吳曉朦

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活品質(zhì)也隨之提高。各式各樣的廚房炊具大量涌向消費(fèi)者。其中一種蜂窩網(wǎng)紋鍋更是成為“網(wǎng)紅炊具”，它是傳統(tǒng)不粘涂料與不銹鋼的復(fù)合材料，既克服了傳統(tǒng)不粘鍋容易涂層脫落的弊

端，同時(shí)具備不粘和耐刮磨的效果，因而深受人們喜愛(ài)。在與食品接觸重金屬遷移方面，不銹鋼[1～4]、鋁制品[5、6]和陶瓷制品[7、8]被研究的比較多，但是蜂窩網(wǎng)紋鍋這類新材料炊具被探究的還比較少，因此有必要對(duì)它在食品安全方面的重金屬遷移行為進(jìn)行研究。

在加熱烹飪過(guò)程中，炊具與食物接觸，會(huì)有一些重金屬元素從中遷移進(jìn)入食物中。重金屬鎳元素?cái)z入量過(guò)高，會(huì)對(duì)人體的大腦、肝、肺等部位造成嚴(yán)重?fù)p傷，有研究報(bào)道鎳元素有一定程度的致癌作用[9、10]。鉻元素?cái)z入量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)、中毒反應(yīng)等[11]。因此有必要對(duì)蜂窩網(wǎng)紋鍋中鉻、鎳元素的遷移進(jìn)行探究。

本次試驗(yàn)結(jié)合食品安全相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[12～14]，以4%乙酸作為食品模擬物，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)的模擬物進(jìn)行測(cè)量，并繪制時(shí)間與遷移量關(guān)系圖。同時(shí)模擬洗碗機(jī)機(jī)洗后待測(cè)樣品接觸酸性物質(zhì)的使用情況、以及有食鹽存在的烹飪環(huán)境，測(cè)量其鉻、鎳遷移量的變化情況。希望可以在食品安全研究領(lǐng)域中提供一些新的思路和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采用不銹鋼與不粘涂料復(fù)合的晶鋼甲不銹鋼炒鍋，型號(hào)：PS03S5TG(30cm)；

鉻、鎳單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1000 (mg·L-1)：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；

乙酸（分析純）：天津市富宇精細(xì)化工有限公司；

碳酸氫鈉（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；

氯化鈉（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；

超純水：實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)制備。

1.2 儀器與設(shè)備

明澈純水機(jī)（MING-CHE24UV）：德國(guó)默克公司；

全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICPprodigy XP）：美國(guó)利曼徠伯斯公司；

電子天平(AEL-200)：日本島津公司；

試驗(yàn)用的玻璃器皿用鹽酸溶液(1+3)浸泡24 小時(shí)后使用。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

將待測(cè)樣品清洗干凈后用超純水沖洗，備用。

1.3.2 溶液配制

將1000 (mg·L-1)鉻元素儲(chǔ)備液稀釋為10mg/L的鉻元素中間液。用鉻元素中間液配置鉻元素標(biāo)準(zhǔn)工作液，用4%乙酸定容。鉻元素的標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度分別為：0 (mg·L-1)、0.02 (mg·L-1)、0.04 (mg·L-1)、0.10(mg·L-1)、0.50 (mg·L-1)、1.00 (mg·L-1)；相同步驟配置鎳元素標(biāo)準(zhǔn)工作液，鎳元素的標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度分別為：0 (mg·L-1)、0.02 (mg·L-1)、0.04 (mg·L-1)、0.10 (mg·L-1)、0.50 (mg·L-1)、1.00 (mg·L-1)。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)方法

向待測(cè)樣品中倒入4600mL 的食品模擬物4%乙酸溶液，煮沸0.5 小時(shí)后，浸泡24 小時(shí)。在不同的浸泡時(shí)間節(jié)點(diǎn)（分別在煮沸0.5 小時(shí)后的0、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、16、20、24 小時(shí)）取食品模擬物30 mL用于測(cè)定，取后向鍋內(nèi)補(bǔ)加相同體積的4%乙酸溶液。

取一口新的待測(cè)樣品，清洗干凈后先用1%的碳酸氫鈉水溶液浸泡半小時(shí)，用來(lái)模擬日常生活中用洗碗機(jī)機(jī)洗鍋具的情況。浸泡完畢后用超純水沖洗干凈待測(cè)樣品，倒入4600mL 的食品模擬物4%乙酸溶液，煮沸0.5小時(shí)后，浸泡24 小時(shí)后測(cè)量，作為第一組對(duì)比試驗(yàn)組。

為了更加真實(shí)地還原日常生活中烹飪的情況，另取一口新的待測(cè)樣品，清洗干凈后加入4600mL 的食品模擬物4%乙酸溶液，加入氯化鈉，使其氯化鈉含量為2%，煮沸0.5 小時(shí)后，浸泡24 小時(shí)后，作為第二組比對(duì)試驗(yàn)。

表1 遷移試驗(yàn)?zāi)M情況

1.3.4 儀器使用條件

ICP-OES 的測(cè)試條件。氬氣：99.999%；功率：1.1KW；冷卻氣：19 LPM；霧化氣：34 PSI；進(jìn)樣：1.4(mL·min-1)；蠕動(dòng)泵：1.4 (mL·min-1)。

2 結(jié)果分析

2.1 元素測(cè)量波長(zhǎng)確定

在試驗(yàn)過(guò)程中，遵循選擇靈敏性相對(duì)較高、元素標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線線性相對(duì)較好的波長(zhǎng)作為試驗(yàn)測(cè)量波長(zhǎng)。最終確定鉻元素的測(cè)量波長(zhǎng)：267.716r；鎳元素的測(cè)量波長(zhǎng)：231.604r。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

表2 鉻、鎳元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 不同浸泡時(shí)間對(duì)鉻元素遷移量的影響

如圖1 所示為鉻元素遷移量與時(shí)間的關(guān)系曲線，三次遷移試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比來(lái)看，第一次遷移量遠(yuǎn)高于后兩次，第二次和第三次遷移量相差不大。從鉻元素遷移量走勢(shì)來(lái)看，鉻元素在試驗(yàn)前期階段遷移速率較快，中后期遷移速度緩慢?？赡苁怯捎谇捌谥蠓邪胄r(shí)后鍋內(nèi)還保留著較高溫度，有利于鉻元素的遷移。中后期溫度趨于室溫，遷移行為趨于緩慢。

圖1 鉻遷移量與時(shí)間關(guān)系圖

根據(jù) GB4806.9-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用金屬材料及制品》中規(guī)定，元素鉻的遷移量應(yīng)小于2.0(mg·kg-1)，本次試驗(yàn)的鉻元素測(cè)得的遷移量均小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值。

2.4 不同浸泡時(shí)間對(duì)鎳元素遷移量的影響

如圖2 所示為鎳元素遷移量與時(shí)間的關(guān)系曲線，從圖中所示可以看出，第一次遷移試驗(yàn)鎳元素遷移量遠(yuǎn)高于第二、三次試驗(yàn)的遷移量。后兩次的遷移量幾乎重合，遷移趨勢(shì)比較相似。第二次遷移試驗(yàn)在7 小時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)、第三次遷移試驗(yàn)在6 小時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)。較高溫度和接觸時(shí)間增長(zhǎng)都有利于鎳元素遷移量的增加，因此在使用這類鍋具時(shí)，烹飪結(jié)束后應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間將食物放置在鍋內(nèi)存放。

圖2 鎳遷移量與時(shí)間關(guān)系圖

根據(jù)GB 4806.9-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用金屬材料及制品》中規(guī)定，元素鎳的遷移量應(yīng)小于0.5（mg·kg-1），本次試驗(yàn)的鎳元素測(cè)得的遷移量均小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值。

2.5 第三次遷移試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)

圖3 為待測(cè)樣品煮沸0.5 小時(shí)，浸泡24 小時(shí)后取食品模擬物測(cè)得的鉻元素、鎳元素的遷移量。對(duì)比來(lái)看，第一次遷移試驗(yàn)的數(shù)值是第二、三次遷移試驗(yàn)數(shù)值的2 ～3 倍。一定程度上說(shuō)明使用酸性液體的多次加熱、浸泡能夠?qū)τ阢t、鎳這類重金屬遷移量的降低有顯著效果。因此新購(gòu)買的這類蜂窩網(wǎng)紋鍋在使用前，應(yīng)加入少量食醋，多次加熱煮沸、浸泡后再使用。

圖3 第三次試驗(yàn)的遷移量

2.6 模擬機(jī)洗環(huán)境后的遷移結(jié)果比對(duì)

如圖4 所示為第一對(duì)照組的遷移量結(jié)果比對(duì)。藍(lán)色為待測(cè)樣品直接用4%乙酸煮沸0.5 小時(shí)，浸泡24 小時(shí)后測(cè)量所得；紅色為模擬洗碗機(jī)機(jī)洗待測(cè)樣品后在使用過(guò)程中接觸酸性食品的情況，預(yù)先用1%碳酸氫鈉溶液浸泡半小時(shí)后再用4%乙酸煮沸0.5 小時(shí)，浸泡24 小時(shí)。從圖中可以看到，用碳酸氫鈉溶液浸泡后遷移試驗(yàn)中，鉻、鎳遷移量都有一定程度上的增加。鉻元素遷移量從原來(lái)的0.041 (mg·kg-1)增加到0.066 (mg·kg-1)；鎳元素從原來(lái)的0.063 (mg·kg-1)增加到0.075 (mg·kg-1)。這說(shuō)明堿性物質(zhì)的浸泡對(duì)樣品表面發(fā)生了侵蝕，待測(cè)樣品表面有一定程度的破壞，再與4%乙酸接觸過(guò)程中，使鉻、鎳元素更快地從待測(cè)樣品表面遷移出來(lái)。所以浸泡堿性物質(zhì)后的遷移試驗(yàn)，比未浸泡堿性物質(zhì)的遷移試驗(yàn)鉻、鎳元素遷移量增加。

圖4 碳酸氫鈉溶液（1%）浸泡后遷移量比對(duì)

2.7 模擬有氯化鈉存在的情況下遷移結(jié)果比對(duì)

圖5 所示為考察氯化鈉的存在對(duì)鉻、鎳元素遷移量的影響。藍(lán)色為樣品用4%乙酸煮沸0.5 小時(shí)，浸泡24小時(shí)后測(cè)量所得；紅色的食品模擬物中有4%乙酸和2%氯化鈉的存在。如圖所示，有氯化鈉存在的鉻、鎳元素遷移量明顯增加。鉻元素從原來(lái)的0.041(mg·kg-1)增加到0.213(mg·kg-1)；鎳元素從原來(lái)的0.063(mg·kg-1)增加到0.236(mg·kg-1)。這說(shuō)明氯化鈉的存在侵蝕樣品表面金屬離子形成的鈍化膜，使原本鉻、鎳鈍化膜在一定程度上遭到破壞，降低了待測(cè)樣品表面的耐腐蝕性，從而導(dǎo)致鉻、鎳元素在4%乙酸溶液中平衡狀態(tài)被打破，在遷移試驗(yàn)過(guò)程中，鉻、鎳元素的遷移速率提高、遷移量明顯增多。

圖5 有NaCl 存在的遷移量比對(duì)

盡管本次有氯化鈉存在的遷移試驗(yàn)中鉻、鎳元素的遷移量仍小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2016中規(guī)定的限值，但在研究食品安全重金屬遷移量時(shí)，應(yīng)重視氯化鈉對(duì)遷移試驗(yàn)的影響。在日常生活烹飪時(shí)，酸性物質(zhì)和食鹽是經(jīng)常同時(shí)存在的，在進(jìn)行模擬遷移試驗(yàn)時(shí)，不應(yīng)單單只關(guān)注酸性物質(zhì)對(duì)遷移量的影響。

3 結(jié)論

結(jié)論一：在三次遷移試驗(yàn)中，鉻、鎳元素遷移量隨次數(shù)的增加而減少，消費(fèi)者在購(gòu)買蜂窩網(wǎng)紋炊具時(shí)，應(yīng)用含有食醋的酸性水溶液多次煮沸、浸泡后使用。

結(jié)論二：在研究食品安全重金屬遷移量時(shí)，遷移試驗(yàn)選擇模擬物不應(yīng)只單純考慮4%乙酸，更應(yīng)重視炊具類產(chǎn)品日常更容易接觸到的氯化鈉和堿性物質(zhì)的存在，否則容易造成實(shí)際使用過(guò)程中的重金屬比按照標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2016 所規(guī)定的遷移試驗(yàn)所得到的遷移量增大。對(duì)接觸食品的炊具進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要采用更加科學(xué)合理、全面、嚴(yán)苛的試驗(yàn)條件來(lái)模擬實(shí)際使用的環(huán)境，氯化鈉和堿性物質(zhì)的存在是不可忽視的。