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金属罐由于阻隔性好,运输方便等特性在食品行业得到了越来越广泛的应用,但随之而来的安全问题也引起了社会的广泛关注,如金属食品罐内涂膜中有害物质BADGE、BFDGE等被证实对人体有害,欧盟等发达国家纷纷制订相关标准与法规对环氧涂料中双酚A及其衍生物迁移量进行限制。所以加强对金属食品罐内壁涂料中有害物质的迁移检测研究,探寻生产工艺对减少内壁涂料中有害物质残留量的机理与规律,对保障金属食品包装安全具有十分重要的意义。
本文基于国标GB/T 5009.60-2003,对金属食品罐内壁涂膜中高锰酸钾消耗量进行了检测研究,分析了影响消耗量测试精度的主要因素;基于迁移理论,采用高效液相色谱技术对金属罐内涂料中环氧衍生物向食品模拟液的迁移量进行了检测,得到了有效的迁移检测方法;采用响应面分析法,研究了涂膜固化工艺等因素对内壁涂料环氧衍生物残留量的影响,得出了最佳工艺参数。本文研究成果为金属食品罐生产工艺及相关企业检测标准的制定提供了参考依据。主要结论如下:
(1)检测高锰酸钾消耗量时,加入草酸最佳时间为浸泡液准确沸腾5min后的3~6min之间,以增加反应速度并避免反应物高温分解;消耗量与样品浸泡时间基本呈正相关性,2h以后变化趋于平缓;浸泡温度也呈类似关系,100℃以后变化趋于水平。
(2)利用高效液相色谱及荧光检测器,建立了一种检测BADGE、BFDGE、BADGE-2H20及BFDGE-2H20的稳定、高精度检测方法。检测结果表明,各物质标准曲线线性良好,R2均大于0.99。检出限为0.76~5.49ug/L,定量限为2.53~18.5ug/L。回收率介于85%~110%之间,精密度为1.9%~9.52%。
(3)考虑到实际浸泡液中双酚类物质种类繁多、结构复杂,不便于检测和分析,研究了水解后再检测的方法。研究表明,BADGE、BFDGE水解前后色谱图发生较大变化,线性良好,说明该方法有一定的可操作性,但要更全面地了解各物质水解情况及前后物质变化情况,还需进一步的研究。
(4)利用响应面分析法,研究了涂膜固化工艺与双酚类物质残留量的关系。研究表明,影响水平依次为:烘烤时间>涂膜厚度>烘烤温度,影响均显著。最佳工艺条件为:烘烤温度190℃,涂膜厚度11g/m2,烘烤时间12min。在此条件下,各物质残留量最低,实验值均接近理论值,说明该优化条件具有一定的可靠性。