食品包装材料中双酚A的研究进展.docx
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食品包装材料中双酚A的研究进展
基金项目:
国家质量监督检验检疫总局质检公益性行业科研专项项目计划(编号:
2009100112
作者简介:
张彦丽(1984-,女,中南林业科技大学在读硕士研究生。
Email:
sever511@126.com
收稿日期:
2010-10-15
第27卷第1期2011年1
月
Vol.27,No.1Jan.2011
10.3969/j.issn.1003-5788.2011.01.044
食品包装材料中双酚A的研究进展
ProgressonbisphenolAinfoodpackingmaterirals张彦丽
ZHANGYanli
任佳丽
RENJiali
李忠海
LIZhonghai
吴新华
WUXinhua
刘延丽
LIUYanli
(中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙410004
(FacultyofFoodScienceandEngineering,CentralSouthUniversityofForestryand
Technology,Changsha,Hunan410004,China
摘要:
双酚A是一种内分泌干扰物,会导致人和动物生殖系统、神经系统、免疫系统等的异常。
文章综述双酚A的毒性、食品包装材料中双酚A的迁移、食品及食品包装中双酚A检测的提取、分离及检测方法。
关键词:
双酚A;毒性;迁移;分离和提取;检测
Abstract:
BisphenolA(BPAcanleadtoabnormalphenomenaofgenital,immunologicandnervoussystemasanendocrinedisruptingchemical.ThispaperreviewedthetoxicityofBPA,themigration,segregationandextractionofBPA,andthedetectionmethodforbisphenolA.
Keywords:
bisphenolA;toxicity;migration;segregationandextraction;detectionmethod
双酚A(bisphenolA,BPA是由两分子苯酚和一份子丙酮在酸性条件下催化缩合而成的酚类物质,分子式为:
C15H16O2,分子结构见图1。
双酚A是一种重要的化工原料,主要用来生产环氧树脂和聚碳酸酯。
在食品包装方面,添加双酚A的塑料具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性等特性,尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器,因此,双酚A广泛用于罐装食品容器的衬里和饮料的包装、奶瓶、水瓶等食品容器中,并一直受到人们的青睐。
图1双酚A分子结构
Figure1ThestructuralformulaofbisphenolA
但由于安全性问题,近两年来双酚A引起了人们的高度关注。
目前,加拿大、美国、韩国、丹麦等多个国家和地区发布了关于食品包装及食品接触材料、容器及器皿中禁止使用双酚A的法律法规。
中国也出台了GB/T23296.162009、SN/T22822009食品接触材料中双酚A检测的新标准,但还远远不能和国际接轨。
但由于安全性问题,近两年来双酚A引起了人们的高度关注。
目前,加拿大、美国、韩国、丹麦等多个国家和地区发布了关于食品包装及食品接触材料、容器及器皿中禁止使用双酚A的法律法规。
中国也出台了GB/T23296.162009、SN/T22822009食品接触材料中双酚A检测的新标准,但还远远不能和国际接轨。
这不仅使中国食品及食品包装材料出口面临着严重的技术性贸易壁垒,也使广大消费者的安全受到一定威胁。
本文综述近年来国内外研究者在双酚A的毒性、食品包装材料中双酚A的迁移、食品及食品包装中双酚A提取、分离和检测方法等方面的研究进展。
1双酚A的毒性
双酚A是低毒性化学物质,大鼠经口径半数致死剂量(LD50为3250mg/kg,吸入LD50为0.02%,小鼠经口径LD50为2400mg/kg[1]。
在职业生产和日常生活中,人们可以通过皮肤、呼吸道、消化道等途径接触。
双酚A对皮肤、呼吸道、消化道和角膜有中等强度刺激性[1]。
除此一般毒性外,国内外很多试验都证明双酚A是一种内分泌干扰
素[1-4]。
由于双酚A的化学结构和雌激素相似,因此具有雌激素活性,进入生物体后可以竞争性结合雌激素受体,并且双酚A还有抗雄激素作用。
在低浓度长时间暴露的情况下,双酚A就可以对原代和子代生殖系统及其发育、对脑和神经系统、免疫系统等有不良影响,能够致癌、致畸、致突变[1-3]
。
目前,还有试验[4]证实,即使每天暴露在40g/(kgBw低剂量(1993年美国EPA规定最大可接受剂量或者参考剂量
为0.05mg/(kgBw的情况下也会对小鼠皮质酮和其在脑中的活动造成影响。
2食品包装材料中双酚A迁移的研究Brotons等[5]和Cooper等[6]早在1995和1996年就从食品罐头中检出了双酚A,这引起了科学工作者对食品及包装容器中双酚A研究的热潮。
在食品包装中,!
迁移∀通常用来描述物质从包装材料中释放/转移全过程。
2.1双酚A迁移机理的研究
双酚A从PC(聚碳酸酯向食品模拟液中迁移的机理有两个:
#合成树脂上残留的双酚A由容器向内容物的扩散这是物理性的迁移过程;∃PC(表面碳酸酯的降解这是一种化学反应过程。
例如,在PC食品容器与水性食物接触或者食品容器在使用前和使用过程中清洗、消毒时,容器表面的聚碳酸酯会水解释放出双酚A[7];PC在胺存在的条件下会发生胺解(几乎每一种食品中都存在胺类,胺解过程中也会释放出双酚A[8]。
双酚A从PC瓶中向内容物迁移时,扩散的量很少,起主要作用的是PC的降解[7]。
JoaquimMaia等[9]将PC奶瓶剪碎后分别置于120%的不同胺溶液中温育1h,然后在30min内冷却至室温,取0.6mL浸提液进行HPLC分析,并和空白试验(蒸馏水做浸提剂比较。
在排除pH的影响后MXDA、TMA、CHBMA、DBA溶液中双酚A的迁移量分别是空白试验的20.8,49.6,3853.0,5363.9倍。
这就证明了胺溶液中双酚A的迁移不是扩散引起的,而是由PC材料高温胺解引起的。
2.2影响食品容器中双酚A迁移的因素
影响双酚A扩散和聚碳酸酯分解的因素都可以影响双酚A向内容物中的迁移。
例如食物(或模拟液与食品容器长时间的接触,高温接触都会使双酚A向内容物迁移,甚至引起聚碳酸酯的老化降解加速迁移。
姚卫蓉等[10]试验发现:
室温存放2个月的PC桶装水中双酚A含量从0达到1.27ng/L,存放3个月,达到1.46ng/L;在40%存放4h后,由PC奶瓶迁移到牛奶中的双酚A从0增加到73.8ng/g;存放240d后,罐装饮料中双酚A从0.01ng/mL增加到0.078ng/mL。
而且桶装饮用水和牛奶中双酚A的增加首先非常不显著,然后快速增加,随着时间的延长,双酚A的增量又变得不显著。
SungHyun等[11]研究发现随温度的升高PC奶瓶中双酚A的迁移可以分为滞后、稳定、老化3个阶段。
其他影响聚碳酸酯分解的因素都能加快双酚A向内容物中的迁移。
在碱性环境中pH的升高会加速碳酸酯的水解[9],促进双酚A的溶出;内容物pH=5或更低时会延缓PC瓶的老化从而减少双酚A的迁移。
多次重复利用会使PC瓶老化从而促进双酚A的迁移。
引起碳酸酯降解的胺种类不同双酚A的迁移情况也不同。
JoaquimMaia等[9]将用TMA处理过的PC奶瓶用水漂洗时发现,除第一次漂洗后双酚A的迁移量增加外,随着漂洗次数的增加,双酚A迁移的变化不大。
这可能是由于TMA分子小,进入并留在了聚碳酸酯网格中,不易清洗掉,而且依旧可以降解PC奶瓶。
3双酚A残留检测前的提取、分离
食品包装中双酚A的研究涉及到食品包装本身双酚A的残留检测和迁移到内容物中的双酚A的检测。
在检测双酚A的残留量时,对于PC材质的塑料食品包装容器,通常将食品包装容器剪碎,然后用氯仿或二氯甲烷溶解,再用甲醇沉淀高分子化合物,采用静止分离或结合离心分离。
对于纸质包装容器,在剪碎或磨粉后加提取剂提取。
卫碧文等[12]将鲜牛奶盒、蜡质饮料纸杯、饮料纸杯,以及酸牛奶盒剪碎磨粉,比较了不同提取方法(超声波萃取、水浴振荡、索氏提取和不同的提取剂(正庚烷、1,1,1三氯乙烷、二氯乙烷和甲醇对双酚A提取的影响,结果发现甲醇索氏提取6h效果最佳。
对于金属罐,大多采用密封浸泡的方式。
食品中双酚A的提取要视食品基质的不同有所不同。
#脂肪类食品:
在检测金枪鱼中双酚A含量时,陈志锋等[13]取5mL金枪鱼匀浆,加入10mL正己烷和10mL体积比为1&1甲醇乙腈混合溶剂做提取剂,结合超声萃取5min,离心分离后将滤渣再次用10mL体积比为1&1甲醇乙腈混合溶剂萃取,合并两次萃取液作分析。
DagmarPodlipna等[14]将鱼加水匀浆后,用己烷和乙腈做提取剂。
∃奶粉,含乳饮料等高蛋白食品、果汁类饮料:
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