食品用纸容器产品质量风险监测项目

浙 江 科 技 学 院本 科 毕 业 设 计（论 文）(2012届)题 目 食品用纸容器产品质量风险监测项目 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2012年5月20日 浙江科技学院本科毕业设计（论文）浙江科技学院毕业设计（论文）、学位论文版权使用授权书本人 学号 声明所呈交的毕业设计（论文）、学位论文 食品用纸容器产品质量风险监测项目 ，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本毕业设计（论文）、学位论文作者愿意遵守 浙江科技学院 关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计（论文）、学位论文被查阅。本人授权 浙江科技学院 可以将毕业设计（论文）、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库在校园网内传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文）、学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名： 导师签名：签字日期： 2012年5月20日 签字日期： 2012年5月20日 浙江科技学院本科毕业设计（论文）I食品用纸容器产品质量风险监测项目学生姓名： 指导教师：（浙江科技学院生物与化学工程学院）摘要：食品是人类生存的基础，食品包装与食品安全有着密切的关系，绿色食品包装已经成为当今食品包装行业发展的趋势，而纸质包装材料以其良好的物理性能、机械操作性能以及环保等多方面的优良性能，已成为食品包装工业的重要包装材料。纸和纸板包装材料在生产过程以及后续的加工过程中会添加一些化学物质，如在制浆过程中要加入蒸煮剂，漂白剂等，在造纸过程中会用到施胶剂、防水剂等化学药品，可能会残留在纸张中，最终影响到使用者的健康。本文以纸袋、纸罐、纸盒等为原料，通过荧光性物质、溶剂残留量、蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、重金属（铅、砷）含量，五个检测指标来检测风险。其中蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、重金属（铅、砷）三项检测指标具有成熟检测技术和限量标准，而溶剂残留量没有相应的方法标准和限量值，荧光性物质的检测方法依靠目测，易引起误判。为了更科学地对纸容器产品的质量进行检测和评价，本项目就荧光性物质和溶剂残留量两项目的检测技术开展了研究。关键词：荧光性物质；溶剂残留量；蒸发残渣；高锰酸钾消耗量；重金属含量浙江科技学院本科毕业设计（论文）II目 录中文摘要 I英文摘要 .II目 录 III1.绪论 11.1 食品用纸容器简介 11.2 食品用纸容器 国内外监管现状 21.3 食品用纸容器的发展前景 41.4 食品用纸容器的风险因素 42.实验部分 72.1 荧光性物质 .72.1.1 检测原理 .82.1.2 仪器与设备 .92.1.3 实验步骤 .92.2 溶剂残留量 .92.2.1 检测原理 122.2.2 仪器与设备 122.2.2 实验步骤 122.3 蒸发残渣和高锰酸钾消耗量 122.3.1 检测原理 122.3.2 试剂 122.3.3 实验步骤 122.4 重金属 122.4.1 检测原理 122.4.2 试剂 122.4.3 实验步骤 12浙江科技学院本科毕业设计（论文）III3结果与讨论 143.1 实验结果 .143.1.1 食品用纸容器中荧光性物质含量 143.1.2 食品用纸容器中溶剂残留量 143.1.3 食品用纸容器中蒸发残渣量 153.1.4 食品用纸容器中高锰酸钾消耗量 163.1.5 食品用纸容器中重金属含量173.2 讨论 .184总结与展望 19致 谢 20参考文献 .21浙江科技学院本科毕业设计（论文）IV浙江科技学院本科毕业设计（论文）11 绪论1.1 食品用纸容器简介食品用纸容器是指以纸或纸板为原料，以包装食品为目的的制成容器，以外观形状分类，可分为纸袋、纸罐、纸餐具、纸盒等，以生产工艺分类，可分为淋膜纸容器、涂蜡纸容器、纸浆模塑容器、纸板容器和复合容器等。本项目综合考虑纸容器的使用普及程度和生产风险情况，将调研对象定为以下三类：淋膜纸杯、淋膜纸餐具、纸浆模塑餐具，同时为了分析淋膜纸杯和纸餐具的风险源头，对其生产原料：淋膜纸板的质量状况进行了调研分析。淋膜纸杯是以纸为基材的复合材料经卷绕并与纸粘合而成的纸容器，通常是口大底小，可以一只只套叠起来，便于取用、装填和贮存。相比于涂蜡纸杯，淋膜纸杯能够耐高温和低温，使用范围更广，加上其具有质轻、价廉、卫生、便于废弃处理的特点，受到人们的欢迎，目前多用作饭店、饮料店、宾馆、飞机、轮船等的一次性使用饮具。淋膜纸杯的核心制备流程包括淋膜、印刷、成型等，主要工艺流程如下图所示：纸餐具是以纸板、淋膜纸板、纸浆为主要原料制作的，仅供一次餐饮食用的盒、碗、杯、盘等餐具，其中包括一次性方便面纸碗/桶。产品主要有三大类型：纸板餐具、淋膜纸餐具（即纸板涂膜型）和纸浆模塑餐具（即纸浆模塑型）。纸餐具质轻、卫生、价廉、便于废弃处理，常用作为饭店、火车、轮船、飞机等的一次性使用餐具，用于盛装饭菜及快餐面等食品。淋膜纸餐具的生产工艺同淋膜纸杯。纸浆模塑产品是植物原料经过制浆（在植物纤维浆中加入施胶剂、防油剂等助剂）后，根据不同用途，在不同形状的网状模具中脱水，再经烘干、定型后生产的一类产品。采用模压加工的纸产品造型美观，生产效率高，且节省材料。其制备工艺如图所示浙江科技学院本科毕业设计（论文）2淋膜纸板作为淋膜纸杯和淋膜纸餐具的生产原料，是一种将塑料粒子（通常为聚乙烯树脂）通过流延机涂覆在纸张表面的复合材料，主要特点就是淋膜后可以在一定程度上防水、防油，其制造工艺如下图所示：目前纸杯有强制性的行业标准，纸餐具有推荐性的行业标准，纸浆模塑餐具归属于一次性餐饮具，适用一次性餐饮具的通用强制性国家标准，由于纸餐具的多样性，部分纸餐具生产企业依据企业标准生产，淋膜纸产品目前主要依据企业标准生产，四类产品的标准明细及主要质量指标如表 所示。产品名称 标准号 标准名称 关键质量安全指标淋膜纸杯 QB 2294-2006 纸杯 蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标QB/T 2878-2007 餐用纸制品QB/T 2341-1997 纸餐盒纸餐具企业标准蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标纸浆模塑餐具 GB 18006.1-2009 蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标淋膜纸 企业标准 铅、砷、荧光性物浙江科技学院本科毕业设计（论文）3质、脱色试验、微生物指标1.2 食品用纸容器国内外监管在国内监管方面，食品用纸容器采用的是工业产品生产许可证市场准入制度，依据2007年6月国家质量监督检验检疫总局发布的食品用纸包装、容器等制品生产许可实施细则（以下简称实施细则）对食品用纸容器产品进行生产许可管理工作。实施细则中规定任何企业未取得生产许可证不得生产列入生产许可管理的食品用纸容器，任何单位和个人不得销售或在经营活动中使用未取得生产许可证的列入生产许可管理的食品用纸容器制品，纸杯、纸餐具、纸浆模塑餐具和淋膜纸均列入第一批实施生产许可管理的产品。在国际监管方面，世界各主要国家和贸易共同体密切关注着食品包装接触材料的安全性，连续出台更新有关食品包装接触材料的法规、标准限量、检测方法等。美国联邦法规中将食品用纸容器作为食品包装的一类，对迁移物（残余溶剂、重金属和异物等）总量的限制十分明确。2004 年美国官方正式公布修订的公示法案包装中的毒物(Toxic-sinpackaging)，任何包装或包装辅助物中铅、镉、汞和六价铬的浓度总量应低于0.1g/kg。除此之外，联邦法规的第 21 章中，还对食品接触纸容器做出特别规定：食品接触纸容器含有能够向食品中迁移的有害物质要达到联邦食品、药品与化妆品条例中的 406 和 409 两部分规定的。该法规的重点是关于向食品中的迁移的论述，即饮食中未确定的非致癌物质的迁移量不超过 0.5ppb(在每天平均饮食量为3kg 的情况下，该种物质的迁移量不能超过 1.5 微克)，致癌物质的半数致癌量需小于6.25mg/(kgday)。规定中列出的需分析的物质包括：挥发性与半挥发性溶剂，金属元素，光学增白剂与荧光性物质等21。欧盟对纸质食品包装材料的管理使用了“良好制作规范”(GMP , Good Manufacturing Practice). 在GMP中对纸质食品包装材料最终产品中有害物质含量作了限定，部分指标见表。【23】浙江科技学院本科毕业设计（论文）4表 GMP 对食品包装纸污染物含量的具体要求化学物质 要求二苯甲酮特定迁移极限(SML) 为 0.1 mg/dm 2溶剂 很多溶剂具有挥发性因而不会出在最终的产品中。但是,企业必需采取必要的措施以确保最终产品中残留溶剂的量达到最少,以便向食物中的迁移不会对人体健康产生危害荧光增白剂 检测不到该物质迁移到食物中的量低级芳香胺 不应检测到（检测量限为0.1 mg/kg）铅 特定迁移极限(SML) 为 0.01 mg/kg，抽提限量为0.3mg/kg另外，法国的与食品接触使用的包装纸和纸及纸容器生产指南、德国的食品、烟草制品化妆品和其它日用品管理法（LMBG，Lebensmittel- und Bedarfsgegenstaende-Gesetz）【78】、意大利的部长法令（1979年6月发布）等都对食品用纸容器的安全进行了规定，这些规定相比于美国和欧盟的法令来说较为笼统，但是都对食品用纸容器的关键质量指标或关键工艺流程做出了规定，约束了生产者的生产行为。1.3 食品用纸容器的发展前景浙江科技学院本科毕业设计（论文）51.4 食品用纸容器的风险因素食品用纸质包装材料在生产的过程以及后续加工的过程中会添加一些化学物质，如在制浆的过程中要加入蒸煮剂、漂白剂等，在造纸过程中，会用到防水剂、荧光增白剂、固化剂、杀菌剂等化学药品，在印刷过程中，会用到油墨和溶剂，在淋膜过程中，淋膜原料聚乙烯树脂会在高温下溶解，释放出小分子单体5。上述化学物质都有可能部分残留在纸容器中，当纸容器与食品接触时，这些化学物质就有可能向食品迁移，从而对消费者的健康产生负面影响。食品用纸容器用于盛装饮用水及食物，其质量状况尤其是卫生安全质量直接影响消费者的健康，该类产品中易产生安全隐患的风险因子及其可能引发的危害如下表所示。食品用纸容器产品的风险因子及危害项目 代表产品 风险因子 危害荧光性物质纸杯、纸餐盒、爆米花桶等转移至食品中荧光物质可使细胞产生变异，超标后一旦进入人体就会成为潜在的致癌因素蒸发残渣和高锰酸钾消耗量纸杯、纸餐盒、爆米花桶等与食品接触可以被食品溶出卫生指标超标说明小分子溶出物和可氧化物质很多，会导致食品变质和对人体产生危害重金属（铅、砷）纸杯、纸餐盒等转移至食品中重金属超标会渗入食品，进入人体后不易被代谢，危害人体健康溶剂残留量 纸杯纸杯的油墨与粘合剂渗入食品中各类溶剂尤其是苯系溶剂影响食品风味，危害人体健康，甚至损害神经系统，成为致癌因素浙江科技学院本科毕业设计（论文）6原料种类及其影响原料种类 主要成分 用途 对成型品的影响纸杯原纸植物纤维、聚乙烯树脂制作纸容器产品的基材纸杯原纸的质量直接决定纸容器的质量印刷油墨水基油墨、亚麻仁油墨等用于纸容器产品的着色和印花美化纸容器外观油墨可能透过纸容器向盛装食品中迁移胶粘剂（部分使用）水性聚氨脂等用于粘合纸容器产品的组成部分增加纸容器的牢固性可能透过纸容器向盛装食品中迁移依据上述风险因子，本调研的检测项目为：产品名称检测项目检测方法标准 检测判定标准标准规定限量值荧光性物质QB 2294-2006 纸杯QB 2294-2006 纸杯5cm 2/100cm2纸杯 蒸发残渣GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法GB 9687-1988 食品包装用聚乙烯成型品卫生标准、食品用纸包装、容器等制品生产许可实施细则乙酸浸泡液30mg/L，乙醇浸泡液30mg/L ，水浸泡液30mg/L ，正己烷浸泡液60mg/L浙江科技学院本科毕业设计（论文）7产品名称检测项目检测方法标准 检测判定标准标准规定限量值高锰酸钾消耗量GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法GB 9687-1988 食品包装用聚乙烯成型品卫生标准10mg/L重金属（铅）GB/T 5009.12- 2003 食品中铅的测定QB 2294-2006 纸杯5.0 mg/kg重金属（砷）GB/T 5009.11- 2003 食品中的总砷的测定方法QB 2294-2006 纸杯1.0 mg/kg纸杯溶剂残留量目前没有标准，项目研究内容目前没有标准 /荧光性物质GB/T 5009.78- 2003食品包装用原纸卫生标准的分析方法GB 19305-2003 植物纤维类食品容器卫生标准5cm 2/100cm2纸碗（纸浆模塑餐具） 蒸发残渣GB/T 5009.203- 2003 植物纤维类食品容器卫生标准中蒸发残渣的分析方法GB 19305-2003 植物纤维类食品容器卫生标准乙酸浸泡液30mg/L，乙醇浸泡液30mg/L ，水浸泡液30mg/L ，正己烷浸泡液30mg/L浙江科技学院本科毕业设计（论文）8产品名称检测项目检测方法标准 检测判定标准标准规定限量值高锰酸钾消耗量GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法GB 19305-2003 植物纤维类食品容器卫生标准40mg/L重金属（铅）GB/T 5009.12- 2003 食品中铅的测定GB 19305-2003 植物纤维类食品容器卫生标准5.0 mg/kg重金属（砷）GB/T 5009.11- 2003 食品中的总砷的测定方法食品用纸包装、容器等制品生产许可实施细则1.0 mg/kg溶剂残留量目前没有标准，项目研究内容目前没有标准 /荧光性物质GB/T 5009.78- 2003食品包装用原纸卫生标准的分析方法QB/T 2898- 2007 餐用纸制品5cm 2/100cm2纸餐盒、纸碟、纸碗（非模塑类餐用纸制品）蒸发残渣GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法GB 9687-1988 食品包装用聚乙烯成型品卫生标准、食品用纸包装、容器等制品生产许可实施细则乙酸浸泡液30mg/L，乙醇浸泡液30mg/L ，水浸泡液30mg/L ，正己烷浸泡液60mg/L浙江科技学院本科毕业设计（论文）9产品名称检测项目检测方法标准 检测判定标准标准规定限量值高锰酸钾消耗量GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法GB 9687-1988 食品包装用聚乙烯成型品卫生标准10mg/L重金属（铅）GB/T 5009.12- 2003 食品中铅的测定QB/T 2898- 2007 餐用纸制品5.0 mg/kg重金属（砷）GB/T 5009.11- 2003 食品中的总砷的测定方法QB/T 2898- 2007 餐用纸制品1.0 mg/kg溶剂残留量目前没有标准，项目研究内容目前没有标准 /荧光性物质GB/T 5009.78- 2003食品包装用原纸卫生标准的分析方法GB 11680-1989 食品包装用原纸卫生标准5cm 2/100cm2纸餐盒、纸碟、纸碗（非模塑类餐用纸制品）蒸发残渣目前没有标准，本项目中参考GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法目前没有标准 /浙江科技学院本科毕业设计（论文）10产品名称检测项目检测方法标准 检测判定标准标准规定限量值高锰酸钾消耗量目前没有标准，本项目中参考GB/T 5009.60 - 2003 食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法目前没有标准 /重金属（铅）GB/T 5009.12- 2003 食品中铅的测定GB 11680-1989 食品包装用原纸卫生标准5.0 mg/kg重金属（砷）GB/T 5009.11- 2003 食品中的总砷的测定方法GB 11680-1989 食品包装用原纸卫生标准1.0 mg/kg纸餐盒、纸碟、纸碗（非模塑类餐用纸制品）溶剂残留量目前没有标准，项目研究内容目前没有标准 /目前纸杯有强制性的行业标准，纸餐具有推荐性的行业标准，纸浆模塑餐具归属于一次性餐饮具，适用一次性餐饮具的通用强制性国家标准，由于纸餐具的多样性，部分纸餐具生产企业依据企业标准生产，淋膜纸产品目前主要依据企业标准生产，四类产品的标准明细及主要质量指标如表 所示。产品名称 标准号 标准名称 标准涵盖关键质量安全指标淋膜纸杯 QB 2294-2006 纸杯 蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性浙江科技学院本科毕业设计（论文）11物质、脱色试验、微生物指标QB/T 2898-2007 餐用纸制品淋膜纸餐具企业标准蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标纸板餐具（非淋膜）QB/T 2341-1997 纸餐盒 铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标纸浆模塑餐具 GB 18006.1-2009 塑料一次性餐饮具通用技术要求蒸发残渣、高锰酸钾消耗量、铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标淋膜纸 企业标准 铅、砷、荧光性物质、脱色试验、微生物指标浙江科技学院本科毕业设计（论文）122 实验部分2.1 荧光性物质荧光性物质项目考察的是纸杯中荧光物质的多少，根据我国轻工行业标准QB 2294-2006纸杯（纸杯产品）、QB/T 2898- 2007 餐用纸制品（纸碟纸碗等产品）、QB/T 2341-1997 纸餐盒(纸餐盒)、GB 19305-2003 植物纤维类食品容器卫生标准（纸浆模塑碗）、GB 11680-1989 食品包装用原纸卫生标准（淋膜纸）等标准规定，每100cm 2纸杯中荧光性物质面积应 5cm2。目前涉及荧光性物质的检测方法叙述的包括两个标准，QB 2294-2006 纸杯（5.5.3条款）和GB/T 5009.78- 2003食品包装用原纸卫生标准的分析方法（6条款），其方法为：从每个样品中随机选取5张100cm 2的试样，分别置于波长365nm和254nm的紫外灯下观察，任何一张试样上的最大荧光面积不得大于5 cm2。荧光面积为在紫外灯下目测呈蓝色的面积。这种检测方法虽然简便但判断依靠目测，具有主观性和不精确性，在以往的实际检测中，也出现过对含有较低量荧光性物质的纸杯在紫外灯下呈现弱蓝色导致两位检测员判断不一致的情况。为此，本项目对荧光性物质检测技术开展的一定的研究，使用了白度仪和紫外-可见分光光度计两种设备考察食品用纸容器的荧光性物质。21.1检测原理（1）纸张白度仪纸张白度仪主要用于测量纸和纸板白度、不透明度等光学性能。通过添加紫外截止滤光镜还可以测定试样的蓝光漫反射因数（R 457），分析试样材料是否含有荧光增白剂，并可测定荧光发射产生的荧光白度，即增白度。参考GB/T 7974-2002 纸、纸板和纸浆亮度(白度)的测定 漫射 -垂直法，我们通过以下方法使用白度仪对食品用纸容器的荧光性物质进行考察：从每个样品中随机选取5个，将其裁开叠放使其能平整放入白度仪中，第一次在不添加紫外截止滤光镜的情况下测定其白度，保持样品不变，添加紫外截止滤光镜，再次测定其白度，依据两次白度值之间的差值计算荧光白度。F=B(R457-Re)浙江科技学院本科毕业设计（论文）13式中： F为荧光白度， R457为在全模拟光源照明下试样的白度， Re为在加紫外截止滤光镜消除紫外线后试样的白度， B为荧光白度定标因子。白度仪可根据两次白度的差值自动计算出试样的荧光白度，根据造纸行业的共识，一般荧光白度值高于3.0的样品可认为添加了荧光增白剂，荧光性物质超量，未添加荧光性物质的样品一般荧光白度值小于0.5，当荧光白度值介于0.5与3.0之间，则样品被怀疑含有微量的荧光性物质，可能是由于水体污染或者生产流水线污染带入的，并非刻意添加。由于使用白度法测定食品用纸容器的荧光性物质使其能转化为白度值，更具客观性，但是无法将荧光性物质面积和白度值之间实行转换，因此我们建议将其作