背景介绍

01.乙烯亚胺是什么？

乙烯亚胺（Aziridine），又称氮丙环，是一种三元环化合物，CAS号151-56-4，分子式C2H5N，分子量43.06，熔点-78℃，沸点56℃，较易溶于水和其他极性溶剂。结构式如图一所示。

▲图一 乙烯亚胺的分子结构

02.纸制品中为什么会有乙烯亚胺？

聚乙烯亚胺是一种水溶性高分子聚合物，在造纸领域中的应用广泛，可作为湿强剂与助留剂使用[1]，主要原因是聚乙烯亚胺有较高的反应活性，含有大量的阳离子基团，能与纤维素中的羟基反应并交联聚合，使纸张产生湿强度，并具有干增强作用。此外，聚乙烯亚胺的使用可以大大降低聚丙烯酰胺在造纸生产上的用量，同时提高纸制品的质量[2-3]。

但是随着聚乙烯亚胺在造纸生产中的使用越来越广泛，其合成过程中残留的乙烯亚胺单体、以及聚乙烯亚胺缓慢降解生成的乙烯亚胺单体也会随着聚乙烯亚胺被添加到食品接触用纸和纸制品中，进而通过迁移、扩散等途径污染食品，因此乙烯亚胺的安全性亟需得到关注。

03.乙烯亚胺的安全性如何？

根据2017年公布的国际癌症研究机构致癌物列表，乙烯亚胺属于2B类致癌物[4]，而《危险化学品目录》中，也将其列为剧毒物质[5]。我国GB 9685-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》的中规定了食品接触用纸质材料中聚乙烯亚胺的最大使用量为0.5%[6]，但由于聚乙烯亚胺引入的乙烯亚胺单体具有一定毒性，因此有必要研究纸制品中乙烯亚胺的检测方法，以便今后进一步开展相关的安全性评估。

迁移量检测方法

04.方法简介

目前，文献报道的乙烯亚胺的测定方法很少，仅检索到气相色谱法[7]，该方法被用于分析乙烯亚胺反应液体系中乙烯亚胺的浓度。但关于食品接触材料中乙烯亚胺迁移量检测方法的研究尚未见报道。由于在食品接触材料迁移试验需要用到的食品模拟物种类多，样品浸泡液体系与文献中的反应液体系存在明显的差异，因此已报道的气相色谱法并不适用于乙烯亚胺迁移量的测定。

基于乙烯亚胺的分子结构和理化性质，IQTC建立了一种超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法，测定食品接触用纸和纸制品中乙烯亚胺的迁移量，能够快速、简便、准确鉴定乙烯亚胺并和定量分析其在各种食品模拟物中的迁移量。

05.分析步骤及谱图

根据样品实际接触食品的类型，按照GB 31604.1-2015[8]选用4% (体积分数，下同)乙酸、 10%乙醇、95%乙醇、异辛烷和橄榄油作为食品模拟物，按照 GB 5009.156-2016[9]进行迁移实验。具体操作步骤：

对于酸性和醇类食品模拟物，取1 mL模拟物溶液用0.22 μm滤膜进行过滤后，待测；

对于异辛烷模拟液，取2 mL至试管中，加入2 mL 50%甲醇水溶液，涡旋3 min后，放置待分层，取下层清液，经0.22 μm滤膜过滤于样品瓶中，待测定；

对于橄榄油模拟物，取2 g至试管中，加入3 mL正己烷和2 mL 50%甲醇水溶液，涡旋振荡3 min后，放置待分层后取下层清液，过0.22 μm滤膜，待UPLC-MS/MS测定。

乙烯亚胺具体的质谱参数如表1所示。经UPLC分离后的乙烯亚胺总离子流色谱图及离子对谱图如图2所示。

▲ 表1 乙烯亚胺的质谱参数

▲ 图2 乙酸中乙烯亚胺（0.001 mg/L）的总离子流色谱图与离子对质谱图

06.方法学验证与评价

方法验证的结果表明，乙烯亚胺在4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇与异辛烷模拟液中，在0.003～0.05 mg/L质量浓度范围内具有良好的线性关系，检出限为1 μg/L；在橄榄油模拟液中，在0.003～0.05 mg/kg含量范围内具有良好的线性关系，检出限为1 μg/kg。各食品模拟物中，乙烯亚胺的加标回收率为96.0%~102%，相对标准偏差（RSD）为1.6%～5.9%。

验证结果表明该方法具有准确可靠、快速简便、灵敏度高等特点。

07.实际样品测试情况

利用已建立的方法对5款原纸、5款纸杯、5款纸吸管以及5款防油纸共20款样品在4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇、异辛烷和橄榄油中的乙烯亚胺迁移量进行分析。

结果表明，有2批次原纸样品检出乙烯亚胺，其在95%乙醇中的迁移量分别为0.032 mg/kg、0.0068mg/kg，其余样品均未检出。

结果表明，此方法可用于市售食品接触用纸及制品中乙烯亚胺迁移量的检测, 为食品包装材料的风险监测提供参考，也可为生产企业实现产品质量提升提供可靠的技术支持。

IQTC建议

纸制品企业在生产食品接触用纸制品时，应该关注聚乙烯亚胺的使用情况。除了使用量不应超过GB 9685-2016中规定的最大使用量0.5%之外，还应尽量降低乙烯亚胺单体的迁移水平。因此应该尽量优化配方和造纸工艺，严格控制乙烯亚胺的迁移，并在有该项目技术能力的检测机构对乙烯亚胺的迁移量进行实际测试，掌握产品中乙烯亚胺的迁移水平，并对其安全性进行相应的评估，本着对消费者健康安全切实负责的态度做好产品的质量与安全控制。

IQTC已将该研究成果整理成论文发表在核心期刊《分析测试学报》2022年第10期（国际食品接触材料安全论坛专辑）上。读者可通过扫描或长按下方的二维码获取论文原文。