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密胺餐具的鉴别及其三聚氰胺和甲醛迁移风险调查
03 Dec 2018

密胺餐具的鉴别及其三聚氰胺和甲醛迁移风险调查

目的 对密胺餐具中三聚氰胺和甲醛迁移量进行调查研究,并对数据进行分析。方法 在上海的企业和消费市场采集密胺餐具,采用红外光谱法进行材料鉴别,依照GB 4806.7—2016《食品安全国家标准 食品接触用塑料材料及制品》和GB 31604.1—2015《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则》进行迁移试验,测定三聚氰胺和甲醛迁移量。结果 密胺餐具存在材质未标识、标识不清或标识有误的现象;脲醛树脂中三聚氰胺和甲醛的迁移量均高于密胺树脂,且迁出量与温度呈正相关。结论 脲醛树脂应用于餐具存在风险,国家标准中有必要增加密胺材质鉴定检测方法。


密胺树脂(MF)是由三聚氰胺和甲醛经羧甲基化反应再缩聚制成。由密胺树脂为原料,纤维素为基料,加入颜料及其他助剂制成的餐具,称为密胺餐具又称仿瓷餐具,由100%密胺树脂制成的餐具不仅外观美观,而且耐摔、耐磕碰,因此在生活中被广泛使用,尤其是各个餐饮店。而密胺餐具由于单体残留或酸性条件下降解等原因,可能会存在三聚氰胺和甲醛超标的现象。欧盟食品与饲料类快速预警系统(RASFF)就连续数年通报密胺制品三聚氰胺和甲醛超标。同时,密胺树脂还常用于加工制作成儿童餐具,其安全风险尤其需要关注。2017年4月19日实施的GB 4806.6—2016《食品安全国家标准 食品接触用塑料树脂》[1]中特别指出将用于生产接触婴幼儿食品的塑料材料或制品的三聚氰胺特定迁移量限量降至1 mg/kg。  另外,市场中存在采用密胺-脲醛复合餐具(俗称包芯餐具)冒充密胺餐具的现象[2],且往往标识不清、以次充好。脲醛树脂是尿素与甲醛聚合而成,由于其聚合程度比密胺低,容易存在大量的甲醛迁出,且其制成的餐具外观与100%密胺树脂制餐具差异不大,因此,本试验通过红外光谱法对采购到的密胺餐具材料进行鉴别,结合其三聚氰胺和甲醛迁出量分析劣质餐具的潜在危害性。

1 材料与方法

1.1 样品来源  

采样的样品种类包括筷子、碗、杯、勺、碟、餐盘、沥水箩等,包含常用的样品类型

1.2 方法

1.2.1 材料鉴别试验  

采用红外光谱法对餐具的材质进行鉴别,区分100%密胺和密胺-脲醛复合餐具;并对密胺材料的内层、中层、外层的材料进行初步鉴别。餐具内表面测定采用单点衰减全反射(ATR)直接测定(金钢石晶片,扫描范围为4 000~650 cm-1,分辨率为4,扫描32次)。中间层测定以溴化钾粉末压片法制样,样品粉末与溴化钾之比约1∶ 150(扫描范围为4 000~450 cm-1,分辨率为4,扫描32次)。

1.2.2 提取试验  

参考目前产品应执行的强制性国家标准[1,3],本试验设计两种条件的迁移试验,并对结果进行比较。第一种,以4%乙酸为浸泡介质,60 ℃保持2 h后测定三聚氰胺和甲醛迁出量。第二种,针对密胺餐具在日常生活中会反复使用,造成表面磨损,增加迁移风险的情况,且可能接触到煮沸的食物,因此选择以4%乙酸为浸泡介质,100 ℃保持2 h作为迁移试验条件,按重复使用餐具的预处理方法[3],进行3次迁移试验,每次均使用一份新的浸泡液,以第3次迁移试验测定结果为依据进行合规性判定。另外,相较于水、乙醇和橄榄油3种介质,由于三聚氰胺在乙酸介质中迁移量最大[4],因此本试验只考察4%乙酸介质中的迁移情况。  迁移试验按照实际的使用情形进行浸泡。对于空心容器,采用将浸泡液加入至离容器上边缘5 mm的方式进行迁移试验;对于筷子,采用每6 dm2接触1 kg浸泡液的方式进行迁移试验[5]。

1.2.3 三聚氰胺和甲醛的测定  

三聚氰胺的迁移量按照GB 31604.15—2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品 2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪(三聚氰胺)迁移量的测定》,采用高效液相色谱法进行测定[6]。  甲醛的迁移量测定采用柱前衍生化-高效液相色谱法,色谱条件:色谱柱:Agilent Eclipse XDB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为水-乙腈(55∶ 45,V/V),流速1.0 ml/min,柱温35 ℃,进样量20 μl,检测波长250 nm;衍生化试剂:2,4二硝基苯肼(2 mg/ml)的乙腈溶液,含0.5%的盐酸;样品溶液:取1 ml提取溶液,加入1 ml衍生化试剂,混匀即得。

1.2.4 特定迁移量  

GB 4806.6—2016[1]中规定,甲醛的特定迁移量≤15 mg/kg,三聚氰胺特定迁移量≤2.5 mg/kg,其中用于生产接触婴幼儿食品的塑料材料或制品的三聚氰胺特定迁移量≤1 mg/kg,限度与欧盟[7]一致。 

2 结果与分析

2.1 材料鉴别 

密胺树脂与脲醛树脂结构(见图1)上的差异为应用红外光谱法对二者进行鉴别奠定了理论基础。密胺树脂的特征结构为三嗪环,其红外光谱图(图2-a)在807.42 cm-1(C3N3的面外变角振动),1 443.31和1 539.98 cm-1(C3N3的面内变角振动)[8]处存在特征吸收峰,且很少受到其他吸收峰的干扰[9],可以用于结构鉴别。此外,3 324.23 cm-1出现仲氨基N-H较宽的伸缩振动峰,是由-OH和-NH的伸缩振动的吸收峰叠加而产生的;983.13 cm-1是C-H的平面弯曲振动[9];1 146.90 cm-1出现醚键的吸收[10]。脲醛树脂的特征结构为酰胺结构,其红外光谱图(见图2-b)在1 623.49和1 533.04 cm-1出现较强吸收带,可以作为结构鉴别的特征峰。另外,所有脲醛树脂都含有羟甲基和醚键,所以在1 000~1 100 cm-1有宽度吸收,3 296.28 cm-1出现仲氨基N-H较宽的伸缩振动峰,是由-OH和-NH的伸缩振动的吸收峰叠加而产生的;780~800 cm-1的吸收与Uron环的骨架振动有关,在1 378.49 cm-1出现C-H振动吸收带[8,11]。

注:a为密胺树脂;b为脲醛树脂

图1 密胺树脂和脲醛树脂结构单元


40份样品中,有1份用密胺-脲醛复合材料冒充100%密胺树脂;15份未标识密胺餐具中,有3份为密胺-脲醛复合材料(见表1)。

2.2 迁移试验结果  

按照材质将样品分为两组,分别为密胺组和密胺-脲醛组。通过红外光谱法对其进行鉴别,两组的迁移试验结果表明(表2和3),在密胺树脂

密胺餐具模具   

注:a为密胺树脂;b为脲醛树脂

图2 红外光谱图谱

Figure 2 Infrared spectroscopy    

仿瓷模具

表1 红外光谱鉴别结果

Table 1 Identification results by infrared spectroscopy  

表2 三聚氰胺的迁移试验结果

密胺模具

Table 2 Migration of 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine  

表3 甲醛的迁移试验结果

Table 3 Migration of formaldehyde    

注:a为由于其中有1批样品超出限度180倍,故不参与平均值的计算

脂中掺杂脲醛树脂来制作餐具,会增加单体的迁出风险,尤其是甲醛。在40份样品中,有一批采用脲醛树脂加工成的筷子,其在4%乙酸中100 ℃浸泡2 h后(取第3次浸泡液),甲醛的迁出量高达2 707 mg/kg,超出限量值(15 mg/kg)180倍。  因为三聚氰胺和甲醛的迁出量与温度成正比(表3),所以当迁移试验温度从60 ℃提高到100 ℃后,单体迁出量的超标率也明显增加(表2和3)。采用100 ℃浸泡条件进行的3次迁移试验(图3),其中密胺材质餐具的单体迁出量平均值先升后降,推测是由于多次浸泡过程中样品表面磨损,使接触面积增大,从而导致迁移量增加;而密胺-脲醛材质餐具的单体迁出量则呈降低趋势,推测可能是由于密胺-脲醛复合的餐具多为包芯结构,仅表面一层为密胺,而脲醛树脂并无三聚氰胺迁出,因此单体迁出量逐次降低。另外,由于这种包芯结构表面的密胺聚合度差,使其在100 ℃条件下三聚氰胺的迁出量明显高于100%密胺餐具。

PN

密胺模具

注:a为三聚氰胺;b为甲醛

图3 单体迁出规律

Figure 3 Statistics of the migration of monomers    

3 讨论  

市场上的密胺餐具种类繁多,质量参差不齐。虽然我国食品包装材料目录和食品添加剂都没有把脲醛列入其中,但是确有商家采用密胺-脲醛包芯材料制作餐具,以次充好。仅本试验涉及的密胺餐具样品中,产品类型未标识的就占37.5%(15/40),标识不清、材质标识有误的占5.0%(2/40)。尽管脲醛树脂不存在三聚氰胺的迁出,但是由于其尿素与甲醛的聚合程度比密胺低,导致甲醛以及其表面密胺中三聚氰胺的迁出风险大增,因此,在密胺餐具的检测方法中,采用红外光谱法对密胺和脲醛树脂进行鉴别,就显得尤为重要。但是,目前密胺和脲醛材质鉴别并无相关标准方法和标准图谱。因此,建议统一建立密胺和脲醛鉴别的标准方法和标准图谱。另外,有必要通过市场监督抽查,来消除安全隐患。  同时,密胺餐具的三聚氰胺迁移量与温度呈正相关。当迁移试验条件的温度从60 ℃升高到100 ℃时,三聚氰胺和甲醛迁出量的超标率明显增加,而日常生活中密胺餐具经常与煮沸的食物相接触,其潜在的风险值得关注。因此,一方面建议商家标明产品最高使用温度,另一方面,需要向消费者普及宣传,尽量减小密胺餐具的浸泡温度与浸泡时间,来降低使用风险。  针对密胺餐具不同产品类型及生产企业间产品质量差异大的问题,在完善食品安全国家标准的同时,有关部门有必要加强密胺生产企业的原料和生产工艺的监管,从源头进行质量控制,保证产品质量安全。

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