聚丙烯食品药品包装材料中抗氧化剂迁移研究

摘要

塑料作为合成的高分子化合物具有性能优良且价格低廉的特性，是食品和药品的主要包装材料。为了改良塑料品质，在生产加工中往往会添加多种小分子化学助剂。这些小分子物质在塑料包装与食品或药品直接接触有可能迁移进入食品或者药品，对食品和药品造成污染，并对食用和使用食品及药品的消费者的身体健康产生潜在的威胁。
　　 简述了当前食品及药品塑料包装中存在迁移安全隐患，介绍了我国其他国家在食品包装安全方面的相关法律法规，并进行对比分析，综述了国内外有关食品和药品塑料包装材料中化学物的迁移研究进展。以上述资料为基础针对本论文的研究目的提出了主要研究内容和创新点。
　　 分析确定了市售聚丙烯食品药品包装材料中含的主要抗氧化剂有BHT、Irganox1010、Irganox1076、Irgafos168，对这四种抗氧化剂的特性做了简要介绍，摸索了测定这四种抗氧化剂的最优高效液相色谱条件:C18反相色谱柱;乙腈∶四氢呋喃∶水=70％∶20％∶10％配比作为流动相，流速为1.0 mL/min;使用紫外可变波长检测器;柱温设定30℃。建立了BHT、Irganox1076、Irganox1010、Irgafos168四种抗氧化剂的标准曲线。
　　 以水、3％乙酸、20％乙醇作为食品模拟物，5％葡萄糖溶液（g/mL）、0.9％氯化钠溶液(g/mL)作为输液药品模拟物，选择20℃、40℃和70℃为试验温度，试验25天内抗氧化剂BHT、Irganox1010、Irganox1076、Irgafos168在不同食品药品模拟物中的稳定性，并对试验结果进行了分析探讨。结果显示，尽管模拟物有差异，但是温度升高增加了物质的降解。
　　 设计制作了只含有已知BHT、Irganox1010、Irganox1076、Irgafos168含量的聚丙烯薄膜，膜厚80～100μm。并在30天内以水、3％乙酸、20％乙醇为食品模拟物、以5％葡萄糖（g/mL）、0.9％氯化钠(g/mL)为药品模拟物，在20℃、40℃和70℃下，用50ml模拟物双面浸泡聚丙烯膜进行迁移试验，并对不同条件下四种抗氧化剂的迁移情况做了分析和比较。
　　 以Fick扩散定律为理论基础，考虑聚合物包装与模拟物之间的分配系数，选取“Brandsch”模型预测扩散系数，建立了单层聚丙烯薄膜中四种抗氧化剂迁移进入食品药品模拟物过程的数学模型。用Maple软件对模型做推理数值分析，并将模型预测值和实验迁移数值进行对比。研究发现:迁移数据趋势变化与模型预测基本一致，迁移单层模型模拟得到的迁移数值普遍高于实际迁移结果。

目录

声明

摘要

中英文缩略对照表

1 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 包装材料迁移相关法规

1．2．1 欧盟

1．2．2 美国

1．2．3 日本和南方共同市场

1．2．4 中国

1．3 塑料包装材料迁移试验研究现状

1．3．1 迁移试验前处理及分析检测方法

1．3．2 迁移实验模拟物

1．3．3 迁移试验条件

1．3．4 迁移单元规格

1．3．5 迁移物的不稳定性研究

1．4 迁移理论数学模型研究进展

1．4．1 Fick扩散定律与单层数学模型

1．4．2 非Fick扩散

1．4．3 影响迁移数学模型的两个参数

1．5 课题研究的主要内容

2 建立色谱分析方法

2．1 聚丙烯包装材料

2．2 抗氧化剂介绍

2．3 试剂与仪器

2．3．1 化学试剂

2．3．2 实验仪器

2．4 试验方法

2．4．1 聚丙烯材料中抗氧化剂种类

2．4．2 检测波长的选择

2．4．3 色谱条件选择

2．5 定性与定量分析

2．6 标准曲线的建立

2．5 本章小结

3 抗氧化剂的稳定性试验

3．1 试剂与仪器

3．1．1 试剂

3．1．2 仪器设备

3．2 试验条件的确定

3．2．1 模拟物的选择

3．2．2 试验温度和时间的选择

3．3 试验方法

3．4 结果与讨论

3．4．1 20℃四种抗氧化剂稳定性

3．4．2 40℃四种抗氧化剂稳定性

3．4．3 70℃四种抗氧化剂稳定性

3．5 本章小结

4 包装材料中抗氧化剂迁移试验

4．1 仪器与试剂

4．1．1 化学试剂

4．1．2 仪器

4．2 迁移材料制备

4．2．1 聚丙烯薄膜制作

4．2．2 定制膜中抗氧化剂初始浓度

4．3 试验条件选择

4．3．1 模拟物的选择

4．3．2 迁移单元的选择

4．3．3 温度和时间的设定

4．4 试验方法

4．4．1 迁移单元的制备

4．4．2 浸泡后模拟液的预处理

4．4．3 浸泡后薄膜的预处理

4．4．4 色谱分离条件

4．5 结果与讨论

4．3．1 Irganox1010向食品药品模拟物中迁移数值

4．3．2 Irganox1076向食品药品模拟物中迁移数值

4．3．2 Irgafos168向食品药品模拟物中迁移数值

4．4 本章小结

5 迁移模型的研究

5．1 迁移模型建立

5．1．1 模型假设条件

5．1．2 基于Fick扩散定率模型

5．2 迁移数学模型中两个重要参数测定

5．2．1 扩散系数测定

5．2．2 分配系数测定

5．3 模型预测迁移趋势

5．3．1 Irganox1010在食品药品模拟物中的迁移趋势

5．3．2 Irganox1076在食品药品模拟物中的迁移趋势

5．3．3 Irgafos168在食品药品模拟物中的迁移趋势

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录 攻读学位期间的主要学术成果

致谢