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酞酸酯_酞酸酯类污染物向土壤及食物迁移的研究进展

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:本文介绍了PAEs进入食物的途径、包装材料中PAEs的潜在溶出迁移性、以及影响迁移性的因素。对探讨PAEs对人类风险评价具有重要的意义。   关键词:酞酸酯 食物 包装材料
  
  Abstract: In this paper, route by which PAEs enter food, potential leakage and migration properties of PAEs from package materials, and factors affecting the migration were introduced. The research is of great significance for human health risk assessment of PAEs.
  Key words: PAEs, food, package materials
  中图分类号: TS972.24 文献标识码:A 文章编号:
  酞酸酯(Phthalatic acid esters, PAEs),即邻苯二甲酸类化合物,作为增塑剂被广泛用于高分子材料中,比如聚氯乙烯(PVC)或聚偏氯乙烯(PVDC),可以增加材料的柔韧性。PAEs并没有和高分子链聚合,而是以弱分子间作用力结合,因此PAEs可以通过浸泡或者挥发过程从高分子材料中迁移出来[1]。世界范围内PAEs增塑剂的大量生产和广泛使用,使其进入到各种环境介质甚至食物中。由于PAEs属于内分泌干扰物,具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应,它的存在受到世界范围内的广泛关注。有研究表明,邻苯二甲酸二(α-乙基己基)酯(DEHP)可以导致小鼠和大鼠的肝癌;邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、DEHP、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)能影响哺乳动物幼崽的生长和生殖系统;邻苯二甲酸二甲基酯和邻苯二甲酸丁基酯被认为具有最大的雌性激素干扰效应。人类暴露于PAEs污染物的途径主要是饮食和饮水[2]。本文对PAEs污染物进入食物的途径、潜在迁移性进行总结。对探讨PAEs对人类风险评价具有重要的意义。
  
  1. PAEs进入食物的途径
  1.1 直接从环境介质中吸收迁移
  PAEs进入食物的途径很多。比如大气、水、土壤、沉积物中的PAEs通过植物的吸收进入生物体内。有研究表明[3],土壤中PAEs的浓度越大,利用盆栽种植的胡萝卜、黄瓜、番茄中DBP、DEHP的含量也越高,且植物的根、茎、叶和果实均检测到DBP、DEHP的存在,但果实中DBP的量要远大于DEHP,说明PAEs在植物中的吸收和转运和PAEs的物理化学性质有关,DBP的分子量和正辛醇水分配系数(logKow)小于DEHP,更容易被蔬菜吸收和转运。在盆栽大豆中,也检测到DBP的含量和土壤中DBP的浓度成正比[4]。
  1.2 包装材料和加工过程中的溶出迁移
  PAEs也可以通过食物的包装和加工过程溶出迁移进入食物。有报告称[5],因使用了含有DEHP的PVC塑料包装瓶盖,饮料中DEHP的含量为0.065 μg/g,食物中为0.29 μg/g。牛奶在收集、运输、包装过程中没有污染,但在乳酪加工过程中DEHP被浓缩,含量增至1.93 mg/kg。
  2. 塑料制品中PAEs的潜在迁移性
  因为PAEs被大量用于塑料制品中,因此针对塑料包装材料中PAEs向食物的潜在迁移性研究比较多。主要包括向食物模拟物(蒸馏水、乙醇溶液、乙酸溶液、异辛烷等)的迁移、向食物中(奶酪、食用油、猪肉等)的迁移、迁移预测模型等。
  2.1 向食物模拟物的迁移
  食物模拟物是成分简单,性状与食物相似,与材料接触时和食物有相似迁移性的一些常用溶剂,如蒸馏水、乙酸水溶液、乙醇水溶液等。Goulas[6]研究了几种商业共挤复合膜和塑料容器向蒸馏水、3%乙酸水溶液、异辛烷3种食物模拟液中的迁移特性。结果表明,5层共挤膜在40℃、接触10 d,向蒸馏水和3%乙酸水溶液中的迁移量分别为2.3~14.4mg/L和3.9~15.9mg/L。5层共挤膜在20℃、接触2d,向异辛烷的迁移量是18.8~164.7mg/L,比水性模拟物中的迁移量高。俞晔等[7]研究了4种不同模拟食物条件下塑料中PAEs类化合物的溶出量随时间、温度、振荡频率、pH的变化规律。
  2.2向食物中的迁移
  食物的种类多,成分复杂。选择迁移实验的食物也多是脂肪含量相对高的食物。比如奶类、食用油类。Goulas[8]研究了食品级PVC膜中DEHA向软、硬奶酪中的迁移。研究表明,DEHA的迁移量与食物脂肪含量、接触时间有关。脂肪含量越高、接触时间越长迁移量越大。杨科峰等[9]采用毛细管柱气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)的选择离子检测方式(SIM)检测了食用油和厨房油烟冷凝物中DBP和DOP的含量。结果表明,食用油中DBP和DOP的最高含量分别为2.98 mg/L和24.16 mg/L,厨房油烟冷凝物中DBP和DOP最高含量分别为133.70 mg/L和222.05 mg/L。说明了食用油包装材料中的PAEs会溶移到食用油中。应对食用油中DBP和DOP的最高允许量进行安全性评价。张双灵[10]建立了猪肉中 DEHP的皂化蒸馏检测方法,运用膜/肉接触的比色管模式,研究了 PVC 膜/肉接触时,温度、时间、脂肪含量、pH 值对增塑剂DEHP向猪肉中迁移的迁移量的影响。研究结果表明,DEHP向猪肉中的迁移量随接触时间的延长、温度的升高而增加:温度90℃、接触0.5 h的迁移量为1961.92mg/kg;脂肪含量越高,DEHP 迁移量越大。膜/肉接触 60h 后,脂肪含量45.2%的肉样中 DEHP 迁移量达到2255.91mg/kg;肉样不腐败变质的情况下,pH为6前后,样品中PAEs的迁移量最大,最高值为1281.59mg/kg。紫外、微波能够增加PVC膜中DEHP 向猪肉中的迁移量。与照射样品比较,紫外照射12h迁移量增加39.55%;微波功率850W,辐射16s,平均迁移量为534.92mg/kg,而未辐射对照样品 DEHP 未检出。污染样品经过煮制、炸制后,DEHP含量显著降低。煮制 30min 后, DEHP含量下降50.96%,炸制 3min后,DEHP 含量下降61.49%。
  2.3 迁移预测模型
  建立数学模型对迁移实验进行模拟,可以评价不同条件下PAEs进入食物的风险水平。朱勇等[11]研究了食物包装用PVC膜中PAEs与食物相互关系的迁移模型。应用编程对迁移进行了动力学研究,考虑了时间、温度、模拟食物属性、PAEs初始浓度等参数的影响。
  2.4 影响迁移的因素
  影响包装材料中PAEs向食物迁移的主要因素包括:接触时间、温度、食物脂肪含量、振荡时间、杀菌方式等。一般地,接触时间越长、温度越高、食物脂肪含量越大、振荡频率越高、辐射或者紫外照射,迁移量越大。
  
  参考文献
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  [2] A. Franco, K. Prevedouros, R. Alli. Comparison and analysis of different approaches for estimating the human exposure to phthalate esters [J]. 2007, 33(3):283-291.
  [3] 王明林. 蔬菜大棚中邻苯二甲酸酯分析方法及环境行为的研究[D]. 山东:山东农业大学资源与环境学院, 2007.
  [4] 于立红, 焦峰, 王鹏等. 酞酸酯类化合物对土壤及大豆的污染[J]. 黑龙江农业科学, 2010(1):50-51.
  [5] 姚卫蓉. 食物中酞酸酯类污染物的研究概况[J]. 食物研究与开发, 2004, 25(6): 21-23.
  [6] A.E. Goulas. Overall migration from commercial co extruded food packaging multilayer films and plastics containers into official EU food simulants [J]. Eur Food Res Technol, 2001, 212: 597-602.
  [7] 俞晔, 王鑫, 孙利等. 塑料制物中酞酸酯向食物模拟物迁移的研究. 食物科技[J], 2008, 33(12):117-119.
  [8] A.E. Goulas, K.I. Anifantaki, D.G. Kolioulis. et al. Migration of di-(2-ethylhexylexyl) adipate plasticizer from food-Grade polyvinyl chloride film into hard and soft cheeses [J]. Journal of Dairy Science, 2000: 83 (8): 1712-1718.
  [9] 杨科峰, 厉曙光, 蔡智鸣. 食用油及其加热产物中酞酸酯类增塑剂的分析[J]. 环境与职业医学, 2002, 19(1):37-39.
  [10] 张双灵. 食物级PVC膜中增塑剂邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)酯迁移特性研究[D]. 陕西: 西北农业科技大学, 2008.
  [11] 朱勇, 王志伟. 食物包装用 PVC 膜增塑剂迁移的研究[J]. 包装工程, 2006, 27(1): 40-41.
  [12] 胡银川. 塑料桶装食用油中PAEs检测方法与迁移模型研究[D]. 四川: 西华大学, 2011.
  
  

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