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食品接触用纸张的PAHs检测是否需要考虑印刷油墨的影响

三方检测机构-冯工 2024-12-09

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多环芳烃(PAHs)是一类具有强致癌性的有机污染物,广泛存在于食品接触材料中。食品接触用纸张因成本低、可降解性被大量用于烘焙食品、零食等包装,而印刷油墨是其实现标识功能的关键环节。然而,油墨中含有的PAHs可能通过迁移进入食品,若检测时忽视油墨影响,易导致结果偏离实际风险,直接威胁食品安全——这一问题已成为食品包装领域的重要安全隐患。

食品接触用纸张中PAHs的基础特征

PAHs是由2个及以上苯环组成的碳氢化合物,常见的16种优先控制PAHs(如苯并[a]芘、苯并[a]蒽)均具有致畸、致突变性。食品接触用纸张中的PAHs主要来自三方面:一是原料环节,木浆中的木质素经高温蒸煮(150-200℃)会热解产生PAHs;二是造纸过程,烘干、压光等高温操作(100-180℃)会促使有机物降解生成PAHs;三是后续加工,如印刷、复膜环节引入的外部PAHs,其中印刷油墨是最易被忽略的来源。

需注意的是,PAHs的脂溶性极强——若纸张中的PAHs迁移至油脂类食品(如饼干、巧克力),会在人体脂肪组织中蓄积,长期摄入可能诱发肺癌、胃癌等疾病。因此,准确检测纸张中的PAHs总量,是保障食品安全的核心前提。

印刷油墨的成分与PAHs的关联

印刷油墨由颜料、连接料、溶剂和助剂组成,每一类成分都可能携带PAHs:首先是颜料,炭黑作为常用黑色颜料,其生产过程(烃类高温裂解)会产生大量PAHs,且炭黑的高比表面积易吸附PAHs;有机颜料虽更环保,但合成时的副反应可能引入PAHs杂质。

其次是连接料,矿物油(如石蜡油)是传统油墨的主要成分,其本身是石油蒸馏产物,未经精制的矿物油中苯并[a]芘(B[a]P)含量可达10-100μg/kg;树脂类连接料(如丙烯酸树脂)虽环保,但合成时的催化剂(如硫酸)可能促进PAHs生成。

再者是溶剂,甲苯、乙酸乙酯等挥发性溶剂虽会在印刷后挥发,但残留溶剂可能与空气中的有机物反应生成PAHs;助剂中的干燥剂(如钴盐)、抗静电剂,也可能因原料不纯带入PAHs。简言之,油墨的每一个组分都可能成为PAHs的“载体”。

油墨中PAHs向纸张迁移的机制

印刷过程中,油墨中的PAHs会通过三种方式迁移至纸张:一是物理渗透,油墨中的PAHs通过纸张的孔隙(孔隙率约30%-70%)进入内部,纸张的紧度越低(越疏松),渗透深度越深——例如,20g/m²的薄页纸,PAHs可在印刷后24小时内渗透至背面。

二是化学迁移,连接料中的树脂(如醇酸树脂)在高温下会降解,释放出溶解的PAHs;矿物油中的PAHs则会因纸张纤维的吸附作用,逐步扩散至纸张内部。

三是加工促进,印刷时的温度(如凹版印刷的120℃)会加速PAHs分子运动,压印辊的压力(约0.5-1.0MPa)会将油墨压入纸张纤维间隙;后续热封(120-180℃)或复膜环节,会进一步推动PAHs向食品侧迁移。

现行检测标准对油墨因素的覆盖缺失

国内现行食品接触用纸张PAHs检测依据GB 4806.8-2016,配套方法是GB/T 22996-2008(动植物油脂PAHs测定)。但该标准的前处理仅“剪碎纸张后用正己烷提取”,未针对油墨做特殊处理——若油墨仅附着在表面,简单剪碎无法充分提取;若油墨已渗透,也无法区分“纸张本身”与“油墨带来”的PAHs。

国际标准方面,欧盟EU 10/2011要求PAHs迁移量不得超过0.03μg/kg(B[a]P),但未明确“如何检测油墨中的PAHs”;美国FDA 21 CFR 176.170仅要求检测“正己烷提取物”,同样未覆盖油墨贡献。这种标准的模糊性,导致企业检测时往往“漏测”油墨中的PAHs。

忽视油墨导致的检测偏差案例

2022年,某零食企业的薯片包装纸检测中,实验室按GB/T 22996检测,结果B[a]P含量为0.3μg/kg(符合GB 4806.8的1μg/kg限量)。但产品上市后,第三方机构在薯片中检测出B[a]P含量达1.8μg/kg,超过GB 2762-2017的1μg/kg限量。

溯源发现,问题出在印刷油墨:该企业使用的柔版印刷油墨中,矿物油B[a]P含量达6μg/kg,印刷时的100℃温度让油墨中的B[a]P渗透至纸张内部。薯片的油脂(含量35%)将纸张中的B[a]P迁移出来——但原检测仅提取了纸张“本体”的PAHs,未涵盖油墨中的PAHs,导致结果误判。

检测中纳入油墨因素的实践方法

要解决油墨影响,需从“前处理-检测-溯源”全流程优化:首先是前处理改进,采用“两步提取法”——第一步用去离子水冲洗纸张表面,去除未渗透的油墨;第二步用正己烷-丙酮(1:1)混合溶剂,通过超声提取(30分钟,40℃)或索氏提取(6小时),同时提取纸张内部和油墨中的PAHs,确保覆盖所有来源。

其次是检测方法升级,用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)替代GC-MS:GC-MS/MS通过“母离子-子离子”选择反应监测(SRM)模式,可降低背景干扰,将PAHs检出限从0.1μg/kg降至0.01μg/kg。例如,针对油墨中的矿物油PAHs,可监测B[a]P的特征离子对(m/z 252→226),准确区分其与纸张本身PAHs的差异。

最后是溯源分析,通过PAHs的“指纹图谱”判断来源:纸张原料中的PAHs,B[a]P与苯并[e]芘(B[e]P)的比值约为0.5-1.0;而油墨中的PAHs因矿物油富集,该比值可达1.5-3.0。通过这一指标,可快速判断PAHs是否来自油墨,为企业整改提供方向。

此外,企业需在检测前记录印刷信息(如油墨类型、印刷温度),实验室可据此调整参数——比如,针对凹版印刷的纸张,延长提取时间;针对矿物油油墨的纸张,增加高环PAHs的监测。这种“定制化”检测,能更精准反映实际风险。

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