仿瓷餐具中甲醛的乙酰丙酮分光光度法探究
魏秋宁, 陈涛, 刘芳芳     
宁夏回族自治区疾病预防控制中心
摘要: 目的 通过对仿瓷餐具中甲醛的乙酰丙酮分光光度法研究,为食品安全标准制修订提供充分、可靠的数据支持,为食品安全监督管理提供技术支撑。方法 利用甲醛在乙酸铵存在下,与乙酰丙酮反应生成黄色的3,5-二乙酰基-1,4-二氢二甲基吡啶化合物,于波长414 nm处比色定量。结果 本法标准曲线的回归方程为:y=0.009 77+0.026 0x,r=0.999 9,线性范围(0.20~6.0)mg/L;方法的检出限为0.015 mg/dm2;定量限为0.045 mg/dm2;低中高浓度相对标准偏差(RSD)分别为4.42%、4.27%和1.24%;3种仿瓷餐具样品不同加标量回收率分别为勺子95.0%、方碟98.7%、大碗97.6%。结论 乙酰丙酮分光光度法能够满足仿瓷餐具中甲醛迁移量的检测要求,操作方便,容易推广,适合于基层特别是市、县疾控中心开展相关的工作。
关键词: 仿瓷餐具     甲醛     乙酰丙酮     检出限     精密度     回收率    
Determination of Formaldehyde in Imitation Porcelain Tableware by Spectrophotometry with Acetylacetone
WEI Qiuning, CHEN Tao, LIU Fangfang     
Abstract: Objectives To detection the content of formaldehyde in imitation porcelain tableware by acetyl acetone spectrophotometric method to provide full and reliable data for the revision of food safety standard system, and provide technical support for food safety supervision and management. Methods In the excessive presence of ammonium acetate, formaldehyde reacted with acetyl acetone and created a yellow compound generated by formaldehyde and acetylacetone with ammonia, which was detected by spectrophotometry at 414 nm wave length. Results The linear range was (0.20~6.0) mg/L. The regression equation was y=0.009 77x+0.026 0, and the correlation coefficient was 0.999 9. The detection limit was 0.015 mg/dm2 and the limit of quantitation was 0.045 mg/dm2. The RSD of low, medium and high concentrations were 4.42%, 4.27% and 1.24%, respectively. The recovery of imitation porcelain tableware samples was 90% for spoon, 98.7% for dish and 97.6% for bowl. Conclusions This method could satisfy the requirement of testing formaldehyde migration in imitation porcelain tableware. The operation is simple and easy to promote and suitable for grass-roots, especially in the city-and county-level Center for Disease Control and Prevention to carry out related works.
Key words: imitation porcelain tableware     formaldehyde     acetylacetone     detection limit     precision     recovery    

仿瓷餐具是由三聚氰胺-甲醛树脂(俗称蜜胺树脂)模塑粉加热加压铸模而成的一种热固性塑料餐具。因其外观精美类似瓷器、质地光滑、不易破碎、导热度低、易手捧及唇触、便于机器洗涤、经久耐用等独特的优点。同时,也备受妈妈们的青睐,成为婴幼儿餐饮具的主打产品[1]

近年来,含有甲醛为原料生产的装璜材料、家具、防腐剂、杀菌剂、化妆品等广泛使用。甲醛是高挥发性有机化合物,对眼部及呼吸、神经和内分泌等系统均具有毒性, 此外还有致癌、致突变的遗传效应[2]。因此,建立甲醛的检测方法显得尤为重要,为基层疾病预防控制中心开展仿瓷餐具中甲醛迁移量的检测奠定基础。

1 材料与方法 1.1 材料

从宁夏回族自治区银川市大型超市购买仿瓷勺子、方碟、大碗各4份供模拟试验用。

1.2 仪器

VIS型723分光光度计(上海第三分析仪器厂)。

1.3 方法[3]

1.3.1 试剂及配制 1.3.1.1

冰乙酸(优级纯);无水乙酸胺(分析纯);乙酰丙酮(分析纯)。

1.3.1.2

乙酰丙酮溶液:称取15.0 g乙酸铵溶于适量水中,移入100 mL容量瓶中,加40 uL乙酰丙酮和0.5 mL冰乙酸,用水定容至刻度。此溶液临用现配。

1.3.1.3

甲醛标准溶液10.0 μg/mL:吸取10.0 mL浓度为100 μg/mL的甲醛标准溶液(购于环境保护标准样品研究所),用4%(v/v)乙酸溶液定容于100 mL棕色容量瓶中至刻度,摇匀。

1.3.1.4

浸泡模拟溶剂:4%(v/v)乙酸溶液。

1.4 检测方法

1.4.1 浸泡试验

按照食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则(GB 5009.156-2016)[4]规定的样品制备方法和浸泡实验条件,进行甲醛的浸泡试验,4%(v/v)乙酸溶液60℃浸泡2 h。

1.4.2 空白试验

除不与待测样品接触外,按浸泡试验步骤进行空白试验。

1.4.3

标准曲线的制备:取数支10 mL具塞比色管,分别加入一定体积的甲醛标准使用液,加4%(v/v)乙酸溶液至5 mL,加5 mL乙酰丙酮溶液,摇匀。于40℃水浴中加热30 min,取出冰水浴冷却2 min用10 mm比色皿在波长414 nm处,以4%(v/v)乙酸溶液为参比测吸光度。将系列校准液所得的吸光度值,扣除空白试验的吸光度值,以校准液中含有的甲醛量为横坐标,建立标准曲线。

1.4.4 样品测定

分别移取5.0 mL浸泡试液和空白溶液标准曲线的制备步骤进行操作。

2 结果 2.1 标准曲线的校准

通过对回归曲线的统计检验,将3条标准曲线进行合并,得到一个回归方程[5](表 1)为:y=0.00977 + 0.026 0xr=0.999 9。标准曲线标准使用溶液在(0.20~6.0) mg/L,线性良好。

表 1 标准曲线的制备及其统计检验
编号 标液加入体积/mL 加入量/μg 标准曲线1(A) 标准曲线2(A) 标准曲线3(A) 均数
1 0.0 0.0 0.009 0.008 0.007 0.008
2 0.1 1.0 0.034 0.034 0.038 0.035
3 0.25 2.5 0.073 0.076 0.075 0.075
4 0.5 5.0 0.138 0.141 0.141 0.140
5 1.0 10.0 0.269 0.271 0.271 0.270
6 1.5 15.0 0.401 0.408 0.400 0.403
7 2.0 20.0 0.519 0.527 0.530 0.525
8 2.5 25.0 0.653 0.666 0.660 0.660
9 3.0 30.0 0.783 0.791 0.788 0.787
a 0.009 31 0.009 70 0.010 3 0.009 77
b 0.025 76 0.026 13 0.025 97 0.026 0
r 0.999 95 0.999 93 0.999 98 0.999 95
F检验 F0.05.7.7=4.99 F1,21.44 F2,33.54 F1,32.49 方差齐
t检(a) t0.02, 7+7=2.624 ta1, 20.195 ta2, 30.337 ta1, 30.635 无显著性差异
t检(b) t0.02, 7+7=2.624 tb1, 22.426 tb2, 31.209 tb1, 31.812 无显著性差异
合并回归方程y=0.009 77+0.026 0x   r=0.999 9

2.2 检出限、定量限

分光光度法中规定以扣除空白值后,吸光度为0.01相对应的浓度值为检出限,3倍检出限的浓度值为定量限[6]。检出限=0.01/0.026=0.385 μg;定量限=0.385×3=1.16 μg。以2 mL/cm2试样表面积接触浸泡试液,吸取5.0 mL浸泡液测定,该方法的检出限为0.077 mg/L和0.015 mg/dm2;定量限0.23 mg/L和0.045 mg/dm2

2.3 仪器的精密度试验

选取同一4%(v/v)乙酸溶液作模拟溶剂,经浸泡试验和试液处理后连续进样6次(0.043,0.043,0.042,0.043,0.043,0.043),其吸光度值的相对标准偏差(RSD)为0.958%。表明在此条件下,723型分光光度计处于良好的运行状态。

2.4 甲醛显色产物的紫外吸收光谱

用4%(v/v)乙酸溶液介质的空白标准溶液(B)和2 mg/L甲醛4%(v/v)乙酸溶液(A)经乙酰丙酮显色后进行波长扫描(图 1),最大吸收波长414 nm。甲醛与乙酰丙酮反应的特异性好,测定时生成的黄色的3, 5-二乙酰基-1, 4-二氢二甲基吡啶化合物,于波长414 nm下在10 h内显色稳定[2]

图 1 甲醛显色产物的紫外吸收光谱图

2.5 方法精密度试验

下述表 2中,所用样品为实验室用4%(v/v)乙酸溶液和甲醛标准溶液配制的0.1、1.0和3.0 mg/L的样品。将上述配制的样品连续重复平行测定6 d,低中高不同浓度的标准偏差分别为0.004 47、0.043 2和0.037 8,相对标准偏差RSD分别为4.42%、4.27%和1.24%,完全符合国家食品污染和有害因素风险工作手册2013版的相关要求(被测组分含量水平<10 mg/kg,实验室内变异系数<7.5%)。

表 2 精密度实验结果
平行号 0.1 mg/L 1.0 mg/L 3.0 mg/L
1 0.105 0.100 1.02 1.08 3.09 3.01
2 0.095 0.098 1.00 1.02 3.08 2.98
3 0.097 0.099 1.05 0.98 3.00 3.10
4 0.107 0.101 1.01 0.95 3.05 3.07
5 0.109 0.103 1.09 0.99 3.01 3.06
6 0.104 0.096 0.97 0.98 3.02 3.08
平均值 0.101 1.01 3.04
标准偏差S 0.004 47 0.043 2 0.037 8
相对标准偏RSD% 4.42% 4.27% 1.24%

2.6 准确度

分别于勺子、方碟和大碗3种容器加入定量的甲醛标准溶液,按1.4检验方法进行回收率试验,结果见表 3

表 3 仿瓷餐具样品测定结果及其不同加标量回收率
平行号 勺子/
(mg/L)
加标浓度
加标量
0.5/(mg/L)
回收率/
%
方碟/
(mg/L)
加标浓度
加标量
1.0/(mg/L)
回收率/
%
大碗/
(mg/L)
加标浓度
加标量
2.0/(mg/L)
回收率/
%
1 2.23 2.71 96.0 2.60 3.61 101 2.94 4.92 99.0
2 2.29 2.76 94.0 2.76 3.73 97.0 2.98 4.98 100
3 2.31 2.77 92.0 2.80 3.75 95.0 3.15 5.12 98.5
4 2.15 2.62 94.0 2.55 3.53 98.0 2.88 4.80 96.0
5 2.18 2.66 96.0 2.51 3.53 102 2.75 4.65 95.0
6 2.25 2.74 98.0 2.65 3.64 99.0 2.96 4.90 97.0
均值 2.25 2.71 95.0 2.64 3.63 98.7 2.90 4.90 97.6
标准偏差S 0.094 0.059 2.10 0.115 0.095 2.58 0.083 0.158 1.91
相对标准偏差RSD% 4.16 2.19 2.21 4.36 2.61 2.62 2.86 3.26 1.96

表 3可知,3种仿瓷餐具样品不同加标量回收率分别为勺子95.0%、方碟98.7%、大碗97.6%,完全符合《国家食品污染和有害因素风险工作手册》(2013版)的相关要求,被测组分含量(1~100) mg/kg,回收率范围90%~110%。

2.7 仿瓷餐具样品的测定

表 3可知,3种仿瓷餐具样品的测定结果分别是勺子(2.25±0.094) g/L、方碟(2.64±0.115) mg/L、大碗(2.90±0.083) mg/L,相对标准偏差(RSD)分别是4.16%、4.36%、2.86%,完全控制在10%,符合食品安全风险监测手册的相关要求(被测组分含量水平<10 mg/kg,实验室内变异系数<7.5%)。

3 讨论

试样用自来水冲洗后用餐具洗涤剂清洗,再用自来水反复冲洗后,用蒸馏水或无离子水冲(2~3)次,置烘箱中烘干。塑料、橡胶等不宜烘烤的制品,应晾干,必要时可用洁净的滤纸将制品表面水分揩吸干净,但纸纤维不得存留器具表面。清洗过的试样应防止灰尘污染,并且清洁的表面也不应再直接用手触摸。

浸泡试验严格按照《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》(GB 5009.156-2016)[4]规定的样品制备方法和浸泡实验条件操作,蜜胺仿瓷餐具中甲醛和三聚氰胺在低温下释放迁移量较小,大于70℃温度下较大,即该类餐具不适合在高温下使用[1],通则规定浸泡实验条件为4%(v/v)乙酸溶液作模拟溶剂60℃水浴浸泡2 h。浸泡试验过程中至测定前,应注意密封,以避免甲醛的挥发损失,影响测定结果准确性,通常实验室采用保鲜膜将浸泡容器密封后放置水浴锅上达到密封效果。

用4%乙酸浸泡时,应先将需要量的水加热至所需温度,再加计算量的冰乙酸使其浓度达到4%,否则浸泡液量较大升温过程乙酸有损失,影响甲醛迁移量;浸泡时应注意观察,必要时应适当搅动,并清除可能附于试样表面上的气泡;浸泡结束后,应观察溶剂是否蒸发损失,否则应加溶剂补足至原体积。

严格控制显色温度,本法规定40℃水浴中加热30 min,使得不同的实验室所得数据更具有可比性;显色剂-乙酰丙酮溶液一定要临用现配,否则时间长影响显色。

本次方法研究结果显示,乙酰丙酮分光光度法所用仪器设备简单,操作方便,检出限、精密度、回收率均能满足食品安全风险监测的相关要求,本法容易推广、普及,适合于基层特别是市、县疾病预防控制中心开展相关的工作。

参考文献
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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.03.019
中国疾病预防控制中心主办。
0
魏秋宁, 陈涛, 刘芳芳
WEI Qiuning, CHEN Tao, LIU Fangfang
仿瓷餐具中甲醛的乙酰丙酮分光光度法探究
Determination of Formaldehyde in Imitation Porcelain Tableware by Spectrophotometry with Acetylacetone
环境卫生学杂志, 2018, 8(3): 270-273
Journal of Environmental Hygiene, 2018, 8(3): 270-273
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.03.019

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