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陈酿容器中重金属在酒类产品的迁移实验

huangza

2017/08/04

食品接触材料

陈酿容器中重金属在酒类产品的迁移实验
酒体陈酿容器主要为不锈钢罐及陶缸，其中食品不锈钢容器罐体，其卫生指标按照GB 9684《食品安全国家标准不锈钢制品》要求实施控制；陶缸按照GB 13121《陶瓷食具容器卫生标准》、GB 14147《陶瓷中铅、镉最大溶出极限》要求实施卫生指标的控制。控制指标主要为铅、镉、砷等，且对其限量进行了规定。在酒体的长期陈酿过程中，容器中的金属离子会不断迁移至酒体中。有关研究表明，其中铁、铜金属离子对白酒的老熟有一定催化作用，但是过量的金属离子可能会对人体产生危害。
为摸索酒体在长期陈酿过程中有害成分的变化情况，以规避陈酿容器（不锈钢陈酿罐、陶缸）可能带来的食品安全风险，以保障产品安全。特开展此项研究，研究内容主要跟踪不锈钢罐、陶缸等陈酿容器储存的酒类产品，其中的重金属有害物质的含量变化情况。总结对比分析变化情况，评价与酒体直接接触陈酿容器中重金属的迁移风险。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
Thermo M5型原子吸收光谱仪（美国赛默飞世尔科技）； SK-锐析原子荧光光谱仪（北京金索坤技术）；FA2004电子天平；Mars 6型微波快速消解系统及配套赶酸装置（美国CEM公司）；超纯水机；恒温培养箱；水浴锅；电热恒温干燥箱。
铅、镉、砷、锑、铜、铁、镍的单元素标准溶液(国家标准物质研究中心)；硝酸为优级纯，冰乙酸、无水乙醇为分析纯；水为超纯水。
1.2 样品的制备
由于不锈钢陈酿罐与陶缸容器不便于取样，因此，选择不锈钢罐与陶缸中陈酿的酒类产品，检测其中有害成分的变化情况。本次选定以铅、镉、砷、锑、铜、铁、镍在原酒、酒类产品的陈酿过程中的含量变化情况进行研究。分别选取一定的时间间隔跟踪陶缸、不锈钢罐储存原酒与酒类产品，跟踪其中重金属含量的变化情况。

1.3 仪器条件
铅的仪器参数：波长283.3nm，通带0.2nm，燃气流量1.0L/min，燃烧器高度7mm；
镉的仪器参数：波长228.8nm，通带0.5nm，燃气流量1.2L/min，燃烧器高度7mm；
铜的仪器参数：波长324.8nm，通带0.5nm，乙炔流量1.1L/min，燃烧头高度7mm；
铁的仪器参数：波长248.3nm，通带0.2nm，乙炔流量0.9L/min，燃烧头高度7mm；
镍的仪器参数：波长232.0nm，通带0.1nm，乙炔流量0.9L/min，燃烧头高度7mm；
砷、锑的仪器参数：主气流量600mL/min，辅气流量800mL/min，积分时间5S，主泵转速100rpm。
2 结果与讨论
（一）铅、镉、锑、镍的变化情况
通过连续跟踪实验检测结果显示，所有陈酿的酒体中铅均未检出（低于检出限）；镉均未检出（低于检出限）；锑均未检出（低于检出限）；镍均未检出（低于检出限）。故可以明确无论是不锈钢，还是陶缸陈酿的原酒、酒类产品中重金属铅、镉、锑、镍均不会因陈酿周期长而溶入酒体中。
（二）砷的变化情况

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的原酒中砷含量均有检出，且呈现上升趋势，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的原酒中砷含量平均值为0.000098 mg/L，陶缸陈酿的原酒中砷含量平均值为0.00072 mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品1中砷含量均有检出，且呈现上升趋势，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的酒类产品1中砷含量平均值为0.0013 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品1中砷含量平均值为0.0015mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品2中砷含量均有检出，且呈现上升趋势，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的酒类产品2中砷含量平均值为0.0033 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品2中砷含量平均值为0.0043mg/L。

不管是使用不锈钢罐还是陶缸陈酿酒类产品，其砷含量均较低，使用陶缸陈酿的酒类产品其砷含量均要高于使用不锈钢罐陈酿的。而由于国家标准对于酒类产品中砷的限量未作规定，如若参照GB 2762《食品安全国家标准食品中污染物限量》中乳制品的砷限量要求（0.1 mg/L），可见，不锈钢罐、陶缸陈酿酒类产品过程中砷的溶出风险均较小，其砷含量远小于国家限量要求，属于较低水平。
（三）铜的变化情况

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的原酒中铜含量均有检出，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的原酒中铜含量平均值为0.0032 mg/L，陶缸陈酿的原酒中铜含量平均值为0.0032 mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品1中铜含量均有检出，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的酒类产品1中铜含量平均值为0.0050 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品1中铜含量平均值为0.0053 mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品2中铜含量均有检出，但其含量处于极低水平；使用不锈钢罐陈酿的酒类产品2中铜含量平均值为0.0060 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品2中铜含量平均值为0.0061 mg/L。
不管是使用不锈钢罐还是陶缸陈酿酒类产品，其铜含量均较低，使用陶缸陈酿的酒类产品其铜含量稍高于使用不锈钢罐陈酿的。若参照国家标准GB 15037《葡萄酒》对于葡萄酒中铜的限量要求（≤1.0 mg/L），可见，不锈钢罐、陶缸陈酿酒类产品过程中铜的溶出风险均较小，其铜含量远小于国家限量要求，属于极低水平。
（四）铁的变化情况

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的原酒中铁含量均有检出，使用不锈钢罐陈酿的原酒中铁含量平均值为0.28 mg/L，陶缸陈酿的原酒中铁含量平均值为0.057 mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品1中铁含量均有检出，使用不锈钢罐陈酿的酒类产品1中铁的含量有下降趋势；使用不锈钢罐陈酿的酒类产品1中铁含量平均值为0.45 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品1中铁含量平均值为0.091 mg/L。

从上图看出，不锈钢罐与陶缸陈酿的酒类产品2中铁含量均有检出，使用不锈钢罐陈酿的酒类产品2中铁含量平均值为0.19 mg/L，陶缸陈酿的酒类产品2中铁含量平均值为0.086 mg/L。

不管是使用不锈钢罐还是陶缸陈酿酒类产品，其铁含量均较低，使用不锈钢罐陈酿的酒类产品其铁含量稍高于使用陶缸陈酿的。若参照国家标准GB 15037《葡萄酒》对于葡萄酒中铁的限量要求（≤8.0 mg/L），可见，不锈钢罐、陶缸陈酿酒类产品过程中铁虽有一定量的溶出，但风险均较小。
另外，根据文献显示，陈酿容器中铜、铁离子会在白酒的贮存过程中慢慢溶出，转移到酒体中，微量金属铜和铁离子能有效加速白酒老熟，不同的贮存容器对白酒的陈酿作用不同。程志强^【⁵^】对白酒高温陶坛贮存机理探讨，发现陶坛多微孔网状结构和极大的表面积及其含有Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺等离子，对白酒有促进氧化、吸附和催化作用；赵金松研究白酒贮存过程中金属离子含量变化的结果表明，金属离子与酸形成络合物改善酒的口感^【⁶^】。而在不锈钢罐中贮存时，白酒中Fe、Mn、Ni、Cr增加较明显，其他金属元素不增加，有的还减少，这与贮存容器的组成有关^【⁷^】。杜小威等^【^8】川在汾酒阶段老熟报告中提出，适量的金属元素和有机酸有助于汾酒老熟，酒体中加入适量的陶瓷碎屑并搅拌，可加速酒的陈化^【⁹^】。微量的金属离子对白酒的自然陈酿有重要的催陈作用，金属离子可以起催化作用，促进氧化、酯化、水解等，也可以和微量成分形成络合物或团簇分子^【¹⁰^】。
3 总结
通过跟踪不同陈酿容器（不锈钢罐、陶缸）存放原酒及酒类产品（酒类产品1、酒类产品2）中重金属含量的变化，得出以下结论：
（1）无论是不锈钢，还是陶缸陈酿的原酒及酒类产品中重金属铅、镉、锑、镍的含量均未检出，不会因陈酿周期长而溶入酒体中；
（2）其中砷、铜、铁的含量在陈酿过程中虽有一定量的检出，变化趋势也不一致，但总体含量均较低，影响产品质量安全的风险较小；
（3）使用陶缸陈酿的酒类产品其砷、铜的含量均要高于不锈钢罐陈酿的，而铁的含量则相反，使用不锈钢罐陈酿的酒类产品要高于陶缸陈酿的。
虽然酒类产品在陈酿过程中砷、铜、铁含量有一定的检出（跟踪检测中铁的最大值为0.67mg/L），但是含量均较低，整体处于受控水平。因此，酒体在不同陈酿容器陈酿过程中重金属溶出的风险极低。
4 参考文献
1 李维清.漫谈白酒的变色.酿酒科技.2003.
2. 任成民，武金华，不同容器贮酒老熟期的探讨.酿酒科技，2005(9):40-42。
3. 董占华，卢立新，刘志刚。ICP-MS法测定陶瓷食品包装容器中的重金属。光谱学与光谱分析，第32卷，第11期，2012年11月。
4. 苗西印. 对白酒中金属离子的认识. 酿酒，2013年1月第40卷：96-99.
5. 程志强．白酒高温陶坛贮存机理探讨．酿酒科技，2006(7): 69-70．
6. 赵金松，张宿义．白酒储存过程中金属元素含量变化规律研究.四川理工学院学报：自然科学版，2008，06: 65-67.
7. 刘沛龙，唐万裕，练顺才等，白酒中金属元素的测定及其与酒质的关系（上）.酿酒科技，1997(6):23-28.
8. 杜小威，雷振河，翟旭龙等，汾酒老熟研究阶段报告（二）.酿酒科技，2002(6)：38-41.
9. 熊小毛，向军，赵耀．金属离子对白云边原酒质量的影响.酿酒科技，2013(5): 56-62。
10. 王伟，李志洲。金属离子对白酒中酸和酯变化规律的影响。酿酒科技，2015年第5期：37-41.

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我是风儿

第1楼2017/08/04

应助达人

在检测重金属元素的迁移实验中，并没有明确出模拟迁移的环境（时间间隔）？

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huangza

第2楼2017/08/07

应助达人

迁移实验中模拟环境，都是尽可能接近真实接触的各种环境，当然也可以进行加速试验。
我是风儿(nphfm2009) 发表:在检测重金属元素的迁移实验中，并没有明确出模拟迁移的环境（时间间隔）？

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yy_0324

第3楼2017/08/09

陈酿容器中重金属在酒类产品的迁移实验!介绍详细，深入学习！
huangza(huangza)发表: 迁移实验中模拟环境，都是尽可能接近真实接触的各种环境，当然也可以进行加速试验。

0

hiei

第4楼2017/09/02

应助达人

请问图片中横坐标时间单位是什么？为何都在4的位置有明显变化？

0

pengwenqi

第5楼2017/09/05

我对于砷和铜也有疑问，最好说明一下检出限是多少。我估计那个结果就是在一个范围内波动，可能真实情况是并没有上升趋势。

0

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