本文關(guān)鍵詞：陶瓷食品包裝材料中重金屬有害物的遷移試驗(yàn)與理論研究

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【摘要】：食品安全是全球性的公共安全問題,與消費(fèi)者健康息息相關(guān)的同時,業(yè)已成為國際上最為重要的食品貿(mào)易技術(shù)壁壘之一。日用陶瓷作為一種重要的食品接觸材料,在食品包裝工業(yè)中應(yīng)用廣泛,但其中重金屬溶出量則直接影響所接觸食品的衛(wèi)生與安全。目前我國重金屬溶出量的限量標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家的差距明顯,成為制約我國日用陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展和陶瓷制品出口的主要瓶頸；同時,我國在陶瓷食品包裝材料安全領(lǐng)域的研究剛剛起步,研究基礎(chǔ)甚為薄弱,對重金屬向食品遷移的規(guī)律、機(jī)理、影響機(jī)制以及遷移模型構(gòu)建等方面缺乏系統(tǒng)研究,致使對重金屬遷移量的有效預(yù)測和控制、進(jìn)而實(shí)施陶瓷食品包裝材料安全性評價和安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的制定等缺乏有力的理論依據(jù)。本論文針對陶瓷包裝制品中典型重金屬有害物遷移進(jìn)行了系統(tǒng)研究與探討,對重金屬遷移的影響因素進(jìn)行分析,基于遷移試驗(yàn)獲得不同貯藏條件下陶瓷釉中重金屬向多種食品模擬物和典型食品遷移的規(guī)律；探討重金屬遷移機(jī)理,構(gòu)建陶瓷釉中重金屬向食品遷移的預(yù)測模型。研究內(nèi)容與結(jié)論主要包括：(1)陶瓷釉中中重金屬遷移試驗(yàn)方法的確立根據(jù)重金屬毒性程度、在陶瓷包裝材料加工所涉及到的元素的使用頻率和使用量,選擇鉛、鋅、鎘、鈷、鎳等5種元素為研究對象；通過調(diào)研及短期遷移試驗(yàn),選擇4%乙酸、10%乙酸、1%檸檬酸、1%乳酸和白酒、黃酒、食醋、酸豆角汁作為陶瓷包裝材料重金屬元素遷移試驗(yàn)所用的食品模擬物和典型真實(shí)食品;參考塑料中受限物質(zhì)遷移試驗(yàn)選擇指南確立了陶瓷包裝材料中重金屬遷移試驗(yàn)條件；并通過使樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的基體匹配消除基體干擾,建立同時測定陶瓷食品包裝材料中重金屬的電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)檢測方法。(2)生產(chǎn)工藝對陶瓷釉中重金屬遷移的影響分析通過試驗(yàn)研究了重金屬初始濃度、釉層厚度、燒制溫度(溫度和時間)等主要生產(chǎn)工藝對重金屬遷移的影響。結(jié)果表明：釉料中重金屬初始濃度僅對重金屬遷移初期有影響,隨著時間推移,釉料配方對重金屬的溶出影響更為顯著;制作陶瓷包裝材料釉料時,在減少釉料配方中重金屬初始濃度的同時還應(yīng)該降低釉料中長石的比例,才能更大程度的降低重金屬的遷移。此外,陶瓷釉中重金屬溶出量隨著釉層厚度增加而增加,隨著燒制溫度的升高而減少；配方相同條件下,燒制溫度對重金屬溶出量的影響比釉層厚度更為顯著。(3)陶瓷釉中重金屬向食品遷移的規(guī)律研究試驗(yàn)研究20℃、40℃和60℃下陶瓷釉中重金屬向4%乙酸、10%乙酸、1%檸檬酸、1%乳酸、白酒、黃酒、醋、酸豆角汁的遷移行為,分析貯藏時間、溫度、食品特性(pH值、酒精度等)等對重金屬遷移的影響；對重金屬向食品模擬物和真實(shí)食品的遷移進(jìn)行了對比分析,開展試驗(yàn)配制釉料陶瓷制品的安全性評價。結(jié)果表明：重金屬溶出量、平均遷移溶出速率均隨著貯藏溫度的升高而增加；在酸性條件下,重金屬溶出量隨pH值下降而增加；在醇類食品中,鎘的遷移量與酒精度成正比,而其他重金屬遷移量與酒精度成反比；同樣條件下,重金屬向4種真實(shí)食品的遷移量僅為4%乙酸遷移量的1.9%～50.7%；4%乙酸中鉛、鎘遷移量分別是標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對扁平器皿溶出限量的7.6%和50.7%,低于相關(guān)國內(nèi)外法規(guī)限量標(biāo)準(zhǔn)最低值。(4)陶瓷釉中重金屬遷移機(jī)理探討通過對食品模擬物和釉層中重金屬與二氧化硅之間的比值對比分析結(jié)合重金屬遷移試驗(yàn)動力學(xué)擬合分析結(jié)果,參考硅酸鹽腐蝕機(jī)理和玻璃中鉛的遷移過程,對陶瓷釉中重金屬的遷移機(jī)理進(jìn)行分析探討。結(jié)果表明,釉中重金屬的遷移是一個擴(kuò)散過程,主體表現(xiàn)為離子交換反應(yīng)。(5)陶瓷釉中重金屬遷移預(yù)測模型的構(gòu)建建立了陶瓷釉中重金屬遷移預(yù)測模型,并考慮貯藏溫度統(tǒng)一表征遷移模型。在此基礎(chǔ)上,基于短期(24小時)遷移試驗(yàn)結(jié)果與模型擬合,表征模型參數(shù),基于長期遷移試驗(yàn)進(jìn)行模型驗(yàn)證。結(jié)果表明,所建模型能通過短期遷移實(shí)現(xiàn)對重金屬長期遷移規(guī)律的預(yù)測；同時能有效實(shí)現(xiàn)重金屬向真實(shí)食品的遷移預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS206.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1214970