Scatchard-Hildebrand热力学模型在预测PE中有害物质迁移分配系数的应用

为更加准确预测PE塑料中化合物向食品中迁移的分配系数。以PE中抗氧剂为代表,从大量文献中筛选PE中有害迁移物向食品模拟液迁移测试的可靠实验数据,将分配系数实验值F_(exp)与模型预测分配系数计算值F_(sim)对比分析,并对Scatchard-Hildebrand热力学模型进行实验校正,研究了温度(T)、迁移物分子量(M)和醇-水分配系数(log P)以及模拟液极性(ln Ps)与修正系数Ks(Ks=ln(F_(sim)/F_(exp))的关系。结果表明除个别化合物因其分子结构特殊外,PE中化学物向脂肪类食品模拟液中迁移分配系数预测模型的修正系数Ks与M、log P、ln Ps均呈显著的线性相关性,得到修正后的Scatchard-Hildebrand热力学模型F'_(sim)=exp(V迁移物/RT·[φ_(模拟液)~2(δ_(迁移物)-δ_(模拟液))~2-φ_(聚合物)~2(δ_(迁移物)-δ_(聚合物))~2]-7.289-0.021M-1.317ln Ps+0.901log P),其在一定程度上能够预测PE中有害物质向脂肪类食品模拟物中迁移的分配系数。     

HDPE膜中抗氧剂1076向替代脂肪类食品模拟物迁移的研究

比较了HDPE膜中的抗氧剂1076分别向异辛烷与95%乙醇迁移的规律.结果表明:1076的迁移具有时间性,并受温度的影响.迁移物在食品包装材料与食品/食品模拟物之间的分配,不仅取决于三者的极性,还与温度和模拟物的分子量大小有关.含有1076的HDPE薄膜在实际使用过程中,应当避免包裹高脂肪类食品,以免引起抗氧剂高迁移问题.     

影响聚丙烯塑料中抗氧剂1076向食品中迁移规律因素研究

有害化学物的迁移是食品包装材料污染食品和危害人们身体健康的主要途径之一,研究影响有害物质向食品中迁移规律的因素可有效降低食品包装材料对食品的污染风险。论文研究了含1076的聚丙烯母料的比表面积和模拟液的极性对抗氧剂1076向模拟液中迁移规律的影响,并把Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型预测平衡分配系数(D_(r0))与实验值(D_r)进行比较分析,研究结果表明:模拟中1076的浓度(C_r)和浸泡时间(t)符合Ct=a(1-e~(-bt))方程式,且塑料比表面积(S)越大,迁移速率和迁移平衡分配系数(模拟液/塑料)越大,1076向乙醇模拟液中迁移的平衡分配系数(D_r)与比表面积(S)符合方程ln Dr=—3.93+2.21e~(-57.67S),平衡分配系数实验值与SatchardHilderbrand热力学理论模型计算值随模拟液的溶解度参数变化趋势完全一致,实验值与计算值的比值随模拟液与聚丙烯的溶解度参数差值减小而增大,即模拟液的极性越接近聚丙烯,实验值越接近Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型平衡分配系数计算值。     

石墨烯/低密度聚乙烯复合包装膜中2种抗氧化剂向食品模拟物异辛烷的迁移

建立高效液相色谱法检测石墨烯/低密度聚乙烯复合食品包装薄膜中2种抗氧化剂(Irganox1076、Irgafos168)的方法。考察时间、温度以及石墨烯和石墨烯微片的存在对2种抗氧化剂向脂肪类食品模拟物异辛烷迁移的影响,同时分析2种不同抗氧化剂在迁移中的相互作用。结果表明,2种抗氧化剂的迁移会随着迁移温度的升高以及迁移时间的延长而增加直至达到迁移平衡;2种抗氧化剂之间存在协同作用,在迁移过程中会相互影响;石墨烯及石墨烯微片纳米粒子的团聚现象和吸附作用抑制了食品包装中的Irganox1076、Irgafos168两种抗氧化剂向异辛烷中的迁移。     

影响聚丙烯塑料中抗氧剂BHA向食品中迁移规律因素研究

食品包装材料中有害化学物的迁移是污染食品和危害人们身体健康的主要途径之一,研究影响有害物质向食品中迁移规律的因素可有效降低食品包装材料对食品的污染风险。试验研究了含BHA的聚丙烯母料的比表面积和模拟液的溶解度参数对BHA向模拟液中迁移规律的影响,并把Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型预测平衡分配系数(D_(r0))与试验值(D_r)进行比较分析,研究结果表明:模拟液中BHA的浓度符合C_t=a(1-e~(-b t))方程式,且塑料比表面积越大,迁移速率和迁移平衡分配系数(模拟液/塑料)越大,同时模拟液的溶解度参数与塑料的溶解度参数差值越小,其迁移速率越大,迁移平衡分配系数的试验值与Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型计算值越接近。     

影响聚丙烯塑料中抗氧剂BHT向食品中迁移规律因素研究

目的为降低食品包装材料对食品的污染风险,研究影响2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(butylated hydroxytoluene,BHT)向食品中迁移规律的因素并有效预测迁移量。方法研究了含BHT的聚丙烯母料的比表面积和模拟液的溶解度参数对BHT向模拟液中迁移规律的影响,并把Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型预测平衡分配系数(D_(r0))与实验值(D_r)进行比较分析。结果模拟中BHT的浓度(C_t)与浸泡时间(t)符合C_t=a×(1-e~(-b×t))方程式,且塑料比表面积越大,迁移速率和迁移平衡分配系数(模拟液/塑料)越大;平衡分配系数(D_r)与比表面积(S)符合方程lnD_r=-2.944+2.157e~(-53.6S),平衡分配系数实验值与Scatchard-Hilderbrand热力学理论模型计算值随模拟液的溶解度参数变化趋势基本一致,实验值与计算值的比值随模拟液与聚丙烯的溶解度参数差值减小而增大。结论塑料的比表面积和模拟液的极性对Scatchard-Hilderbrand热力学理论预测聚丙烯中BHT向模拟液中迁移平衡分配系数有一定的影响,在向溶解度参数为7.0~13.0(cal/cm~3)~0.5范围内的模拟液中平衡分配系数的预测均有良好的适用性。     

石墨烯/聚乙烯复合食品包装膜中两种紫外吸收剂向食品模拟物的迁移研究

目的:探究了石墨烯/低密度聚乙烯复合包装材料中两种紫外吸收剂UV-531和UV-P向脂肪类食品模拟物(异辛烷)的迁移规律。方法:利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)建立了石墨烯/低密度聚乙烯复合食品包装薄膜中两种紫外线吸收剂UV-531和UV-P的检测方法,确定了甲苯溶解提取的方法。结果:在一定范围内,随着时间、温度和紫外线吸收剂质量浓度的增加,两种紫外线吸收剂向异辛烷的迁移量不断增加;石墨烯的加入阻碍了两种紫外线吸收剂向异辛烷的迁移;此外,两种紫外线吸收剂相互作用较小,对彼此向异辛烷的迁移基本没有影响。结论:石墨烯的加入可有效阻止两种紫外吸收剂向食品模拟物中的迁移。     

基于有限差分法的食品包装材料不稳定性数值模拟

基于有限差分方法数值模拟了塑料食品包装材料化学物向食品(模拟物)的迁移及迁移物在食品内的不稳定性。利用数值计算软件Matlab进行数值模拟得出了不同损耗模式下的迁移预测曲线。结果表明,扩散系数D决定了迁移的动力学过程,分配系数K_(PF)表征平衡时化学物在包装材料和食品内的浓度比值,平衡时食品内的化学物浓度随化学物在包装材料内的初始浓度C_(in)的增加而增加。化学迁移物在食品内存在不稳定现象,这将导致实验结果低估其向食品的迁移。利用损耗函数得到了2种不同损耗模式下的迁移预测曲线。     

食品包装材料中双酚A迁移量的测定

建立采用高效液相色谱法对塑料食品包装材料中双酚A向食品模拟物迁移量的检测方法。使用4种食品模拟物：水、质量分数为4%乙酸溶液、体积分数30%的乙醇溶液和脂肪类模拟物(正己烷、异辛烷和橄榄油)。结果表明,双酚A在与食品塑料包装接触过程中,无论在何种情况下都会向食品模拟物中迁移,尤其向醇类模拟物中迁移最严重;在温度超过60℃时,双酚A向食品模拟物中的迁移率骤增;在微波加热条件,高火700W功率时双酚A向食品模拟物中的迁移速率最快。该方法检测限为0.3ng/mL,线性范围为0.5～100ng/mL,线性相关系数为0.9997,回收率在92.0%～102.4%之间,相对标准偏差≤2.84%(n=5)。     

影响Scathard-Hildebrand统计热力学理论预测PVC中增塑剂迁移平衡分配系数的因素

为探究Scathard-Hildebrand热力学模型对PVC塑料中有害物迁移预测的适用性和准确性。搜集相关文献中有效迁移实验数据,将计算得出的分配系数实验值Fexp与模型预测分配系数模拟值Fsim进行对比,并探讨温度、迁移物分子量、迁移物醇-水分配系数、模拟液特性等因素对分配系数校正值(模拟值与实验值之比的对数值ln(Fsim/Fexp))的影响。结果表明,PVC材料中迁移物分配系数校正值ln(Fsim/Fexp)与以上几种因素均存在着一定的线性关系。影响因素的分析可为预测模型的修正提供有力的依据。     

Development of an HPLC method for measurements of the stability of Irganox-type polymer antioxidants in fatty food simulants

 A reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) method has been developed to measure the stability of four Irganox-type polymer antioxidants (Irganox 245, Irganox 1035, Irganox 1098 and Irganox 3114) in an olive oil food simulant and isooctane, which has been proposed as an alternative fatty food simulant. The tests of stability in olive oil were carried out under three different conditions, i.e. 40°C for 10 days, 100°C for 1 h and 175°C for 1 h. The exposure conditions for isooctane were 60°C for 3 h. Results showed that for all additives tested no instability phenomena in olive oil or isooctane simulants were observed under the exposure conditions applied. The analytical methodology developed could eventually be used for stability testing and migration studies of other similarly structured antioxidants in fatty food simulants. Received: 11 September 1997     

Development of an HPLC method for measurements of the stability of Irganox-type polymer antioxidants in fatty food simulants

 A reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) method has been developed to measure the stability of four Irganox-type polymer antioxidants (Irganox 245, Irganox 1035, Irganox 1098 and Irganox 3114) in an olive oil food simulant and isooctane, which has been proposed as an alternative fatty food simulant. The tests of stability in olive oil were carried out under three different conditions, i.e. 40°C for 10 days, 100°C for 1 h and 175°C for 1 h. The exposure conditions for isooctane were 60°C for 3 h. Results showed that for all additives tested no instability phenomena in olive oil or isooctane simulants were observed under the exposure conditions applied. The analytical methodology developed could eventually be used for stability testing and migration studies of other similarly structured antioxidants in fatty food simulants. Received: 11 September 1997     

纳米银-聚乙烯复合包装中银对2 种抗氧化剂向食品模拟物迁移的影响

探究纳米银-聚乙烯复合包装中纳米银成分的存在对2 种抗氧化剂（Irganox1076和Irgafos168）向食品模拟物迁移规律的影响。将含有抗氧化剂的聚乙烯包装膜和同时含有抗氧化剂与纳米银的复合包装膜裁成正方形若干,分别浸泡于正己烷和体积分数95%乙醇溶液2 种食品模拟物中,密封后在20、40 ℃以及70 ℃条件下进行迁移实验。食品模拟物中2 种抗氧化剂的加标回收率在79.3%～108.0%之间,相对标准偏差在0.7%～5.3%之间。2 种抗氧化剂的迁移会随着迁移温度的升高以及迁移时间的延长而增加直至达到迁移平衡,且其在正己烷模拟物中的迁移量大于在体积分数95%乙醇模拟物中的迁移量;含纳米银聚乙烯塑料比不含纳米银聚乙烯塑料中的抗氧化剂向食品模拟物中的迁移量小,表明纳米银成分的存在可以抑制包装中的抗氧化剂向食品模拟物中的迁移。     

Influence of solvent absorption on the migration of Irganox 1076 from LDPE

The effect of solvent absorption on additive migration was studied by relating the diffusion coefficient ( D ) of Irganox 1076 to the maximum solvent absorption of different solvents in low-density polyethylene (LDPE) film. Solvents tested were ethanol, isopropanol, isooctane, ethylacetate, cyclohexane, tributyrin, tricaprylin and olive oil. Diffusion and partition coefficients were determined by fitting the migration curves, i.e. the concentration of Irganox 1076 in solvent as a function of time, with Fick's diffusion equation. The results for the low molecular weight solvents show that with increasing maximum solvent absorption, D of Irganox 1076 is increasing as well. This trend is not observed for the two triglycerides and olive oil. In spite of absorption, no increase in D was observed. The obtained result is the basis of an extended predictive migration model that, besides migrant and polymer properties, is also based on the maximum solvent absorption in the polymer.     

纸塑包装中PCBs的迁移模型及效果评价

多氯联苯化合物种类繁多,无法逐一进行冗长的迁移试验,迁移模型不仅可以简化迁移研究,而且概括性强,适用范围广。文章基于"有限包装-有限食品"模型,考虑纸层与塑料层间的扩散系数,忽略其间分配系数的差异,建立迁移预测模型。并以Brandsch模型估算扩散系数,以定义式粗算分配系数,并分析迁移试验值与模拟预测情况的差异。对比结果显示,试验值变化的整体趋势与模型预测结果相符。迁移量均随着时间的延长而增加,且平衡时的迁移量随着温度的升高而加大,大多预测值明显略高于试验值。     

模拟液的极性对聚丙烯中抗氧化剂迁移的影响

研究了4种抗氧化剂BHA、BHT、Irganox1076、Irgafos168从聚丙烯塑料迁移至6种不同极性的模拟液时,模拟液极性对抗氧化剂迁移规律的影响。结果表明,抗氧化剂与聚丙烯塑料相溶性越差,与模拟液相溶性越好,迁移平衡分配系数越大;同时,模拟液极性越接近聚丙烯时,迁移扩散系数越高,扩散系数受分子量影响越小,反之,则迁移扩散系数受分子量影响较大,扩散系数随分子量的增大而减小;无水乙醇模拟液中,抗氧化剂分子量越大,平衡分配系数受温度影响越大,迁移焓变随分子量增大而增大,而正己烷模拟液中变化正好与之相反。     

微波条件下聚烯烃抗氧剂向食用油迁移的扩散系数研究

实验研究不同微波加热功率条件下PE膜内三种不同分子量不同分子结构的抗氧化剂(BHT、Irganox 1076和Irgafos 168)向6 种食用油的迁移,计算相应的扩散系数并给出其与微波加热功率的关系图。鉴于微波加热条件下迁移的特殊性,提出构建新的扩散系数预测模型的设想。     

Determination of key diffusion and partition parameters and their use in migration modelling of benzophenone from low-density polyethylene (LDPE) into different foodstuffs

The mass transport process (migration) of a model substance, benzophenone (BZP), from LDPE into selected foodstuffs at three temperatures was studied. A mathematical model based on Fick’s Second Law of Diffusion was used to simulate the migration process and a good correlation between experimental and predicted values was found. The acquired results contribute to a better understanding of this phenomenon and the parameters so-derived were incorporated into the migration module of the recently launched FACET tool (Flavourings, Additives and Food Contact Materials Exposure Tool). The migration tests were carried out at different time–temperature conditions, and BZP was extracted from LDPE and analysed by HPLC-DAD. With all data, the parameters for migration modelling (diffusion and partition coefficients) were calculated. Results showed that the diffusion coefficients (within both the polymer and the foodstuff) are greatly affected by the temperature and food’s physical state, whereas the partition coefficient was affected significantly only by food characteristics, particularly fat content.