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1、食品包装材料中重金属检测技术的进展摘要：目前食品包装材料的安全性亟待提高，重金属污染是其中待解决的问题之一。食品包装材料中重金属同时检测技术目前主要的有AFS（原子荧光光度法）、EA(电化学法)以及ICPMS（电感耦合等离子体质谱法）,这些方检出限低、精密度高、线性范围宽，可以同时检测多种金属元素，但是设备复杂，价格昂贵，仪器使用和维护费用较大。将化学计量学与光度法相结合，对食品包装材料中多种金属元素实现同时测定是具有发展前景的方法之一。关键字：食品包装材料；重金属；检测技术近几年来，我国出口的食品容器、器具、包装材料等与食品接触的材料在国外连连受阻。据福建检验检疫局介绍，我国出口的与食品接触
2、的材料主要包括金属制品、陶瓷制品、植物制品等几类。2006年上半年，仅欧盟对我国上述产品发出的预警通报就达36批，是去年的3倍多，其中，金属厨具、餐具等主要是因为镍、铬、镉、铅迁移量超标，陶瓷制品主要是因为铅、镉迁移量超标，而其他商品则主要是因为芳香胺、铅、铬、镍等迁移量超标 1。食品包装材料的安全问题迫在眉睫，而重金属问题则是重中之重。重金属是指密度大于6.0g/cm 3的金属元素（砷具有金属的部分性质，列为重金属之一）,按照这一定义除了食品卫生标准所列的铅、砷、汞、铬、镉（Pb、As、Hg、Cr、Cd）以外，铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、镍（Ni）等常见元素也属于重金属，虽然它们也是
3、生命活动的必须元素，但当生物过多地摄入或暴露于这类元素时，也会产生危害 2。例如：过量的铅能干扰亚铁血红素的合成，影响中枢神经系统、消化系统和生殖系统等；对儿童的危害更大，可影响儿童生长发育和智力发展。长期吸入镉尘可损害肾或肺功能。皮肤长期接触铬化合物可引起接触性皮炎或湿疹。慢性汞中毒主要影响中枢神经系统等3。一 包装材料中重金属的来源1 金属包装材料金属包装材料具有优良的阻隔性能和机械性能，表面装饰性能好，废弃物处理性能好。但其化学稳定性差，特别是包装酸性内容物。金属离子易析出而影响食品风味。铁和铝是目前使用的两种主要的金属包装材料，其中最常用的是马口铁、无锡钢板、铝和铝箔等。马口铁罐头盒罐
4、身为镀锡的薄钢板，锡起保护作用，但有时锡也会溶出而污染罐内食品。随着罐藏技术的改进，已避免了焊接处铅的迁移，也避免了罐内层锡的迁移，如在马口铁罐头盒内壁涂上涂料，但有实验表明：由于表面涂料而使罐中的迁移物质变得更为复杂，铝制包装材料主要是指铝合金薄板和铝箔。其主要的食品安全性问题在于铸铝和回收铝中的杂质。目前使用的铝原料的纯度较高，有害金属较少，而回收铝中的杂质和金属难以控制，易造成食品污染 4。2 陶瓷和搪瓷包装材料搪瓷器皿是将瓷釉涂覆在金属坯胎上，经过烧烤而制成的产品，搪瓷的釉配料配方复杂。陶瓷器皿是将瓷釉涂覆在黏土、长石和石英等混合物烧结成的坯胎上，再经焙烧而制成的产品。搪瓷、陶瓷容器在
5、食品包装上主要用于装酒、咸菜和传统风味食品。陶瓷容器美观大方，在保护食品风味上有很好的作用，但由于其材料来源广泛，反复使用以及加工过程中添加的化学物质而造成食品安全性问题。其危害主要由制作过程中在坯体上涂覆的瓷釉、陶釉、彩釉引起。釉料主要是有铅、锌、锑、钡、钛、铜、铬、钴等多种金属氧化物及其盐类组成。当陶瓷容器或搪瓷容器盛装酸性食品(醋、果汁)和酒时，这些物质容易溶出而迁移入食品 5。3 纸包装材料纸质包装材料可以制成袋、盒、罐、箱等容器，在食品行业中被广泛应用。纯净的纸无害、无毒，但由于生产包装纸的原材料受到污染；或在加工处理中，纸和纸板中通常会有一些杂质、细菌和某些化学残留物。如清洁剂、涂
6、料、改良剂从而影响包装食品的安全性。目前，食品包装用纸存在的重金属残留问题主要是由于生产食品包装纸的原材料本身不清洁、存在重金属的污染问题，进而污染了食品。二 重金属的检测技术目前在食品检测领域最引起人们注意的是铅、汞、镉、铬、砷等生物毒性显著的重金属，其测定的方法主要有AAS（原子吸收光谱法）、AFS（原子荧光光度法）、EA(电化学法)、ICP（电感耦合等离子体光谱仪法）以及ICPMS（电感耦合等离子体质谱法）等。1 传统的检测技术1.1 原子吸收光谱法(AAS)原子吸收光谱法(AAS)包括石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法以及其它一些不同前处理条件下使用原子吸收分光光度计的方法。对食品样品进
7、行前处理的方法主要有：微波消解，湿法消解，干法消解。其中湿法消解和干法消解是传统的样品前处理方法，微波消解是近年来发展很快的一种新型消解方法 678,已逐渐有取代干法消解和湿法消解的趋势。原子吸收光谱法目前是在重金属测定中应用最为广泛的方法 910。但是其缺点是只能检测一种重金属元素，不能满足现在多种重金属元素同时检测的需要。2 同时检测技术可同时检测多种重金属元素的方法技术有AFS（原子荧光光度法）、EA(电化学法)、 ICP（电感耦合等离子体光谱仪法）以及ICPMS（电感耦合等离子体质谱法）等方法。2.1 AFS（原子荧光光度法）原子荧光光谱法(AFS)是1964年以后发展起来的分析方法，
8、它是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法 1112。近来在AFS基础上出现各种新技术，如氢化物发生原子荧光光谱分析技术。氢化物发生原子荧光光谱分析技术是八十年代以来在我国发展较快的一种新的痕量分析技术,它介于原子吸收和原子发射光谱之间的原子荧光谱分析与氢化物发生联用的新型原子光谱分析技术,它既克服了两种技术的不足,而又同时具有两种分析技术的优点。氢化物发生技术是一种很好的元素分离、富集方法,尤其是易形成氢化物元素与复杂基体的分离,大大减少了基体干扰,提高了分析灵敏高 13。同其它方法相比,氢化物发生原子荧光光谱法具有仪器结构简单、灵敏度高、干扰少、选择性好、准确性高、
9、线性范围宽和操作简捷等优点。2.2 EA(电化学法)电化学法(EA)是近年来发展较快的一种方法，它以经典极谱法为依托，在此基础上又衍生出示波极谱法、阳极溶出伏安法等。J.F.van Staden，M.C. Matoetoe等人 14在实验中将水流系统（flow system）与示差脉冲阳极溶出伏安法（differential pulse anodic stripping voltammetry）结合，以(NH4)3C6H5O7 溶液为电解质液，成功将自然水中的锌、镉、铁、铜和铅检测出来。但美中不足的是，此方法得到的图重现率差。电化学法一般具有检测限较低、测试灵敏度较高等优点，但因条件比较苛刻，
10、其测定结果变异系数较大，重现性较差 1516。2.3 ICP-MS (电感耦合等离子体质谱法)分析能力上，ICP - MS可取代传统的电感耦合等离子体光谱（ICP-AES）、石墨炉原子吸收光谱（GF-AAS）、火焰原子吸收光谱（F-AAS）等无机分析技术。自1984年ICP - MS问世以来，该技术已从最初在地质科学研究方面的应用迅速拓展到食品科学、卫生防疫、生物科技、医药卫生、环境科学、半导体、冶金、石油和核材料分析等领域 17。在重金属检测方面，不仅可同时检测多种重金属元素，并且与传统无机分析技术相比，其具有更低的检出限、更宽的动态线性范围、更高的分析精密度和分析速度等优点。四 同时检测技
11、术的新进展AFS、ICP、EA等方法都具有检出限低、精密度高、线性范围宽等优点。缺点是虽然可以同时检测多种金属元素，但是样品的制备和预处理，同样也需要花费较长的时间。其共同缺点是设备复杂，价格昂贵，仪器使用和维护费用较大。故而，我们要继续寻求更为简单易行、实用经济的方法技术。分光光度法(spectrophotometry)是一种传统的测定微量金属元素的分析方法，主要是加入某种能够使体系显色的物质，根据所加入的物质使显色剂显色程度的不同，与标准系列比较定量。该方法所需仪器价格低廉，操作简单，定量性好，是实验室、小型食品企业化验室、基层防疫和商检部门常用的金属元素检测方法。采用分光光度法进行重金属
12、的检测研究由来已久，近年来，新型高灵敏度显色剂不断出现，高灵敏和超高灵敏度显色反应体系的发现、各种增效试剂的研究和使用，大大地提高了多元络合物显色反应体系的灵敏度、选择性、稳定性，使分光光度法这一古老的方法焕发了新的活力 18。化学计量学(chemometrics)是将数学和计算机科学应用于化学的一门新兴的交叉学科，是化学领域的一个重要分支。目前，其应用已涵盖许多应用化学分支，如食品化学、环境化学、农业化学、药物化学等。在化学计量学方法中，常用于金属检测分析的方法有分析信号预处理、多元校正分析、因子分析、人工神经网络等。其中分析信号预处理方法有卡尔曼滤波、平滑和求导、傅立叶变换和小波变换等；多
13、元校正分析包括多元线性回归、多元非线性回归、主成分回归法和偏最小二乘法等方法 1920。其中应用于多种重金属分析的化学计量学方法主要有多元线性回归、主成分回归分析法、偏最小二乘法、人工神经网络等。随着化学计量学和计算机技术的快速发展，将化学计量学与光度法相结合，运用化学计量学方法，编制计算机程序解析吸收光谱，对食品中多种金属元素在不经过分离的情况下，实现同时测定是光度法最具有发展前景的研究方向 212223。五 结语食品包装材料的安全、卫生状况关系到全国人民身体健康，一旦有所闪失，将会带来非常严重的后果。所以通过不断的发展和完善包装材料中重金属的检测方法与技术，严格控制包装材料的质量卫生，尽可
14、能地减少食品中的重金属污染，提高食品包装材料的安全性，以保证消费者的身体健康，使食品包装朝着健康、安全的方向迈进。参考文献1 王晓华，黄启超，葛长荣.浅析食品包装容器、材料存在的安全隐患问题及其控制措施J.食品科技，2006，8：14-17. 2 李荣林，李优琴，石志琦.食品重金属污染风险评估研究及其意义J.江苏食品与发酵，2008，2（133）：14-17. 3 陈尧根,谢灵杨.涂料中重金属元素的危害及检测方法的概述J. 涂料中重金属元素的危害及检测方法的概述,2005,14(3):7422-8422.4 许牡丹，毛跟年，等食品安全与分析性与分析检测【M】北京：化学工业出版社20035 姚卫
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