食品模拟物对原生和再生纤维素包装材料中总迁移量以及重金属、邻苯二甲酸酯类（DBP、DIBP和DEHP）、二苯甲酮和BPA迁移量的影响

《Food Research International》：Effects of food simulants on overall migration and on the migration of metals, phthalates (DBP, DIBP, and DEHP), benzophenone, and BPA from virgin and recycled cellulosic packaging materials

　　

• 评估了13个纤维素包装样品中的4种食品模拟液。
• 氯仿萃取显著降低了重量迁移残留物。
• 在评估的12种金属中，只有硼超过了其特定迁移限量（SML）。
• 在脂肪性模拟液中，DBP和DIBP的总浓度超过了SML。
• 迁移接触食品模拟液后，ATR-FTIR检测到出现新的红外吸收带。

引言
纸张是食品接触应用中最广泛使用的包装材料之一。数十年来，纸张和瓦楞纸板一直被用作各种食品的一次性和二次包装。通常，一次包装意味着与食品直接接触，而二次包装可能用于在运输和储存过程中保护一次包装 (Kurek et al., 2022)。为了节约自然资源并促进更可持续的包装系统，过去几年使用回收纸和纸板的情况有所增加。由于其环保特性和低成本，回收纸和纸板越来越受到食品工业的青睐 (Oloyede & Lignou, 2021)。

巴西国家卫生监督局（Anvisa）的 RDC n° 88/2016 和 RDC n° 979/2025 决议允许在用于接触食品的纤维素材料中使用消费后回收纤维，并确立了与总迁移（OM）、冷水和热水萃取、金属特定迁移以及二苯甲酮、双酚A（BPA）、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）特定迁移相关的要求，以符合相应规定的限量标准 (Brasil, 2016; Brasil, 2025)。OM测试模拟实际使用条件，旨在评估与食品直接接触的食品接触材料（FCMs）的合规性。由于真实食品基质的复杂性和变异性，将其用于迁移测试可能会影响结果的可重复性和解释 (Franz, 2000)。因此，在选择与FCMs接触的食品模拟液时，应考虑食品的性质。食品模拟液用于在受控条件下重现相关的FCM-食品相互作用，从而提高迁移结果的可重复性和可比性。通常，迁移可能受包装材料的性质、食品基质和接触条件等多种因素的影响，如温度、包装与食品接触时间、包装厚度、表面积与食品体积之比、食品成分（如脂肪含量）、酸度（pH）和水活度 (Albiero, Freiberger, & Vanin, 2021; Arvanitoyannis & Kotsanopoulos, 2014; Seref & Cufaoglu, 2025)。在这种情况下，可靠的化学污染物检测需要能够应对分析物特性和基质复杂性的分析程序。因此，在食品污染物分析方面的最新进展强调了改进样品前处理策略及其与色谱和光谱技术的结合，以提高分析效率和可靠性 (Lu?i? & Onjia, 2025)。

金属的存在是评估纸质包装安全性的重要标准 (Conti, 2006)。在纸张回收过程中，元素的存在可能与油墨、颜料、胶粘剂和其他来源有关。此外，在生产过程中可能会添加有意添加的物质和其他化学物质，如表面活性剂、漂白剂和邻苯二甲酸盐，以提高材料的稳定性和物理机械性能。然而，多次回收循环可能会增加金属浓度，并促进它们从FCMs迁移到食品中，从而可能增加消费者暴露量 (Bernhardt, Rosi, & Gessner, 2017; Geueke, Groh, & Muncke, 2018; Grandjean & Bellanger, 2017)。例如，金属的迁移可能与温度、食品模拟液成分和接触时间有关 (Zurfluh, Biedermann, & Grob, 2013; Shruti & Kutralam-Muniasamy, 2024)。即使在低浓度下，铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）和砷（As）等有毒金属由于其存在及潜在生物富集作用，也可能对健康和环境构成风险。这些元素已在用于食品包装的纸张和纸板中被检测到，并有关于其向食品或食品模拟液迁移的报道 (Castle, Offen, Baxter, & Gilbert, 1997; Conti & Botrè, 1997; Elmas & ??nar, 2018)。

邻苯二甲酸盐是一类亲脂性有机化合物，可能存在于纤维素包装制造过程中使用的印刷油墨、清漆和胶粘剂中 (Coltro, Saron, Pessoa, Morandi, & Silva, 2021)。在邻苯二甲酸盐中，DEHP、DBP和DIBP被广泛用作工业中的增塑剂，以提高聚合物材料的柔韧性和可塑性。然而，由于潜在毒性，它们在食品接触包装中的存在是不希望的 (Lau & Wong, 2000)。

二苯甲酮是油墨配方中最广泛使用的光引发剂之一，特别是在与传统的溶剂基或水性涂层相比具有显著更短固化时间的紫外固化系统中。虽然油墨和清漆涂布在包装材料的外表面上，但二苯甲酮等低分子量物质可能会渗透瓦楞纸板相对多孔的结构，随后迁移到与这些材料接触的食品中 (Anderson & Castle, 2003; Pastorelli, Sanches-Silva, Cruz, Simoneau, & Losada, 2008)。

双酚A（BPA）是一种工业化学品，被广泛用作生产聚碳酸酯、环氧树脂和各种其他聚合物材料的单体或添加剂。BPA可以从食品接触材料迁移到食品中，引发对食品安全的担忧，特别是在长期接触和高温条件下 (Agarwal, Gandhi, Tripathi, Iammarino, & Homroy, 2022)。此外，BPA被确认为一种内分泌干扰物，多项研究表明BPA暴露与不良健康结果之间有关联，包括癌症、不孕症、糖尿病和肥胖症 (Almeida, Raposo, Almeida-González, & Carrascosa, 2018)。

衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）可以通过提供纤维素材料功能团和分子碎片的信息，以及接触食品模拟液后其光谱特征的变化，来补充迁移测试。傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种无损技术，可提供特定功能团和分子碎片的信息，而与衰减全反射技术联用则可在最少样品制备的情况下进行快速分析 (Abidi, Cabrales, & Haigler, 2014)。

先前的研究利用不同的分析方法证明了化学物质从基于纸张和纸板的食品接触材料中发生和迁移的情况。例如，对纸张和纸板的广泛成分筛选既确定了可能用于迁移的有机物质，也确定了无机元素 (Castle et al., 1997)，而另一些研究则关注特定类别的污染物，包括有毒金属 (Conti & Botrè, 1997; Merto?lu-Elmas & ??nar, 2018)、二苯甲酮 (Anderson & Castle, 2003; Pastorelli et al., 2008) 以及来自回收纸板的矿物油碳氢化合物 (Zurfluh et al., 2013)。这些研究还表明，迁移行为可能会受到包装材料特性、迁移物性质、食品或食品模拟液成分、接触条件以及阻隔材料存在与否的影响。

然而，这些研究通常针对的是特定的污染物、特定的包装应用，或者作为完整包装基底的纸张和纸板材料。虽然有时也会检查多层包装的单独层，正如Pastorelli等人（2008年）所报道的含二苯甲酮的蛋糕包装那样，但系统评估瓦楞包装不同纤维素组件迁移行为的比较研究仍然有限。特别是，关于结构组件、纤维来源（原生或回收）和食品模拟液特性对迁移行为的综合影响的信息有限。此外，在巴西纤维素食品接触材料立法框架下，同时考虑不同分离组件和组装后的瓦楞纸板的总迁移、受管治金属、邻苯二甲酸盐、二苯甲酮和BPA的综合评估仍很罕见。因此，本研究的创新之处在于系统地评估瓦楞包装的单独纤维素组件，而不仅仅是评估组装后的纸板，并比较原生材料和回收材料以及不同的食品接触模拟液。

因此，本研究的核心研究问题是：迁移行为是否会根据纤维素包装的结构组件、纤维来源（原生或回收）以及食品模拟液的化学特性而有所不同。假设纤维素包装的各个组件将表现出不同的迁移行为，并且这些差异将受到纤维来源和食品模拟液特性的影响。因此，本研究旨在评估不同食品模拟液对原生和回收纤维素包装分离组件（包括芯纸、外层、中间层和瓦楞纸板）迁移行为的影响。进行了综合评估，包括总迁移、金属迁移、邻苯二甲酸盐、二苯甲酮和BPA的特定迁移，以及ATR-FTIR表征。此外，结果还根据巴西食品接触法规适用的要求进行了评估。

章节摘录
材料与试剂
样品由一家巴西纸浆和纸张公司提供，由用于食品接触的瓦楞包装部分/材料形式组成。根据公司提供的信息，这些材料用于制造直接与水果接触的盒子。样品由100%原生纤维或100%回收纤维生产的材料组成。材料以原生（芯纸、外层、中间层和瓦楞纸板）和回收形式提供。

原生和回收纤维素包装的总迁移（OM）
表3显示，对于水性和醇性食品模拟液，在氯仿萃取前，FB和SB的瓦楞纸板呈现最高值，超过总迁移限量（OML）（8.8 mg dm?2）。此外，原生外层（FB），以及原生和回收芯纸（SB）也需用氯仿进行修正。根据纤维素包装供应商的说法，烷基烯酮二聚体（AKD）和烯基琥珀酸酐（ASA）被用作施胶剂/涂布剂以提高。

结论
结果表明，水性和醇性食品模拟液在OM方面表现出相似的行为。对于酸性食品模拟液，所有样品在氯仿萃取前的OM值均超过8.8 mg dm?2的接受阈值。FB和SB的原生和回收瓦楞纸板在水性、醇性和酸性食品模拟液中呈现最高的OM值。在氯仿萃取后，观察到重量残留物显著下降，在最... 中超过99%。

科学写作中使用生成式人工智能声明
在准备本文稿期间，作者使用了ChatGPT（OpenAI）协助语言编辑，并提高文本的清晰度和可读性。在使用此工具后，作者根据需要审查和修改了内容，并对本文的所有内容承担全部责任。

CRediT作者贡献声明
Arthur Luiz Bai?o Dias：撰写 – 初稿，方法论，调查研究，数据整理。
Mary ?ngela Favaro Perez：撰写 – 审查和编辑，监督，方法论，调查研究，数据整理。
Elisabete Segantini Saron：撰写 – 审查和编辑，方法论，调查研究，数据整理。
Júlia Lucchini Moisés：调查研究，数据整理。
Matheus Dorigon：调查研究，数据整理。
Marisa Padula：撰写 – 审查和编辑，监督，方法论，调查研究，资金支持。

未引用的参考文献
美国食品药品监督管理局，1994
GB 31604.8-2021，2021
Strachotová和Kou?il，2018

利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本文所报告的工作。

致谢
本研究部分由巴西圣保罗研究基金会（FAPESP）的资助#2021/11967-6资助，作为消费后废物解决方案研发科学中心——包装与产品科学中心（CCD Circula）活动的一部分，该中心也得到了以下公司的资金支持：Braskem, Grupo Boticário, Natura, Sonoco和Tetra Pak。作者感谢巴西国家科学和技术发展委员会（CNPq）：Arthur Luiz Bai?o Dias | Mary ?ngela Favaro Perez | Elisabete Segantini Saron | Júlia Lucchini Moisés | Matheus Dorigon | Marisa Padula。