戴茗爍 尚楊 張晶晶 徐嘉晗

隨著“禁塑令”的實施，在食用級一次性包裝品“家族”中，紙碗、紙袋的使用越來越普遍。這類紙包裝品外表白亮，甚至有點刺眼。它們是否會污染食物？

帶著這個問題，我們在學校納米化學實驗室老師的指導下開始了探究。首先我們查閱文獻資料，了解紙制品白亮的原因。

原來，大多數特別白亮的紙制品中添加了一類能提高產品白亮度的有機化合物——熒光增白劑。熒光增白劑是一種復雜的化合物，被人體吸收后不易被分解，可與人體中的蛋白質結合阻礙傷口愈合，有致癌風險。而熒光增白劑廣泛應用于食品包裝、面膜、紙質用品等，給人們帶來了健康風險。有效監(jiān)控紙制品中熒光增白劑的含量是相對有效的控制方法，所以提高熒光增白劑的檢測精度變得尤為重要。

本研究通過對檢測方法中萃取劑pH值和萃取溫度的篩選，嘗試得到一套最佳的熒光增白劑檢測方案，為食品安全中食品包裝的熒光增白劑檢測提供依據。

一、實驗原理與基本步驟

1.熒光劑的提取

根據熒光增白劑的性質，利用NaOH溶液提取紙制品中的熒光增白劑。

2.提取條件的優(yōu)化步驟

首先，對用標準熒光增白劑溶液浸泡后的紙樣品進行反向提取，根據提取液的吸光度的大小，確定最佳的pH值提取條件。具體步驟如下。

配制1 mol/L的熒光增白劑溶液，將100 g剪好的1 cm2濾紙碎片放入小燒杯，加入一定體積的1 mol/L的熒光增白劑，充分攪拌混勻后取出，在暗處晾干。

利用1 mol/L NaOH溶液分別配制pH值為8、9、10、11、12的NaOH溶液，以pH值為7的去離子水作為對照。分別取0.4 g晾干的濾紙放入10 mL離心管中，分為6組，每組3管。6組中分別加入10 mLpH值為7、8、9、10、11、12的對照液、NaOH溶液，用皮筋捆綁后超聲萃取20 min。用注射劑吸取萃取后的溶液，并用0.45μm 濾紙過濾至石英比色皿中，在350 nm波長處測定吸光值。

超聲溫度的確定方法同上，將測試條件中的變量改為不同溫度，其他步驟相同。

3.熒光增白劑含量的計算方法與標準曲線公式

根據朗伯比爾定律，有機共軛化合物的吸光度與其濃度呈線性關系。由于熒光增白劑的標準樣品在350 nm具有最大吸光度，因此配制不同濃度的熒光增白劑溶液并測試其在350 nm的吸光度，然后擬合公式，得到熒光增白劑濃度與吸光度的標準曲線公式。標準曲線的制作方法如圖1所示。

稱取0.01 g熒光增白劑，并加入一定體積的pH值為12的NaOH溶液，攪拌至全部溶解后，轉入100 mL的容量瓶定容。將得到的標準溶液轉入燒杯中，分別吸取5 mL、10 mL、15 mL、20 mL的溶液至100 mL容量瓶中，加入pH值為12的NaOH溶液定容，配置成5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L濃度的溶液。

最后，將不同濃度的熒光增白劑放入比色皿中，在350 nm下測定波長，并用Excel 擬合得到標準曲線公式。

4.熒光增白劑含量的測定

利用紫外可見分光光度計測定提取液在350 nm處的吸光度，并將吸光度的值代入標準曲線公式中，計算不同紙制品中熒光增白劑的含量。

二、實驗結果與討論

1.不同pH值提取液對熒光增白劑檢測的影響

選取NaOH溶液作為熒光增白劑的提取液。為確認NaOH溶液的最佳提取濃度，利用不同濃度的NaOH溶液，首先提取已知濃度的熒光增白劑浸泡過的濾紙，然后根據所得提取液的吸光度判斷最佳提取條件。結果如圖2所示。

根據圖2，溶液的pH值為12時，提取出的熒光增白劑的吸光度最高，說明其提取出的含量最多。因此我們認為，選取pH值為12的NaOH溶液作為指示劑效果最明顯，故選取pH值為12的溶液作為提取液。

2.探究超聲波溫度對熒光增白劑萃取結果的影響

為探究超聲波溫度對熒光增白劑萃取結果的影響，我們分別取0.4 g晾干的濾紙于10 mL的離心管中，共12支，每三支為一組，分為四組，并加入10 mLpH值為12的NaOH溶液。之后，分別將每組離心管放入室溫（25 ℃）、40 ℃、60 ℃、80 ℃的超聲波浸提20 min。浸提后用注射器吸取，并用0.45 μm的濾紙過濾至比色皿中，用分光光度計，在350 nm波長處測定吸光值，所得實驗結果如圖3所示。

根據實驗結果，我們得出吸光度的數值隨著溫度升高，先增加后降低。在40 ℃和60 ℃時的吸光度較高，其中，40 ℃時的吸光度為0.218，略高于60 ℃時的吸光度0.216。因此我們認為，40 ℃為最佳萃取溫度。

3.不同食品包裝的熒光增白劑檢測

我們選取了5種食品紙質包裝的樣品進行檢測，分別是某快餐品牌雞翅薄紙包裝、某快餐品牌漢堡厚紙包裝、紙質吸管、某零食包裝盒以及A4紙。將紙制品（無印刷）部分剪成塊狀，并稱取0.5 g于50 mL的離心管中，每組3支。具體提取條件是：pH值為12的NaOH溶液10 mL、超聲波溫度40 ℃、超聲浸提時間20 min。

實驗結果如表1所示。利用上一步驟得出的標準曲線公式，將食品包裝的吸光度A代入公式計算并得出每個食品包裝中的熒光增白劑含量（mg/g）。計算結果顯示，樣品中某快餐品牌薄紙包裝中的熒光增白劑含量最多，A4紙中的熒光增白劑含量最少。

4.不同紙巾的熒光增白劑檢測

我們選取白色廁紙、黃色廁紙、抽紙、手帕紙四種樣品進行檢測。實驗步驟和條件同上。將每組所得測試數據計算平均值列入表格，計算結果表明，手帕紙的熒光增白劑含量最多，白色廁紙的熒光增白劑含量最少。

5.不同樣品在熒光顯微鏡下的觀察結果

在熒光顯微鏡的藍色光線下觀察四種樣品，分別為黃色廁紙、手帕紙、A4紙和零食包裝盒。觀察結果如圖4所示。

熒光顯微鏡觀測結果表明，四種樣品均含熒光增白劑。具體來說，在同種藍光照射下觀測時，樣品顯示的顏色會隨著其熒光增白劑含量的減少而由黃變綠。

其中，熒光增白劑含量最少的是A4紙，它在熒光顯微鏡下呈亮綠色;熒光增白劑含量最高的是黃色廁紙，在熒光顯微鏡下呈黃色，并且比其他熒光增白劑含量較低的樣品明顯偏黃。該結果也證明，上述利用分光光度計的檢測方式是有效的。

三、實驗結論

1.通過對檢驗方法中萃取劑pH值和萃取溫度的篩選，我們認為pH值為12、溫度為40 ℃是檢測熒光增白劑的最佳條件。

2.在最佳檢測條件下，我們得到了標準曲線公式y(tǒng)=0.0039x+0.1445。

3.根據標準曲線公式，我們檢測了五種食品包裝和四種紙巾中的熒光增白劑含量。結果顯示，在五種食品包裝中，某快餐品牌雞翅薄紙包裝的熒光增白劑含量最高;在四種紙巾中，手帕紙的熒光增白劑含量最高。

四、實驗建議

1.我們測得黃色廁紙中的熒光增白劑含量高于白色廁紙。日常生活中，不少商家都將“原漿原色”作為營銷噱頭，導致人們普遍認為黃色紙制品比白色紙制品更安全。但事實上，只有符合國家安全標準的紙制品才是好紙制品，不能簡單地通過顏色來判定紙制品的安全性。

2.根據提取溫度對提取效果的實驗結果，提取出的熒光增白劑的含量隨溫度升高先增加后降低，在40℃時提取出的量最高。因此我們建議，盡量減少食品，尤其是高溫中的食品在紙質包裝中的時間。（指導老師：杜春燕）

專家點評

作者對熒光增白劑這種在紙巾等物品中常見的添加物進行研究，通過設計實驗，嘗試得到一套最佳的熒光增白劑檢測方案，為食品安全中食品包裝熒光增白劑的檢測提供依據。本實驗設計原理清晰，實驗數據可靠。

建議在實驗時注重實驗的科學性，例如在進行檢測實驗時注明檢測樣品的品牌，否則在論文發(fā)表后，容易引起人們對所有品牌的質疑和恐慌。

在論文寫作過程中多關注文獻檢索，例如，并非所有的熒光增白劑都對人體有害，只有“可遷移性熒光物質”才對人體有危害作用，籠統(tǒng)地認為所有的熒光增白劑對人體都有危害作用是不恰當、不科學的。