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公众号：zyzhan
摘要
食品软包装材料被广泛用于食品防护，但油墨和胶粘剂中残留的有机溶剂可能迁移至食品中，引发食品安全及法规合规风险。
因此，建立稳健的分析监测方法至关重要，以确保符合全球食品接触材料法规及生产规范要求。本应用文章介绍了采用新一代珀金埃尔默GC-HS(气相色谱-顶空)平台对食品软包装材料中残留溶剂进行定性与定量分析的方法。通过基质加标法校正了六个校准浓度水平的线性，结果显示绝大多数溶剂的相关系数R²达1.000，其余分析物亦达0.999，表现优异。第4浓度点的重复性测试表明精密度良好，多数化合物峰面积的相对标准偏差(%RSD)低于1%，保留时间的%RSD低于0.004%。加标回收率介于97%-102%之间，证实了方法的准确性。
为何珀金埃尔默GC是
食品软包装残留溶剂检测的明智之选
• 准确、稳定且可靠的性能：GC 2400与压力平衡式HS 2400顶空联用，最大限度减少维护需求，降低系统停机时间，并确保几乎无残(carryover)。
• 稳定的数据质量：在兼顾可持续性与经济性分析特性的同时，提供准确可靠测试结果。
• 无缝方法转移：简化的工作流程支持向客户现场快速、便捷地进行方法转移。
• 简洁直观的软件：SimplicityChrom CDS确保数据完整性、可追溯性及高效数据管理，实现便捷快速的数据处理、定量与报告输出。
引言
食品软包装材料(如聚乙烯、聚丙烯及聚烯烃类制品)在搬运、运输和储存过程中对保护食品、维持产品完整性起着关键作用。然而，这类材料在生产过程中常使用多种有机溶剂(如印刷油墨和胶粘剂中)，这些溶剂可能作为残留化学物质存留于包装内。
这对食品安全与消费者保护构成重要隐患，因为此类溶剂可能迁移至食品中，潜在危及人体健康、改变食品化学成分，或影响其感官特性(如风味与香气)。全球已建立相应法规框架，包括欧盟法规(EC) No.1935/20041，其对食品接触材料中此类物质的使用与迁移设定了严格限量要求，并规定须遵守良好生产规范(GMP)以确保产品持续安全。因此，残留溶剂的分析监测已成为包装行业质量保证的重要环节。采用先进HS-GC-FID（顶空-气相色谱-氢火焰离子化检测）方法进行精准定性定量，对于保障食品接触包装安全、满足法规合规及维持高制造标准(符合EU No.2023/2006 GMP2要求)至关重要。
本应用文章展示了使用珀金埃尔默GC 2400™系统搭配HS 2400 M顶空进样器对食品软包装材料中残留溶剂进行测定的方法。该配置可实现残留溶剂的高灵敏度、高可靠性及高重现性定量，支撑食品软包装的常规质量控制与法规合规。该经验证的工作流程同样支持Clarus® Nova GC平台，使实验室能够在现代化集成系统中获得相当的分析性能。
仪器配置
分析采用GC 2400™系统搭配HS 2400 M顶空进样器完成。GC 2400™系统配置了分流/不分流毛细管进样口及氢火焰离子化检测器(FID)，使用珀金埃尔默Elite 624色谱柱对16种残留溶剂进行色谱分离。整套分析流程由珀金埃尔默SimplicityChrom™色谱数据系统(CDS)软件进行控制。
实验部分
标准品及校准曲线配制
16种残留溶剂标准品(>99% GC级)购自Advent India Private Ltd.授权供应商。
空白样品：使用空顶空样品瓶。
标准储备液配制：分别移取16种溶剂标准品(甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇(IPA)、正己烷、甲基乙基酮(MEK)、乙酸乙酯、环己烷、异丁醇、正丁醇、甲基异丁基酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、苯乙烯及环己酮)各1 mL，转移至20 mL容量瓶中。所有标准品总体积为16 mL，未进行进一步稀释。
基质匹配线性溶液：将食品软包装空白样品(10×10 cm)剪切成小块，置于20 mL顶空样品瓶中。按表1所示体积加入上述残留溶剂储备液，配制成不同浓度的基质匹配线性标准溶液。所有线性溶液均在20 mL顶空样品瓶中直接配制。
图1.第6浓度水平残留溶剂的色谱图(点击查看大图)
表1.残留溶剂基质匹配线性溶液配制
(点击查看大图)
精密度与重复性
选取一个浓度水平进行精密度考察。对表1中第4浓度水平的标准溶液连续进样6次，以评估方法的精密度。分别计算峰面积及保留时间的相对标准偏差(%RSD)。
样品前处理
从本地供应商处获取食品软包装样品(10×10 cm)，剪切成小块后置于20 mL顶空样品瓶中。使用带PTFE隔垫的不锈钢压盖钳紧密封，立即开始分析。
基质加标样品配制
将印刷用食品软包装样品(10×10 cm)剪切成小块，转移至20 mL顶空样品瓶中。分别在第2和第4浓度水平下进行加标，每个浓度平行制备6份样品。
方法
仪器采集方法及分析条件详见表2。
表2.采集方法参数及分析条件
(点击查看大图)
结果与讨论
基质匹配线性通过进样6个校准水平(Level 1至Level 6)进行校正，对所有分析物均建立了校准曲线。其中12种溶剂的确定系数(R²)为1.000：甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇(IPA)、正己烷、甲基乙基酮(MEK)、乙酸乙酯、环己烷、异丁醇、甲基异丁基酮、甲苯和乙酸丁酯；其余4种溶剂(正丁醇、乙苯、苯乙烯和环己酮)的R²为0.999。校准曲线见图2–5，全部六个线性水平的叠加色谱图见图6。
图2.甲醇线性溶液的校准曲线
图3.甲苯线性溶液的校准曲线
图4.乙酸乙酯线性溶液的校准曲线
图5.甲基乙基酮(MEK)线性溶液的校准曲线
图6.残留溶剂从第1至第6浓度水平线性溶液的叠加色谱图
重复性评估
通过连续6次进样分析第4浓度点的残留溶剂标准溶液，对方法的重复性进行考察。GC-HS系统高效的气路控制确保了样品转移可靠且重现性良好。第4浓度水平下6次进样的汇总数据见表3，结果显示：除高沸点溶剂外，绝大多数溶剂的峰面积相对标准偏差(%RSD)小于1%，保留时间%RSD始终低于0.004%，表明所测16种残留溶剂均具有优异的精密度。
表3.第4浓度水平下16种残留溶剂标准品的保留时间及峰面积相对标准偏差(%RSD)
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食品软包装样品分析
基于针对残留溶剂建立的校准曲线，对9份食品软包装样品(每份平行测定2次)进行定量。定量结果汇总于表4。
表4.9份食品软包装样品中残留溶剂的定量结果(第一部分)
表4.9份食品软包装样品中残留溶剂的定量结果(续)
(点击查看大图)
基质加标样品回收率
在第2和第4浓度水平下分别进行6次平行加标回收率考察。加标基质样品的平均回收率介于97% - 102%之间，结果详见表5。
表5.第4浓度水平下6份加标样品的计算量(mg/m²)及回收率(%)
(点击查看大图)
样品残留考察
为验证系统无残留现象，在进样高浓度第6水平残留溶剂标准品后立即进样水空白样品进行残留考察。
结果表明，HS 2400压力平衡式顶空进样技术具有显著优势：该系统不使用定量环，而是采用压力平衡方式将精确体积的样品注入分析柱，大幅减少了样品与活性金属位点及冷点的接触。空白样品中未检出目标残留溶剂，证实了该方法几乎无残留。
图7. 叠加色谱图。蓝色谱线为第6水平(Level 6)的残留溶剂谱图，粉色谱线为紧随其后进样的空白空瓶谱图。空白样品的基线表明未检测到明显的残留(即无残留污染)
结论
压力平衡式顶空进样技术，结合GC 2400™系统先进的气路控制系统，可提供可靠、重现性高且置信度强的分析结果，且无明显残留。此外，HS 2400 M进样器设计简洁、活动部件少，有效降低了年度维护成本并提升了系统运行时间。
珀金埃尔默GC 2400™系统与HS 2400 M顶空进样器联用，为食品软包装中残留溶剂分析提供了稳健可靠的解决方案，样品残留极低甚至无残留，确保痕量分析的可靠性。样品瓶恒温炉的重叠加热功能允许在前一样品分析结束后立即开始下一个样品的分析，显著缩短整体运行时间并提升分析效率。此外，HS 2400顶空进样器的可编程气路控制具备卓越的压力调节能力，兼容现有顶空方法，并提供多种流量控制选项，有助于降低载气消耗。
表6.珀金埃尔默GC 2400气相色谱仪及HS 2400M顶空进样器分析所用耗材
参考文献
1. European Union Regulation (EC) No.1935/2004
2. European commission No.2023/2006 (GMP)
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