MS-DIAL在一次性餐具挥发性物质食品安全评估中的高效应用与迁移物毒性风险分析

本研究通过MS-DIAL软件结合DI-SPME-GC-MS技术，系统分析了聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和纸板制成的一次性餐具在四种食品模拟物中的化学迁移物。研究发现80%以上为未列入法规的非目标物质（NLS），包括增塑剂、抗氧化剂降解产物等，并通过Cramer规则评估其毒理学风险。该研究为食品接触材料（FCM）的非靶向分析提供了高效解决方案，显著提升检测效率与准确性。

　　

一次性餐具的广泛使用带来了便捷，却也引发了食品安全隐患。这些材料中的化学物质可能迁移到食品中，包括有意添加物（IAS）和非有意添加物（NIAS），后者因缺乏系统评估而风险未知。尤其令人担忧的是，聚苯乙烯（PS）降解产生的苯乙烯单体及其寡聚物，以及聚丙烯（PP）中的抗氧化剂降解产物，可能对人体健康造成潜在威胁。传统分析方法效率低下，难以应对复杂基质中的“峰森林”现象。

西班牙萨拉戈萨大学的研究团队在《Food Packaging and Shelf Life》发表论文，采用直接浸泡固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（DI-SPME-GC-MS）结合开源软件MS-DIAL，对9种市售一次性餐具（3种PP、3种PS、3种纸板）在10%乙醇、95%乙醇、3%乙酸和Tenax?四种模拟液中的迁移物进行非靶向分析。通过NIST 20数据库和保留指数（RI）鉴定化合物，并基于Cramer规则进行毒理学分类。

关键技术方法
研究采用优化的DI-SPME-GC-MS方法，使用DVB/CAR/PDMS纤维萃取挥发性化合物，结合MS-DIAL 4.9软件进行峰解卷积和保留时间对齐。样本包括市售PP、PS和纸板餐具，在40°C下进行10天迁移实验。数据经ClassyFire化学分类和Toxtree 3.1毒性预测，通过Schymanski五级置信度体系验证鉴定结果。

3.1 MS-DIAL在挥发性化合物鉴定中的优势
通过对比传统方法与MS-DIAL处理的重叠色谱峰（如苯甲醛与1-乙基-3-甲基苯共洗脱），证明软件能有效分离“峰森林”，空白扣除功能可准确区分真实分析物与背景干扰。在PS样品中，MS-DIAL成功识别出传统方法遗漏的共洗脱物己烷与邻苯二甲酸二乙酯（RT:20.80分钟）。

3.2 挥发性化合物特征
PP样品主要检出烷烃类降解产物（如2,6,11-三甲基十二烷）和醛类（壬醛迁移量达5.47 mg/kg）。PS样品中苯乙烯单体在95%乙醇中高达1.53 mg/kg，超出欧盟拟修订限值（40 μg/kg）380倍。纸板样品检出印刷油墨标志物2,6-二异丙基萘（DIPN）和抗氧化剂降解产物2,4-二叔丁基苯酚（最高1.07 mg/kg）。值得注意的是，80%迁移物为法规未列明的NLS，其中聚苯乙烯寡聚物1,1′-(1,3-丙二基)双苯被归类为Cramer III类高毒性物质。

3.3 不同材料间的比较
PP在10%乙醇模拟液中检出化合物最多（32种），而PS在Tenax?中迁移物数量显著高于其他模拟液（p<0.05）。毒性评估显示70%化合物属Cramer I类低毒，但PS样品中高毒性（III类）物质占比达15%，主要为苯乙烯衍生物。MS-DIAL使实习生分析效率提升79%，专家组鉴定准确率提高33%。

3.4 MS-DIAL与传统分析方法对比
通过7名分析人员（4名实习生、3名专家）对相同色谱数据的处理比较，使用MS-DIAL使平均分析时间从8.2小时缩短至1.5小时，化合物鉴定数量增加42%。在PS样品中，软件辅助识别出传统方法遗漏的环丁烷-1,2-二苯基（m/z 208.1），该物质在Tenax?中的迁移量达5.02 mg/kg。

结论与意义
该研究揭示了市售一次性餐具中存在大量未规管的迁移物，特别是PS降解产生的苯乙烯寡聚物，其风险水平远超阈值毒理学关注度（TTC）。MS-DIAL的应用显著提升了非靶向分析的效率和重现性，为食品接触材料安全评估提供了标准化工具。研究结果呼吁监管部门加强对NIAS的管控，特别是对聚苯乙烯材料中寡聚物的特异性限制。该方法学的建立不仅适用于餐具安全评估，还可扩展至其他食品包装材料的风险监测体系。