快速检测密胺餐具品质及其甲醛迁移风险评估的研究

摘要

随着密胺餐具被大量使用，密胺餐具安全问题成为人们关注的热点。现阶段，国内外并无快速检测密胺餐具品质标准，近红外光谱法作为一种绿色、高效的光谱分析技术，对快速客观评价密胺餐具品质的具有巨大潜力。符合国家理化指标的100％密胺餐具在使用过程中甲醛会迁移进入食品造成食品安全问题。因此，本文基于近红外光谱技术对100％密胺和脲醛+正表面密胺餐具及两个批次密胺餐具进行定性分析，并对密胺餐具品质相关指标:密胺餐具质量、甲醛迁移量、明度L*和红度a*进行了定量建模预测。同时研究在不同食品模拟物、温度、时间、洗涤、消毒等条件下100％密胺餐具甲醛迁移规律，建立甲醛迁移数学模型，进行甲醛迁移安全风险评估，具体结论如下:
　　1.采用簇类的独立软模式(SIMCA)法和主成分判别分析(PCA-DA)定性分析方法，建立了100％密胺和脲醛+正表面密胺餐具主成分判别分析(PCA-DA)定性鉴别模型，同时采用簇类的独立软模式(S IMCA)法和主成分判别分析(PCA-DA)定性分析方法建立两个批次密胺餐具的定性分析模型，准确率均达到了100％。
　　2.通过近红外光谱技术建立密胺餐具品质参数的PLS定量模型，采用多种光谱预处理方法及相关系数法提取特征波段获得了密胺餐具质量、甲醛迁移量、明度L*和红度a*的最优模型，密胺餐具质量模型的校正集相关系数(Rc)和均方差(RMSECV)分别为0.92764、0.8794，预测集相关系数(Rp)和均方差(RMSEP)分别为:0.87945、1.1717;甲醛迁移量模型的参数为:Rc=0.96878，RMSECV=0.8794，Rp=0.95649，RMSEP=0.7541;明度L*模型的参数为:Rc=0.95069,RMSECV=0.7354,Rp=0.90355,RMSEP=1.0304;红度a*模型的参数为:Rc=0.96972，RMSECV=0.2043，Rp=0.90708，RMSEP=0.3527。
　　3.采用乙酰丙酮分光光度法检测符合国家理化指标的100％密胺餐具中甲醛迁移规律，结果表明3％白醋和10％蔗糖溶液中迁移量较大，3％乙酸和3％白米醋的甲醛迁移量之间有差异，密胺餐具在高温、长时间接触酸性食品后蒸发残渣显著增加，应控制食品温度、盛放时间和重复使用次数以降低密胺餐具中甲醛迁移量。并且不同洗涤方法和消毒方法的组合在重复使用密胺餐具的过程中会对密胺餐具产生不同的影响。超声和洗涤剂清洗后再进行84消毒液和消毒泡腾片消毒处理后，总体上密胺餐具的甲醛迁移变化量低于空白组，适合密胺餐具使用前处理。
　　4.基于Fick第二定律，只考虑密胺餐具的一维扩散，建立密胺餐具单层迁移数学模型，研究3％乙酸、蒸馏水、10％乙醇、0.3％柠檬酸和3％白米醋分别在迁移温度为40℃、70℃和90℃时迁移数学模型的扩散系数和分配系数;结果表明，温度对扩散系数和分配系数影响较大，甲醛扩散系数均随温度的升高而增大，在密胺餐具和食品模拟物之间的分配系数随之减小;甲醛在模拟物中的扩散系数大小依次为3％白米醋＞3％乙酸＞0.3％柠檬酸＞水＞10％乙醇，在密胺餐具和食品模拟物之间的分配系数大小依次为3％白米醋＜3％乙酸＜0.3％柠檬酸＜水＜10％乙醇。
　　5.对18岁以上成人摄入盛装在密胺餐具中的食品进行安全风险评估。讨论了食品模拟物种类、洗涤、消毒、迁移温度、迁移时间、重复使用次数、乙酸浓度等因素的影响下，18岁以上成人每日摄入甲醛的变化规律;同时，通过每日摄入量与美国环境保护总署建议的ADI（0.2 mg/Kg·bw）比较，对18岁以上成人摄入盛装在不同使用条件下密胺餐具中的食品进行安全风险评估，并作出相应的建议。

目录

摘要

第1章 引言

1．1 密胺餐具

1．2 密胺餐具中甲醛的迁移

1．3 近红外光谱技术简介

1．3．1 近红外光谱仪原理及特点

1．3．2 预处理方法

1．3．3 定性分析方法

1．3．4 定量分析方法

1．3．5 建立近红外定量模型的基本步骤

1．3．6 评价近红外模型的主要指标

1．4 密胺餐具中甲醛迁移数学模型

1．5 甲醛安全风险评估

1．6 课题的研究目的、意义及内容

第2章 近红外光谱技术评估密胺餐具品质的可行性研究

2．1 实验材料与仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 密胺餐具相关参数的测定

2．2．2 近红外光谱数据的采集

2．2．3 数据统计分析

2．3 结果讨论

2．3．1 测量条件优化

2．3．2 100％密胺和脲醛+正表面密胺餐具

2．3．3 100％密胺和脲醛+正表面密胺餐具的PCA-DA判别分析

2．3．4 两个批次密胺餐具的SIMCA和PCA-DA判别

2．3．5 密胺餐具定量模型校正集和验证集

2．3．6 光谱预处理及建立偏最小二乘法(PLS)定量模型

2．3．7 特征波段筛选在PLS定量模型中的应用

2．3．8 预测结果分析

2．4 本章小结

第3章 密胺餐具中甲醛单体的迁移规律研究

3．1 实验材料与仪器

3．1．1 实验材料及试剂

3．1．2 实验仪器

3．2 实验方法

3．2．1 实验步骤

3．2．2 甲醛含量的测定

3．2．3 分析结果的表述

3．2．4 数据分析

3．3 结果与讨论

3．3．1 密胺餐具理化指标

3．3．2 不同接触材料中甲醛的迁移情况

3．3．3 密胺餐具在不同食品模拟物及真实食品中甲醛迁移情况

3．3．4 密胺餐具在不同迁移时间下甲醛的迁移情况

3．3．5 密胺餐具在不同迁移温度下甲醛的迁移情况

3．3．6 密胺餐具中在不同乙酸浓度中甲醛的迁移情况

3．3．7 密胺餐具在不同乙醇浓度中甲醛的迁移情况

3．3．8 密胺餐具重复使用后甲醛的迁移情况

3．3．9 密胺餐具在0．3％柠檬酸中甲醛的迁移情况

3．3．10 密胺餐具在3％白米醋中甲醛的迁移情况

3．3．11 糖溶液在长时间、低温条件下甲醛迁移情况

3．3．12 密胺餐具在低温下甲醛的迁移情况

3．3．13 不同微波时间下甲醛的迁移情况

3．3．14 不同食品模拟物微波后甲醛的迁移情况

3．3．15 洗涤和消毒方法对密胺餐具的影响

3．3．16 密胺餐具热重分析

3．3．17 红外(FT-IR)谱图分析

3．4 本章小结

第4章 密胺餐具中甲醛迁移数学模型的研究

4．1 菲克(Fick)扩散定律

4．2 单层迁移数学模型

4．3 影响迁移的重要参数

4．3．1 扩散系数

4．3．2 分配系数

4．4 实验材料和方法

4．4．1 实验材料及试剂

4．4．2 实验仪器

4．4．3 实验方法

4．5 结果与讨论

4．5．1 甲醛扩散系数的计算与讨论

4．5．2 甲醛分配系数的计算与讨论

4．6 本章小结

第5章 密胺餐具中甲醛的安全风险评估

5．1 甲醛的毒理性

5．2 食品安全风险评估的步骤

5．3 实验材料与方法

5．3．1 实验材料及试剂

5．3．2 实验仪器

5．3．3 实验方法

5．4 结果与讨论

5．4．1 食品模拟物种类的影响

5．4．2 食品模拟物浓度的影响

5．4．3 迁移温度的影响

5．4．4 迁移时间的影响

5．4．5 重复使用次数的影响

5．4．6 低温处理的影响

5．4．7 微波加热时间及微波次数的影响

5．5 本章小结

第6章 总结、创新点与展望

6．1 总结

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

硕士期间完成的论文

致谢

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