升萃取温度，会增强有机物的萃取能力，提升萃取效率，但萃取温度过高，对杂质的萃取效率也会增加，最终确定萃取温度为100 ℃。②萃取时间的优化：研究对比了不同萃取时间下的回收率，当萃取时间为5 min时，回收率为78.5%，当萃取时间为10 min，回收率为97.6%，萃取时间为20 min和

30 min时，回收率分别为98.2%和98.8%，最终确定萃取时间10 min最为适宜。该研究通过对萃取过程参数的不断优化，在确保良好精密度和检出限的同时，还大大提高了实验效率，保证了回收率，降低了实验成本。

3.2 酚类物质检测方法优化

对于食品纸塑复合包装材料，影响双酚A、苯酚迁移的因素有温度、时间和使用次数等。陈旭明等[5]采用液相色谱法测定塑料食品包装材料中壬基酚含量，以正己烷为萃取剂，色谱柱选用ZORBAX XDB-C18（150 mm×4.6 mm，5 μm），柱温为30 ℃，流速为1.0 mL·min-1，采用外标法定量，该方法检出限为0.055 mg·kg-1，回收率为90.0%～93.9%，相对标准偏差为2.12%～3.82%。但该方法在前处理技术方面存在一些不足之处，如前处理过程较为烦琐，使用大量的正己烷有机溶剂，环保性一般，并且回收率不高。为提高回收率，提升实验环保性，唐吉旺等[6]提出了一种基于固相萃取的高效液相色谱-串联质谱法测定食品包装材料中双酚A和壬基酚。该研究中，以二氯甲烷为提取剂，采用超声提取法替代传统的振动提取法，双酚A和壬基酚的提取量分别提高了67%和56%。

3.3 2，4-二氨基甲苯检测方法优化

纸塑复合包装材料中应用到大量胶黏剂，胶黏剂主要成分是甲苯二异氰酸酯，该材料稳定性较差，易水解成毒性大、具有致癌作用的2，4-二氨基甲苯。当前，各类检测方法标准中主要应用气相色谱法和气相色谱-质谱法对2，4-二氨基甲苯含量进行测定，但长期实践表明，这两种方法在使用中都存在一些问题。例如，在前处理过程中，需要经过繁杂的衍生化前处理，还会使用到大量的有机试剂，如二氯甲烷、七氟丁酸酐等，这类有机试剂不仅会对仪器设备产生不同程度的损害，检测人员长期接触这些试剂还会影响身体健康。因此，有必要对检测方法进行优化。

张延超等[7]建立了一种新的苯类有机污染物检测方法，具体操作包括将样品放置于蒸馏水中煮沸回流1 h，采用正离子扫描和多反应监测模式进行检测，应用外标法进行定量分析。研究结果表明，2，4-二氨基甲苯在1.0～100.0 ng·mL-1线性关系优异，相关系数r=0.999 9，检出限为10 ng·g-1。该方法检测速度快，操作步骤简单，无须复杂的衍生化前处理步骤，显著缩短了检测周期，降低了检测成本，大大降低了有机溶剂的使用量，具有一定的环保性。

3.4 挥发性化合物检测方法优化

在纸塑复合包装材料中，会应用到大量的油墨、溶剂等，这类物质中含有大量的挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs），如醇、酮、烷烃、脂类物质等。近些年，辐照技术在食品领域得到迅速发展，辐照技术能够杀死细菌，抑制食物腐烂，起到保鲜食品的作用。但在辐照过程中，高能电子束会同时作用于食品和食品包装材料，引起食品包装材料理化性能的改变，导致VOCs更容易释放。为此，需要加强对这些挥发性有机物的检测。

赵子青等[8]主要针对挥发性有机物的检测数据分析方法进行了优化。研究采用了顶空气相色谱-质谱法，并结合MS-DIAL软件对市面上19种复合包装材料中的VOCs进行检测。MS-DIAL软件用于对色谱图的解卷积及峰对齐进行定性分析，再结合正交偏最小二乘法判别分析（Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis，OPLS-DA）模型对材料辐照前后的VOCs组成进行分析，通过OPLS-DA模型的投影变量重要度（Very Important Person，VIP）值，筛选出17种对差异贡献显著的物质。该检测分析方法的应用，显著提升了检测结果的精确性，为辐照包装中挥发性非有意添加物质数据库的建立提供了依据。

4 结语

综上所述，食品纸塑复合包装材料中有机物污染问题是行业关注的重点问题。对于检测行业而言，还应进一步加强前处理技术、检测方法、检测设备以及数据分析方法方面的优化，不断提升检测效率，提高检测准确性，为食品纸塑复合包装材料的安全评价提供重要参考依据，为食品安全与公共健康保驾护航。

参考文献

[1]张勤军，贝荣华，张泓，等.气相色谱-质谱联用法检测食品复合包装材料中17种丙烯酸酯类单体的残留量及迁移量[J].食品科学，2020，41（24）：287-294.

[2]李英，李成发，陈旭辉，等.固相微萃取-气相色谱/质谱法测定塑料食品接触材料中5种丙烯酸酯类单体迁移量[J].塑料科技，2014，42（1）：115-119.

[3]李丹.食品纸塑复合包装材料中PCBs的检测和迁移研究[D].长沙：中国林业科技大学，2012.

[4]徐华超，周卓为，杜磊，等.加速溶剂萃取-气相色谱法测定食品纸包装材料中的多氯联苯[J].广州化学，2020，45（2）：39-43.

[5]陈旭明，李婷.塑料食品接触材料中壬基酚含量的测定[J].包装与食品机械，2018，36（2）：68-70.

[6]唐吉旺，袁列江，肖泳，等.高效液相色谱-串联质谱法测定食品塑料包装材料中双酚A和壬基酚[J].食品与机械，2023，39（1）：37-41.

[7]张延超，刘帅，张玉婷，等.HPLC-MS/MS测定复合包装材料中2，4-二氨基甲苯[J].天津药学，2020，32（4）：9-11.

[8]赵子青，李佳怡，林勤保，等.60Co-γ辐照对食品接触用复合包装袋中挥发性化合物的影响[J].分析测试学报，2022，41（10）：1459-1469.