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BCR提取法测定白酒陶瓷包装中重金属形态

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-26
核心提示: 陶瓷作为白酒包装是我国几千年以来的传统。陶瓷包装材料在烧制过程中需添加含重金属氧化物的助溶剂和着色剂,这些重金属在一定条件下会溶出迁移至其接触食品中,从而对人体健康产生影响。
   陶瓷作为白酒包装是我国几千年以来的传统。陶瓷包装材料在烧制过程中需添加含重金属氧化物的助溶剂和着色剂,这些重金属在一定条件下会溶出迁移至其接触食品中,从而对人体健康产生影响。陶瓷包装的白酒中重金属主要来源于陶瓷釉层,通常采用白酒或食物模拟物(4%乙酸)浸泡陶瓷包装分析Pb和Cd的溶出量。研究表明陶瓷包装白酒中的Pb和Cd溶出量分别为11.67~799.00 μg/L和0.06~1.20 μg/L,其中部分Pb溶出量已经超出GB 2762—2017《食品中污染物限量》对白酒中Pb的限值(Pb≤500 μg/kg),可见白酒陶瓷包装的重金属溶出风险不容忽视。
 
  来自北京工商大学,中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室的李杨杨、董黎明*、周 祺、李影影采用BCR提取法、总量消解法和乙酸提取法对照研究白酒陶瓷包装中Pb、Cd、Zn、Ni和Co的溶出量及形态分布,以期进一步揭示白酒陶瓷包装中重金属的溶出机制。
 
  1、BCR提取陶瓷包装重金属形态及溶出风险分析
 
  BCR提取重金属形态分析及风险分析
 
  经过微波消解后陶瓷包装重金属总量测定结果相对标准偏差(RSD)(n=9)为0.16%~8.88%;BCR提取中可还原态Cd测定结果RSD(n=9)高于20%,可还原态Cd的溶出量接近检测下限(0.011 μg/L)致使RSD值偏高,其他4 种重金属溶出测定结果RSD(n=9)为1.83%~10.55%。BCR提取法的重金属形态之和与微波消解后陶瓷酒瓶中重金属总量顺序均为Zn>Ni>Pb>Co>Cd,5 种重金属形态之和为总量的84.90%~109.38%之间,说明BCR提取法中重金属形态与消解法总量测定结果基本一致。
 
  BCR提取形态相关性分析
 
  结果表明,同形态Cd、Pb、Zn、Ni、Co之间具有着一定的相关性。弱酸提取态中Co-Cd呈极显着正相关(r=0.834,P<0.01),Ni-Cd、Ni-Pb呈极显着正相关(r=0.959,P<0.01;r=0.949,P<0.01),Zn-Pb呈显着正相关(r=0.713,P<0.05),Cd-Pb呈极显着正相关性(r=0.979,P<0.01);可还原态中Co-Zn、Co-Cd呈显着正相关(r=0.681,P<0.05;r=0.731,P<0.05),Zn-Cd、Zn-Pb呈现极显着正相关(r=0.953,P<0.01;r=0.894,P<0.01),Cd-Pb呈极显着正相关(r=0.827,P<0.01),实验中陶瓷包装Cd、Pb、Zn、Ni、Co弱酸提取态和可还原态重金属占比在30.33%~62.62%且Cd、Pb总量小,表明弱酸提取态中重金属会随Pb的溶出而成对溶出,除重金属Zn外其他重金属会随Cd的溶出而成对迁移,即协同溶出。
 
  2、 4%乙酸提取重金属溶出行为分析
 
  Cd、Pb、Zn、Ni、Co溶出量之间有显着相关性且与Cd、Pb呈极显着关系。Cd-Pb呈极显着正相关(r=0.981,P<0.01),Zn-Cd、Zn-Pb呈极显着正相关(r=0.965,P<0.01;r=0.973,P<0.01),Ni-Zn、Ni-Cd、Ni-Pb呈极显着正相关(r=0.986,P<0.01;r=0.965,P<0.01;r=0.970,P<0.01),表明在短期接触内,Cd、Pb、Zn、Ni元素会成对协同溶出。
 
  3、BCR提取重金属形态与4%乙酸24 h溶出量关系
 
  重金属形态可提取形态中以弱酸提取态和可还原态最易迁移。陶瓷制品接触溶液的pH值越低,重金属溶出量越大,弱酸提取态提取剂0.11 mol/L乙酸(pH 4.75)比4%乙酸溶液pH值高(pH 2.48),但还原态提取条件与4%乙酸溶液pH值相近(pH 2)。以弱酸提取态和可还原态重金属之和与4%乙酸浸泡24 h的重金属溶出量对比,弱酸提取态Cd、Pb、Zn、Ni、Co为24 h溶出量的20.11%~90.90%,弱酸提取态和可还原态总和是24 h溶出量的79.55%~411.75%,Cd、Pb两种形态之和达到411.75%和124.22%,表明4%乙酸溶出主要提取的是陶瓷包装中弱酸提取态的重金属,可还原态重金属可能会在白酒长期贮存过程中逐渐溶出。
 
  结 论
 
  本研究对比分析BCR提取、微波消解和4%乙酸浸泡白酒陶瓷包装材料中Cd、Pb、Zn、Ni和Co的溶出特征,可以看出:1)BCR提取法的重金属形态之和与微波消解后陶瓷包装中重金属总量顺序均为Zn>Ni>Pb>Co>Cd,而基于BCR提取形态的重金属溶出风险为Zn>Ni>Pb>Co>Cd,其中Zn和Ni的溶出风险最高,Pb和Co的溶出风险中等,而Cd几乎无溶出风险。2)BCR提取重金属形态和4%乙酸接触24 h重金属溶出量的对比分析显示,在存在酸、还原性和氧化性的环境中大多数重金属会随Pb、Cd的溶出而成对迁移,4%乙酸浸泡主要提取的是陶瓷包装中弱酸提取态的重金属,陶瓷包装材料在长期贮存含有酸、还原性和氧化性物质的白酒时可能会增加重金属溶出的风险。因此,采用BCR提取法可进一步深入分析白酒陶瓷包装的重金属溶出特征,为探讨重金属溶出对白酒酒质与人体健康风险提供科学依据。
 
 
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