EN
科学研究
当前位置: Home >  科学研究

荧光增白剂与食品接触材料

2022-02-16 4782次阅读 阅读模式

导读:近年来,荧光增白剂的安全性越来越受到公众关注;而提到荧光现象,很多人会将其与荧光增白剂直接等同起来。那么究竟:

 

- 什么是荧光现象?

- 什么是荧光性物质?

- 什么是荧光增白剂?

- 有荧光现象是否意味着一定存在荧光增白剂?

- 目前食品接触材料中关于荧光现象以及荧光增白剂的现状如何?

 

本文为您一一解读。

 

说到荧光,年轻人会立即联想到荧光棒,各种节日庆典和表演广泛使用,会给人们带来视觉美感;年长的人会立即联想到萤火虫,那常常是他们儿时记忆里最美妙的景象。

 

1. 什么是荧光现象?

 

其实荧光是一种冷发光的物理现象,是某些物质在吸收一定波长的入射光(通常是紫外线或X射线)后,其分子进入激发态,随即又退出激发态,并发射出比入射光的波长更长的光(通常在可见光波段)。荧光现象中最常见的是吸收紫外光后发出蓝色荧光。

 

2. 什么是荧光性物质?

 

通俗来说,能够产生荧光现象的物质即为荧光性物质。

 

荧光性物质主要分为两大类:天然存在的和人工合成的。

 

天然存在的荧光性物质有来自于各种生物体内的荧光素或荧光蛋白,如萤火虫等昆虫,或夜光藻、虾、水母等海洋生物;也有来自于生物体内的部分氨基酸、维生素A/E/B12、核苷酸等。实际上许多常见食品,如酱油、茶叶、咖啡等,都可以产生荧光。但天然存在的荧光性物质普遍有以下缺点:获取来源不稳定,暴露在大气中时化学稳定性不好,提炼成本高。

 

随着材料科学的进步,现在人工合成的荧光性物质种类越来越多,性能越来越好,用途也越来越广泛。如纸币上带有幻彩效果的荧光油墨、马路上用到的荧光标线涂料、荧光笔中各种颜色的荧光墨水、彩色电视机中用到的稀土荧光粉等,其中起到功能性作用的都是人工合成的各种荧光性物质。

 

在种类繁多的荧光性物质中,有一类特殊的化合物,能够在一定条件下对物品起到增白、增艳的效果,这就是我们通常所说的荧光增白剂。

 

3. 什么是荧光增白剂?

 

国家标准GB/T6687-2006《染料名词术语》中给出的定义是:荧光增白剂是一种无色的荧光染料,在紫外光的照射下,可激发出蓝光、紫光,与基质上的黄光互补而具有增白效果。

 

这类化合物结构一般较为复杂,分子中通常含有共轭双键,能吸收不可见的紫外光(波长300~400 nm),再激发出可见的蓝色或蓝紫色荧光(波长400~480 nm)。为什么这些物质在纸张、洗涤剂、纺织品中使用时能起到增白、增艳的效果呢?

 

我们知道,陈旧的白色衣物和印刷品、霉变的淀粉和谷物等物品,一般都会发出偏黄色的光,给人以“泛黄”的感觉。此时若加入适量的荧光增白剂,这些荧光增白剂在吸收了肉眼不可见的紫外线后,会发出蓝色或蓝紫色的光,恰好与物品本身所带有的偏黄色的光形成互补色,从而消除原有的“泛黄”现象,使本来看上去已经陈旧的衣物和印刷品、已经霉变的淀粉和谷物显得雪白如新(注意:往霉变淀粉和谷物中添加荧光增白剂属不法行为!!!)。这就是荧光增白剂的增白原理。通俗一点说,荧光增白剂就是利用光学上的补色作用使白色或浅色物品增白、增亮或增艳,它与物品之间并不发生化学反应,仅仅是依靠光学作用增加物体的白度,所以荧光增白剂又被称为“光学增白剂”或“白色染料”等。

 

4. 有荧光现象是否一定意味着添加了荧光增白剂?

 

如上所述,荧光现象是一种物理现象,既有可能来源于天然存在的荧光性物质,如萤火虫中的荧光素;也有可能来源于人工合成的各种荧光性物质,如荧光油墨、荧光涂料、荧光笔、荧光塑料等材料中的功能性荧光材料,以及荧光增白剂。荧光增白剂仅仅是种类繁多的荧光性物质中一类有增白、增艳效果的特殊性荧光性物质。因此严格来说,荧光性物质并不等同于荧光增白剂,观察到荧光现象也并不意味着添加了荧光增白剂!!!

 

有荧光现象≠有荧光增白剂

荧光增白剂会(在特定波长下)产生荧光现象

 

和食品添加剂一样,荧光增白剂种类繁多。按用途分为造纸用荧光增白剂,塑料与合成材料荧光增白剂、纺织品用荧光增白剂、洗涤剂用荧光增白剂,油墨用荧光增白剂,胶粘剂用荧光增白剂和其他用途荧光增白剂等。

 

按离子性质分类,荧光增白剂又可分为非离子增白剂、阴离子增白剂、阳离子增白剂和两性增白剂。

 

按照化学结构可分为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并恶唑型、苯二甲酰亚胺型等五大类。

 

按照水溶性分为水溶性和水不溶性两类。水溶性荧光增白剂主要应用于纸张、涂料、洗衣粉、棉织物的增白,水不溶性荧光增白剂主要应用于化纤、塑料等产品的增白。

 

目前,大约有15种化学构型,约400多种荧光增白剂。经过多年的大浪淘沙,有些早已被淘汰,目前世界上仍在生产和使用的几十种常用品种。

 

 

5. 荧光增白剂应用于哪些领域?

 

荧光增白剂从最初的纺织品的应用,发展到现在广泛用于造纸、洗涤剂、纺织品、塑料、涂料、油墨、皮革、防伪、激光探测等多个领域,甚至应用到生物医药上,并且其应用领域仍在不断地扩大与我们的生产和生活密切相关。

 

6. 荧光增白剂加的越多,效果越好吗?

 

答案是否定的。荧光增白剂的使用应为“微量”否则效果适得其反。基于补色原理,当制品中黄光和蓝紫色荧光彼此相当,颜色抵消,才能达到增白的效果。而一旦蓝紫色荧光强度大于制品的黄光强度时,荧光增白剂本身的外观颜色也会表现出来,就会造成增白效果降低。荧光增白剂在各塑料基体中添加量超过一定值时会析出团聚,降低了增白效果。而且随着荧光增白剂的增加,抗老化性能会降低。

 

7. 食品接触材料中荧光增白剂的使用情况

 

我国食品接触材料食品安全国家标准GB9685-2016中列出了可用于食品包装材料的荧光增白剂,主要有:FWA 393、 FWA 184 、 FWA 236等,其他型号的荧光增白剂在我国均不得应用于食品容器、包装材料的生产。GB 4806.8-2016 规定除食用、烹饪或加工前需经去皮、 去壳或清洗的食品接触的纸和纸板材料及制品, 食品接触用纸和纸板材料及制品中对荧光性物质有限制性要求,并且规定按照GB 31604.47-2016标准测试方法测定荧光增白剂。

 

美国联邦法规(CFR)中,荧光增白剂可作为非直接食品添加剂,并且允许一些荧光增白剂用于食品包装容器以及非涂布纸和纸板中,但对最大添加量有一定的限制。

 

在欧洲一些国家,与脂肪和液体食品接触的材料允许使用有限数量的荧光增白剂。欧洲理事会决议Res AP(2002)1中许可荧光增白剂的使用,但其迁移量不得检出。德国联邦风险评估研究所(BfR)XXXVI食品接触用纸和纸板许可使用着色剂和荧光增白剂,但规定二者均不得迁移到食品中。且对磺化二苯乙烯衍生物最大用量有一定的限制要求。

 

日本、澳新等国家无具体要求。

 

 

8. 荧光增白剂的检测方法

 

国家标准及文献报道的荧光增白剂检测方法主要有紫外灯检测法、白度检测法、荧光白度检测法、紫外分光光度法、荧光分光光度法、高效液相检测法、高效液相色谱-质谱联用方法。

 

目前无论是国内还是国外,对食品接触材料中荧光增白剂的测试主要为目视法,如我国的GB 31604.47-2016、台湾地区的CNS 11820-2007、欧盟的EN 648:2006,等。除了样品前处理方法上稍有差异外,这些方法均采用紫外灯照射经处理后的样品或样品溶液,观察其荧光现象,其本质上都是定性方法,结果出现假阳性的可能性较高。对于特定荧光增白剂的精确定量方法,目前尚未有国家标准。受国家卫健委委托,IQTC将主持对国家标准GB 31604.47-2016的修订,拟在原有的目视法基础上,增加利用色谱或色谱-质谱分析法对具体种类的荧光增白剂进行定性定量分析,以更为先进的技术手段降低假阳性率,获得更为可靠的检测结果。

 

 

参考文献

1.《荧光增白剂实用技术》中国纺织出版社,董仲生编著

2. 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》

3.GB 31603-2015,《食品安全国家标准 食品接触材料及制品生产通用卫生规范》

4.GB 4806.8-2016,《食品安全国家标准 食品接触用纸和纸板材料及制品》

5.国外食品接触材料法律法规汇编 欧洲委员会食品接触材料政策综述和指南 陈少泓、王超主编

6. 邹孝,张丽妮,唐加利,高亚凯,马艳,牟琼,食品塑料接触材料中荧光增白剂检测方法研究进展,食品工业,2019,256-260

7. 靳茂礼,黄雪静,剧京亚,王亚男,张丽娜,PVC塑料食品包装中的2种荧光增白剂迁移规律研究,食品工程,2019,33-37

8. 姜楠,刘思洁,李青,荧光增白剂应用现状及研究进展,中国卫生工程学,2019,476-480

9.纪水琳,食品及包装中荧光增白剂的检测方法及迁移动力学研究,安徽农业大学,2018

 

 

来源:国家食品接触材料检测重点实验室(广东)

撰写:刘宏 博士

责编:李丹

合规工具

返回顶部