食品接触用纸化学表征检测的荧光增白剂识别

食品接触用纸直接接触食物，其安全性与消费者健康紧密相关。荧光增白剂（FWA）作为提升纸张白度的常用添加剂，虽能改善外观，但部分类型可能因迁移至食品中引发安全风险。化学表征检测是识别食品接触用纸中FWA的关键技术，通过分析其化学结构、含量及迁移特性，为监管合规与生产质控提供科学支撑。本文围绕FWA识别的核心需求，从类型风险、检测原理、技术方法及关键要点等方面展开说明，助力行业掌握精准识别技能。

食品接触用纸中荧光增白剂的类型与风险特性

食品接触用纸中常见的FWA主要分为二苯乙烯型、香豆素型及唑类三大类，其中二苯乙烯型因白度提升效果显著且成本较低，占比达80%以上。二苯乙烯型FWA多含磺酸基，如4,4'-双（2-磺酸钠苯乙烯基）联苯（CBS-X）、双（三嗪氨基）二苯乙烯二磺酸（DCT）等，这类物质虽水溶性较好，但在油脂类食品中仍有迁移风险。

香豆素型FWA如7-甲氧基香豆素，荧光强度高但稳定性较差，易受光照分解，因此在食品接触用纸中应用较少；唑类FWA如苯并恶唑，虽耐候性强，但部分结构可能具有潜在致敏性，未被纳入食品接触材料允许使用名单。

FWA的风险主要源于迁移性：其分子结构中的疏水基团易与油脂类食品结合，例如油炸食品包装用纸中的FWA，可能通过油脂迁移至食品中，长期摄入可能影响人体代谢。此外，部分非法添加的工业级FWA（如未磺化的二苯乙烯衍生物），因未经过安全评估，风险更高。

我国GB 9685-2016《食品接触材料及制品用添加剂使用标准》明确规定，食品接触用纸中允许使用的FWA需符合“迁移量不超过0.1mg/kg”或“不得检出”的要求，因此识别FWA的类型与含量是评估风险的前提。

荧光增白剂识别的化学表征核心逻辑

FWA的化学表征基于其两个关键特性：一是荧光特性——能吸收200-400nm的紫外光，发射400-500nm的蓝光；二是特定的化学结构——含共轭双键或杂环结构，可通过色谱分离与质谱碎片分析精准鉴定。

荧光分光光度法利用荧光特性实现初步筛查：通过扫描样品的激发与发射光谱，若在365nm激发下出现420nm左右的特征发射峰，可初步判断含FWA。但该方法无法区分FWA的具体结构，需结合色谱-质谱技术进一步定性。

色谱-质谱联用法则通过“分离+鉴定”的逻辑：高效液相色谱（HPLC）将样品中的FWA与基质分离，质谱（MS）通过检测特征碎片离子（如二苯乙烯型FWA的m/z 349[M-SO3Na]-碎片），实现精准定性；同时通过标准曲线法，可定量计算FWA的含量。

此外，迁移实验是表征风险的关键：模拟食品接触条件（如温度、时间、食品类型），检测迁移液中的FWA含量，若超过法规限量，则判定为不合格。这一步是从“存在性”到“风险性”的关键延伸。

荧光分光光度法在FWA初步筛查中的应用

荧光分光光度法因操作简便、成本低，是食品接触用纸FWA筛查的首选方法。其前处理步骤需先提取样品中的FWA：取1g剪碎的纸张样品，加入10mL乙醇-水（1:1）混合溶剂，超声提取30分钟（功率200W，温度40℃），离心后取上清液，用0.45μm微孔滤膜过滤，得到待测液。

仪器条件设置需匹配FWA的荧光特性：激发波长（Ex）设定为365nm（紫外光区），发射波长（Em）扫描范围为400-450nm；狭缝宽度设为5nm，以减少杂散光干扰；光电倍增管电压设为700V，保证荧光信号强度。

定性分析时，若待测液的发射光谱在420nm处出现明显峰值，且与CBS-X标准品的光谱峰形一致，则初步判定含二苯乙烯型FWA；若峰值在440nm左右，则可能为香豆素型FWA。需注意的是，部分纸张中的荧光增白剂可能是混合物，需结合其他方法确认。

定量分析采用标准曲线法：配制0.1、0.5、1.0、5.0mg/L的CBS-X标准溶液，分别测定荧光强度，绘制“浓度-荧光强度”标准曲线，代入待测液的荧光强度值，计算FWA含量。该方法的检出限为0.1mg/kg，满足初步筛查需求。

常见干扰及解决：纸张中的纤维素残渣会散射紫外光，导致荧光强度虚高，需通过固相萃取（SPE）净化——用C18小柱吸附FWA，去除纤维素杂质，净化后荧光强度的相对标准偏差可从15%降至5%以下。

高效液相色谱-质谱联用法的精准定性与定量

荧光分光光度法易受基质干扰产生假阳性，高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS/MS）可解决这一问题，是FWA精准识别的“金标准”。其前处理需强化提取效率：取2g样品，加入20mL甲醇-0.1%甲酸水（7:3）混合溶剂，超声提取60分钟，离心后取上清液，用HLB固相萃取柱净化（活化：5mL甲醇、5mL水；上样：待测液；洗脱：5mL甲醇），氮吹至干后，用甲醇复溶至1mL，供HPLC-MS/MS分析。

色谱条件需优化分离效果：采用C18反相色谱柱（2.1mm×100mm，1.7μm），流动相A为0.1%甲酸水，流动相B为甲醇，梯度洗脱程序：0-5min，B从5%升至30%；5-15min，B从30%升至90%；15-20min，B保持90%；流速0.3mL/min，柱温30℃。该条件可有效分离CBS-X、DCT等5种常见FWA，分离度达1.5以上。

质谱条件选择电喷雾电离源（ESI）负离子模式，因为FWA中的磺酸基易失去质子形成负离子；监测离子对需针对目标FWA的特征碎片：如CBS-X的母离子m/z 561[M-H]-，子离子m/z 349（失去两个磺酸钠基团）、m/z 237（进一步失去苯环）；DCT的母离子m/z 723[M-H]-，子离子m/z 497、m/z 371。

定性时，若样品的保留时间（如CBS-X约为12.5min）与标准品一致，且特征离子对的相对丰度比偏差≤20%，则可确定为该种FWA；定量时，以标准品的峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制曲线，代入样品峰面积计算含量，检出限可达0.01mg/kg，满足法规对低含量FWA的检测要求。

迁移实验与模拟食品中的FWA识别

食品接触用纸的FWA风险需通过迁移实验评估：根据GB 5009.156-2016《食品接触材料及制品迁移试验预处理方法》，选择模拟食品：水（代表水性食品）、3%乙酸（酸性食品）、10%乙醇（含醇食品）、橄榄油（油脂食品），分别模拟不同使用场景。

迁移条件需匹配实际使用情况：若纸张用于包装常温食品，迁移温度为25℃，时间24h；若用于包装高温食品（如热饮、油炸食品），温度为70℃或100℃，时间2h。例如，方便面调料包的包装纸，需采用100℃水迁移2h的条件，模拟调料包的高温杀菌过程。

迁移液的处理：水性模拟液（水、3%乙酸、10%乙醇）可直接用固相萃取净化，橄榄油模拟液需用正己烷稀释后，用乙腈提取（液液萃取）：取5mL橄榄油迁移液，加入10mL乙腈，涡旋混合5min，离心后取乙腈层，氮吹至干，用甲醇复溶至1mL，供LC-MS/MS检测。

结果判断：若迁移液中的FWA含量超过GB 9685规定的0.1mg/kg限量，则该纸张不符合食品接触要求。例如，某油炸食品包装纸的橄榄油迁移液中，CBS-X含量为0.15mg/kg，需判定为不合格并召回。需注意的是，不同模拟食品的迁移量差异较大，橄榄油中的迁移量通常是水的5-10倍。

样品前处理对FWA识别准确性的影响

前处理是FWA检测的关键环节，直接影响结果准确性。提取溶剂的选择需根据FWA的极性：水溶性FWA（如CBS-X）用乙醇-水混合溶剂，脂溶性FWA（如苯并恶唑）用正己烷或乙酸乙酯。例如，若误用正己烷提取水溶性FWA，提取率会从85%降至30%以下，导致结果偏低。

提取方法的选择：超声提取因操作简便、效率高，是主流方法，但需控制超声时间与温度：时间过短（<20min）提取不完全，过长（>60min）可能导致FWA分解；温度过高（>50℃）会加速FWA的热分解，因此最佳条件为40℃超声30分钟，提取率可达90%以上。

净化步骤需去除基质干扰：纸张中的纤维素、填料（如碳酸钙）会吸附FWA，导致检测结果偏低。常用的净化方法是固相萃取（SPE）：C18柱可吸附非极性的FWA，去除极性的纤维素残渣；HLB柱则适用于极性与非极性FWA的同时净化，回收率可达90%以上。

此外，空白实验需同步进行：取未添加FWA的纯纤维素纸，按相同前处理步骤操作，若空白样品的荧光强度或质谱信号超过检出限，则需检查实验环境（如实验台是否被FWA污染）或试剂纯度（如乙醇是否含荧光杂质）。空白实验是验证结果可靠性的重要环节，不可省略。

FWA识别中的干扰因素与排除策略

食品接触用纸中的基质干扰是FWA识别的常见问题：纸张中的木质素、残留漂白剂（如过氧化氢）会产生荧光，导致荧光分光光度法出现假阳性。例如，未漂白的竹浆纸，木质素的荧光发射峰在430nm左右，与香豆素型FWA重叠，需通过色谱分离排除——木质素的保留时间通常在5min以内，而FWA的保留时间在10min以上，可通过HPLC-MS/MS区分。

环境干扰也需注意：实验人员的护肤品、洗涤剂中可能含FWA，若接触样品会导致交叉污染。因此，实验前需用无荧光洗涤剂洗手，实验器具需用甲醇浸泡30分钟，去除残留FWA；实验环境需定期用紫外灯照射，分解空气中的FWA颗粒。

对于荧光分光光度法的假阳性，可通过“酸抑制实验”排除：向待测液中加入1mol/L盐酸，若荧光强度下降超过50%，则说明是木质素的荧光（木质素遇酸分解）；若荧光强度无明显变化，则为FWA的荧光。该方法简单有效，可快速排除基质干扰。

对于HPLC-MS/MS的干扰，可通过优化色谱条件减少：例如，调整流动相的pH值（如增加甲酸浓度至0.2%），改善FWA的分离效果；或采用多反应监测（MRM）模式，仅监测目标FWA的特征离子对，避免杂离子的干扰。MRM模式的信噪比可达100:1以上，显著提高定性准确性。