影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法

摘要

本发明涉及一种影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法，属于分析检测技术领域。该方法内容如下：试验指标为纸杯口触部分材料中酞酸酯的迁移量；试验因子为唾液模拟物——5种不同的唾液模拟物；试验结果处理——通过方差分析，Tukey，Scheffe，LSD，Bonferroni，Sidak，Gabrie，Hochberg,s GT2和Dunnett t多重比较，判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响程度，从而筛选出最佳唾液模拟物。本方法在应用过程中具备以下优点：能判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响是否显著、直观分析影响趋势；判别及推断科学、可靠。为评估、监管纸杯提供数据和理论支撑。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法，属于分析检测领域。 

背景技术：

酞酸酯，也叫邻苯二甲酸酯（PAEs），是指邻苯二甲酸（Phthalate acid）的酯化衍生物，是塑胶工业中最为常见的塑化剂。在日常及工业上被广泛用于高分子塑胶产品的生产，如聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、泡棉，亦可添加于胶合剂、涂料、油墨中。 

近年来邻苯二甲酸酯（PAEs）被归入国际上重点监控的内分泌干扰激素或环境荷尔蒙。欧盟、美国等已将PAEs列为优先控制污染物，并不断增加监控种类。我国也将DMP、DBP和DOP三种邻苯二甲酸酯列入“中国环境优先污染物黑名单” ^[1]。中华人民共和国卫生部于2011年6月1日发布紧急通知《关于公布食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单（第六批）的公告》（卫生部公告2011年第16号），将17种邻苯二甲酸酯列为第六批违法食品添加剂。国际、国内重点监控的PAEs种类见表1。 

表 1  国际、国内重点监控的PAEs种类 

欧盟2002/72/EC指令引入了食品接触材料中所含添加剂特定迁移量的规定^[2]。2007/19/EC指令规定了自2008年6月1日起，若食品接触塑料材料和制品中的增塑剂不符合表 2 中的限量指标，欧盟将禁止生产和进口该产品。我国根据《中华人民共和国食品卫生法》新发布的GB 9685-2008《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》中有关增塑剂的相关规定如表 3 ^[2]。 

表 2  欧盟 2007/19/EC 指令中与增塑剂相关的限量指标 

表 3  GB 9685-2008中与增塑剂相关的规定 

纸杯是将用木浆制成的原纸进行机械加工、粘合所做得的一种纸容器，外观呈口杯形。纸杯在生产中为了达到隔水效果，会在内壁涂一层聚乙烯隔水膜^[3, 4]。聚乙烯是食品加工中最安全的化学物质之一。酞酸酯理论上只应用于聚氯乙烯，不应该存在聚乙烯中。但是塑料的再回收使用，加上分类不清，造成有些聚乙烯塑料中含有少量的酞酸酯^[5]，其次，纸杯隔水膜如果使用工业塑料，为了增加杯子韧性和刚度，也会添加增塑剂。如果添加剂量过大或使用非法增塑剂，卫生状况难以保证^[3]。 

再者，有的纸杯上会有油墨印刷的缤纷图案和字样，当纸杯叠在一起时，纸杯外面的油墨必然影响其外面所包裹的纸杯内层^[3]。喝水时嘴唇接触杯口，印刷图案所用油墨可能会被摄入^[3]。传统热固油墨主要成分为PVC树脂、邻苯二甲酸酯增塑剂、颜料及助剂，其产品中邻苯二甲酸酯的含量近年受到关注，并越来越受到各种严格的限量规管^[6]。 

另外，在纸杯的粘合工艺中，胶是最常用的粘合剂。赖莺等人^[7]采用气相色谱质谱法在某白乳胶中检出邻苯二甲酸二丁酯（DBP）。杨斌等人 ^[8]同样采用气 相色谱质谱法在某水基胶中检出邻苯二甲酸二丁酯（DBP）及邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）。 

由此可见，纸杯所用隔水膜、印刷油墨、粘合剂都可能是纸杯受邻苯二甲酸酯污染的主要来源。 

国际上测定食品包装材料中化学物质迁移量的方法通常是根据食品的特征，选不同的模拟溶媒（也称食品模拟物），在特定条件下进行试验，以物质的溶出量表示迁移量^[9~11]。据此，可模拟口腔环境，以唾液模拟物溶出的纸杯口触部分材料中酞酸酯的量来表示纸杯口触部分材料中酞酸酯向口腔的迁移量，简称纸杯口触材料酞酸酯迁移量。 

我国每年消耗的一次性纸杯达500 亿只以上，且随着国民消费水平的提高呈现递增态势。开展与口腔接触的纸杯中酞酸酯向口腔迁移情况的研究，建立与口腔接触的纸杯中酞酸酯迁移量的有效分析方法，可以为评估、监管纸杯提供数据和理论支撑。 

为最大限度地保护广大消费者，在分析纸杯口触部分材料中酞酸酯向口腔的迁移量时，要尽可能模拟实际且让迁移量最大。在进行模拟迁移试验时，唾液模拟物种类的选择是本领域人员关注的重点。筛选确定科学、合理的唾液模拟物，规范样品制备技术是保证后续纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量测定结果可靠性及科学性的关键。 

目前为止，在国内外未见关于影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法的公开报道。 

参考文献 

[1]陈珠灵，黄瑜奎，王桂美等. 化妆品中邻苯二甲酸酯类环境激素检测方法研究[J] . 环境科学与技术. 2007，30(4)：43- 47. 

[2]石万聪. 增塑剂的毒性及相关限制法规[J]. 塑料助剂，2010，3：43-47. 

[3]http://baike.baidu.com/view/704637.htm

[4]http://baike.baidu.com/view/289346.htm 

[5]http://groups.google.com/group/ntusunrise_file/tree/browse_frm/month/2011-06/df4fe11ed0b55e64?hide_quotes=no 

[6]陈洪伟，廖亮，罗群. 气相色谱法测定油墨中的邻苯二甲酸酯类[J]. 广 东化工，2011，（7），136~140. 

[7]赖莺. 气相色谱质谱法同时测定建筑用胶中苯系物和邻苯二甲酸酯类增塑剂[J]. 分析实验室，2010，（3），58~62. 

[8]杨斌，陈超英，吴达，林华清，陈星洁，戴云辉. 气相色谱质谱联用法测定烟用水基型乳胶中的邻苯二甲酸酯[J]. 烟草化学，2011，（7），48-51.  

[9]王世平. 食品安全检测技术[M]. 中国农业大学出版社（北京），2009年8月第1版：280. 

[10]GB/T 23296.1-2009 食品接触材料 塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验方法和含量测定以及食品模拟物条件选择的指南[S]. 

[11]SN/T 2280-2009 食品接触材料 塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验方法和含量测定以及食品模拟物条件选择的指南[S]. 

[12]林维宣，黄椿，李志西，等. 试验设计方法[M]. 大连：大连海事大学出版社，1995, 146~154. 

[13]任露泉．试验优化设计与分析（第二版）[M]. 北京：高等教育出版社，2003, 107~108. 

[14]茆诗松，周纪芗，陈颖. 试验设计[M]. 北京：中国统计出版社，2004, 138~144. 

[15]杨德．试验设计与分析[M]. 北京：中国农业出版社，2002, 64~79. 

[16]GB/T 21911-2008 食品中邻苯二甲酸酯的测定[S]. 

[17]苏金明. 统计软件SPSS 12.0 for Windows 应用及开发指南［M］. 北京：电子工业出版社，2004, 253~259. 

[18]卢纹岱. SPSS 统计分析(第4版)［M］. 北京：电子工业出版社，2010. 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法。 

本发明采用代表性唾液模拟物，结合单因子随机试验设计、方差分析、F显著性检验、多重比较，建立了一种影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法。对提高纸杯产品质量安全具有重要现实意义。 

本发明方法的具体步骤如下： 

（1）确定试验指标为纸杯口触部分材料中酞酸酯的迁移量，单位为μg/3 pcs； 

（2）确定试验因子及其水平：唾液模拟物种类，5水平； 

（3）选用单因子随机设计编制试验方案； 

（4）根据试验方案制备检测用样品； 

（5）采用脉冲不分流进样、GC-MS 检测纸杯口触部分材料中酞酸酯的迁移量； 

（6）对检测数据进行方差齐性检验； 

（7）若样本方差齐，对检测数据进行方差分析及F显著性检验； 

（8）对有显著影响的试验指标，采用Tukey，Scheffe，LSD，Bonferroni，Sidak，Gabrie，Hochberg,s GT2和Dunnett t检验8种方法对检测数据进行多重比较； 

（9） 根据分析结果判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响程度； 

（10）根据各样本之纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量均值，绘制均值比较图，并根据均值比较图直观分析不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响趋势； 

（11）确定用以测定纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的最佳唾液模拟物。 

按本发明方法在应用过程中具备以下优点： 

A.通过方差分析和F显著性检验，能判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响是否显著； 

B.通过多重比较能推断不同唾液模拟物之间对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量影响的差异； 

C.通过均值比较图能直观分析不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响趋势； 

D.为判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的影响及筛选最佳唾液模拟物，提供了一种科学可行的系统研究方法。 

附图说明：

图1为不同唾液模拟物影响邻苯二甲酸二环己基酯（DCHP）迁移量的均值比较图。 

图2为不同唾液模拟物影响邻苯二甲酸正二辛酯（DNOP）迁移量的均值比较图。 

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作详细描述，但并不限制本发明。 

影响纸杯口触材料中酞酸酯迁移量的唾液模拟物筛选方法之步骤如下： 

1确定试验指标 

确定试验指标为纸杯口触部分材料中酞酸酯的迁移量（酞酸酯各成分见表1），单位为μg/3 pcs。 

2确定试验因子及其水平 

确定试验因子为唾液模拟物种类。资料检索表明，在用权威唾液模拟物大约有5种，所以唾液模拟物水平数为5水平（见表4及其注释）。 

3选用单因子随机设计^[12~15]编制试验方案（表4） 

表4 筛选唾液模拟物种类的单因子随机设计试验方案 

a, 试液1 （pH 2.50）： 试液用超纯水（三级水）配制，每升含氯化钠（NaCl）4.5 g，氯化钾（KCl）0.3 g，硫酸钠（Na₂SO₄）0.3 g，氯化铵（NH₄Cl）0.4 g，乳酸[CH₃CH（OH）COOH] 3.0 g，尿素（H₂NCONH₂）0.2 g. 参见SN/T 1058 – 2002进出口纺织品耐唾液色牢度实验方法[S]. 

b, 试液2 （pH 6.40）：超纯水（三级水）. 参见德国《食品、烟草制品、化妆品和其它日用品管理法》. 

c, 试液3 （pH 6.80）：试液用超纯水（三级水）配制，每升含六水合氯化镁（MgCl₂ ^. 6H₂O）0.17 g， 二水合氯化钙（CaCl₂ ^. 2H₂O）0.15 g，二水合磷酸氢二钾（K₂HPO ₄ ^. 2H₂O）0.76 g，碳酸钾（K₂CO₃）0.53 g，氯化钠（NaCl）0.33 g，氯化钾（KCl）0.75 g，用质量百分比浓度为 1 % 的盐酸溶液调节pH至6.80 ± 0.1，参见DIN 53160-1-2002 日用品色牢度的测定[S]. 

d, 试液4 （pH 7.58）：试液用超纯水（三级水）配制，每升含磷酸氢二钠 （Na₂HPO₄）0.260 g，氯化钠 （NaCl）0.700 g，硫氰酸钾（KSCN） 0.330 g，磷酸二氢钾（KH₂PO₄）0.200 g，碳酸氢钠（NaHCO₃）1.500 g，氯化钾（KCl）1.200 g，参见GB/T 16886.15-2003/ISO 10993-15: 2000 医疗器械生物学评估[S]. 

e, 试液5 （pH 8.60）：试液用超纯水（三级水）配制，每升含碳酸氢钠（NaHCO₃）4.2 g，氯化钠（NaCl）0.5 g，碳酸钾（K₂CO₃）0.2 g. 参见SN/T 1058 – 2002进出口纺织品耐唾液色牢度实验方法[S]. 

4根据试验方案制备检测用样品 

根据试验方案（表4），随机抽取同一品牌及规格的纸杯45个，分别在距杯口边缘15 mm处裁下相应口触部分材料作为试验材料，共计45条。每9条为1组，共5组。计算每条试验材料的面积，并作为每个纸杯的口触面积（0.33 dm²/pcs）。 

1类推9]致。不同唾液模拟物对纸杯口触部分酞酸酯迁移量的影响的取各成分浓度均为20 μg/mL的邻苯二甲酸酯混合标准溶液（酞酸酯各成分见表1）1 mL于5个250 mL锥形瓶中，用氮气吹扫至溶剂正己烷完全挥发。再往每个锥形瓶中注入唾液模拟物150 mL（按纸杯口触部分材料与唾液模拟物的面积-体积比1 dm²/50 mL, 用9条试验材料的面积与之换算得到试验应该加入的唾液模拟物体积），并置于恒温振荡器中振荡平衡至37 ℃±1 ℃。然后，将截好的9条试验材料置于恒温好的唾液模拟物中，并将锥形瓶再次置于恒温振荡器（温度：37 ℃±1 ℃，振荡频率：80 r/min）中，振荡30 min±1 min。 

振荡结束后将唾液模拟物提取液趁热转移至锥形瓶中密封保存。待提取液回到室温后，准确量取相当于3个纸杯口触部分的提取液50 mL于125 mL分液漏斗中，并加入0.5 mg/L的苯甲酸卞酯（内标）溶液1 mL，以色谱纯二氯甲烷萃取3次（每次30 mL）。合并有机相，加入少量无水硫酸钠干燥过夜。用旋转蒸发仪浓缩有机相至近干，再以正己烷定容至1 mL待检测。 

按同样的方法每个试验共重复3次，同时每个试验制1个空白样品，空白样品与试验样品的区别是空白样品体系中不加邻苯二甲酸酯混合标准溶液。 

5采用脉冲不分流进样、GC-MS检测纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量 

用脉冲不分流进样，GC-MS检测^[16] 所制样品中酞酸酯的量，并以此表示各次试验所测纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量，结果见表5。由于每种试验按方案共重复3次，得到3个试样，每个试样再重复检测2次，因此采用不同的唾液模拟物针对不同的酞酸酯可得到6个不同的数据，6个数据做一组，每组数据就是一个样本。如，采用唾液模拟物1（试液1）针对DCHP检测得到6个不同的数据，这6个数据为样本1；采用唾液模拟物2（试液2）针对DCHP检测得到6个不同的数据，这6个数据为样本2，以此类推。 

表5  纸杯口触部分材料中PAEs迁移量（μg/3 pcs）^f

f, 由于本试验使用的混合标准溶液所含18种酞酸酯等浓度，而邻苯二甲酸二异壬酯 （DINP）和邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）的检测限比其它邻苯二甲酸酯类物质的检测限高1个数量级，因此未能检测获得邻苯二甲酸二异壬酯 （DINP）和邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）相关数据。另外，由于只有DCHP和DNOP 数据方差不齐，在此只列出DCHP和DNOP数据。 

6对检测数据进行方差齐性检验 

大量的最佳唾液模拟物；为了将唾液模拟物变化引起的试验结果间的差异与误差引起的试验结果间的差异区分开来，可对试验结果进行方差分析和F显著性检验^{[12~15, 17, 18]}。方差分析之前要进行方差齐性检验，结果见表6。 

表6  方差齐性检验结果表 

g, 在方差齐性检验结果中，若Sig. ≥ 0.05，判别方差齐；若Sig. < 0.05，判别方差不齐。 

7对检测数据进行方差分析及F显著性检验^{[12~15, 17, 18]}

表6表明，选用不同的唾液模拟物时，各样本方差一致，即方差齐。所以能够通过单因素方差分析和F显著性检验，判别不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP迁移量的影响是否显著。单因素方差分析和F显著性检验结果见表7。 

表7 基于方差齐的单因素方差分析和F显著性检验结果 

h, 渐近F分布； 

i, 若Sig. > 0.05，判别唾液模拟物对PAEs迁移量影响不显著；若Sig. < 0.05，判别唾液模拟物对PAEs迁移量有显著影响。 

根据表7方差分析和F显著性检验结果能够判定：唾液模拟物对DCHP，DNOP迁移量有显著影响。 

8多重比较 

由于根据近似方差分析结果仅能够推断5种唾液模拟物对纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP迁移量影响是否有显著差异。如果需要推断5种唾液模拟物之间对纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量影响是否有显著差异，就需要对均值进行两两比较，即多重比较。 

方差齐时，常用的多重比较方法主要有Tukey， Scheffe，LSD，Bonferroni，Sidak，Gabriel，Hochberg^,s GT2和Dunnett t 等多种方法^{[15, 17, 18]}。其检验效果有一定差异：（1）LSD对均值的两两比较较宽松，与其他方法相比，计算出的均值差异显著性概率Sig.的数值较小，能检出较多的显著性差异；（2）Scheffe对均值的两两比较较保守，和其它多重检验相比，这种检验要求均值之间的差异较大时才能判为显著；（3）Bonferroni，Sidak，Tukey，Hochberg^,s GT2和Gabrie这5种方法的检验效果介于LSD和Scheffe两种方法之间，而且它们计算出的均值差异显著性概率Sig. 的数值非常接近，检验效果基本一致。不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP迁移量影响的多重比较结果见表8。 

表8  不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP迁移量影响的多重比较结果 

j, *，表示该数据对应的两组均值之间有显著差异，其对应的显著性概率Sig. < 0.05。 

k, Dunnett t-tests即确定一组数据，其他各组数据与之进行比较，得到相应的结论。 

表8表明，5种不同的唾液模拟物处理之间对纸杯口触部分材料中DCHP迁移量的影响有显著差异；pH为6.80的唾液模拟物（试液3）与pH为8.60的唾液模拟物（试液5）相比，其对DNOP迁移量的影响也有显著差异。 

9绘制均值比较图^{[15, 17, 18]}

根据各样本之纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量均值，绘制均值比较图（图1~图2）。从均值比较图能够直观地看出不同唾液模拟物对纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP两种酞酸酯迁移量的影响规律。 

10确定用以测定纸杯口触部分材料中酞酸酯迁移量的最佳唾液模拟物 

结合多重比较结果（表8）和均值比较图（图1~图2），能够判定：与其它4种唾液模拟物相比，采用唾液模拟物3（试液3，pH=6.80）测定纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP两种酞酸酯迁移量，其数值最低。为最大限度地保护广大消费者，在分析纸杯口触部分材料中酞酸酯向口腔的迁移量时，要尽可能模拟实际且让迁移量最大（望大）。因此，用以测定纸杯口触部分材料中DCHP和DNOP两种酞酸酯迁移量的唾液模拟物最好不要使用试液3，可采用试液5 （pH 8.60）：试液用超纯水（三级水）配制，每升含碳酸氢钠（NaHCO₃）4.2 g，氯化钠（NaCl）0.5 g，碳酸钾（K₂CO₃）0.2 g（参见SN/T 1058 – 2002进出口纺织品耐唾液色牢度实验方法[S]）。