8-羟基喹啉在食品包装材料中的迁移行为与安全性评估

8-羟基喹啉（8-Hydroxyquinoline，简称 8-HQ）是一种含氮杂环化合物，因具备优异的螯合性能与抗菌活性，常作为金属离子螯合剂、抗菌剂或稳定剂，被少量应用于特定类型食品包装材料（如某些复合薄膜、涂层材料）的生产加工中，以提升包装的阻隔性、抗菌保鲜能力或抑制材料降解。其在食品包装中的安全性核心在于迁移行为—— 即8-羟基喹啉从包装材料内部向接触的食品或食品模拟物中转移的过程，以及迁移量是否超出安全阈值，因此需从迁移机制、影响因素及安全性评估体系三方面展开分析。

一、在食品包装材料中的迁移行为机制

8-羟基喹啉的迁移本质是其在“包装材料-食品/食品模拟物”两相体系中，因浓度差驱动的分子扩散过程，具体可分为三个关键阶段，各阶段的迁移特性与材料、食品及环境条件密切相关。

（一）迁移的核心阶段与分子机制

材料内部扩散阶段：8-羟基喹啉先在包装材料内部发生分子级别的移动，这一阶段的迁移速率主要取决于材料的微观结构 —— 若包装材料（如聚乙烯、聚丙烯）的结晶度较高，分子链排列紧密，会形成“物理屏障”，阻碍8-羟基喹啉分子的穿行，扩散系数随之降低；反之，若材料为无定形结构或存在微孔隙，分子扩散路径更通畅，迁移速率会显著加快。同时，啉与材料分子链的相互作用也会影响扩散：若材料分子链与其之间存在氢键、范德华力等弱相互作用，会“束缚”其迁移，延长扩散时间；若相互作用较弱，它更易脱离材料基质，向界面移动。

材料-食品界面吸附与解吸阶段：当8-羟基喹啉扩散至包装材料与食品的接触界面时，会经历“吸附-解吸”平衡。若食品体系中含有较多极性成分（如水分、油脂），而其本身具有一定极性（分子中羟基 (-OH) 与氮原子可与极性分子形成氢键），则更易从材料界面解吸并进入食品；反之，若食品为低极性的干燥固体（如饼干、谷物），8-羟基喹啉在界面的吸附作用更强，解吸进入食品的量会减少。此外，界面温度升高会破坏吸附平衡，促进解吸过程，进一步推动迁移。

食品体系中的分配与扩散阶段：进入食品后的8-羟基喹啉，会根据自身与食品成分的相容性进行分配——在油脂含量高的食品（如食用油、油炸食品）中，由于它的疏水部分（杂环结构）与油脂的相容性更强，会更易在油脂相中富集；而在水性食品（如饮料、酱料）中，其羟基与氮原子会与水分子作用，主要分散在水相。同时，食品的搅拌、流动等动态过程会加速8-羟基喹啉在食品内部的扩散，使其更快达到均匀分布状态。

（二）影响迁移行为的关键因素

除上述分子机制外，外部条件与材料特性也会显著调控迁移过程：

温度：温度升高会同时加快材料内部分子链的运动速率（扩大分子间隙，降低扩散阻力）与8-羟基喹啉分子的热运动能量，使扩散系数呈指数级上升，迁移量大幅增加，例如，经高温杀菌的食品（如罐头、灭菌乳）在包装内的8-羟基喹啉迁移量，通常远高于常温储存的食品。

接触时间：迁移过程随接触时间延长逐渐达到平衡 —— 初期因浓度差大，迁移速率快，迁移量随时间线性增加；当材料与食品中8-羟基喹啉的浓度达到分配平衡后，迁移量不再变化，因此，长期储存的食品（如保质期12个月以上的干货），其包装中8-羟基喹啉的迁移风险高于短期储存食品。

食品特性：食品的极性、水分活度（Aw）、油脂含量是核心影响因素。高水分活度（如Aw>0.8的肉类、果蔬）会增强对材料中极性分子的萃取能力，高油脂含量则会提升对疏水8-羟基喹啉的溶解能力，两者均会促进迁移；而低水分活度（如Aw<0.3的奶粉、坚果）或高糖分食品（如糖果），对它的萃取能力较弱，迁移量较低。

材料配方与加工工艺：若包装材料中8-羟基喹啉的初始添加量过高，即使迁移率不变，最终迁移至食品的绝对量也会增加；此外，材料加工过程（如挤出、吹膜）中的高温、高压可能导致它在材料中分布不均（如局部聚集），形成“高浓度区域”，成为迁移的“热点”，进一步提高迁移风险。

二、在食品包装中的安全性评估体系

8-羟基喹啉的安全性评估需基于“迁移量-毒理学效应”的关联，通过标准化的检测方法确定实际迁移水平，再结合毒理学数据判断是否存在健康风险，同时依托法规标准建立安全管控阈值，形成完整的评估链条。

（一）迁移量的检测方法

为准确量化8-羟基喹啉的迁移量，需采用“食品模拟物替代实际食品”的检测思路（避免实际食品成分干扰检测），再通过精密仪器分析模拟物中的迁移量，核心步骤如下：

食品模拟物选择：根据食品的特性，参照国际标准（如欧盟EU No 10/2011、中国GB 5009.156）选择对应的模拟物 —— 水性食品对应4%乙酸溶液（模拟酸性食品）、10%乙醇溶液（模拟含醇食品）；油脂类食品对应异辛烷、葵花籽油（模拟油脂相）；干燥食品对应聚乙二醇400（模拟极性与非极性混合体系）。

迁移试验条件设定：根据食品的实际储存、加工条件，设定试验温度与时间（如常温储存食品采用23℃±2℃、10天；高温杀菌食品采用70℃±2℃、2小时或121℃±2℃、30分钟），确保试验条件与实际应用场景一致，避免低估或高估迁移风险。

检测仪器分析：由于8-羟基喹啉具有特定的紫外吸收光谱（很大吸收波长约243nm、318nm）与荧光特性（激发波长365nm，发射波长495nm），可采用高效液相色谱-紫外检测法（HPLC-UV） 或高效液相色谱-荧光检测法（HPLC-FLD） 进行定量分析 —— 荧光检测法的灵敏度更高（检出限可达0.01mg/kg），适用于低迁移量的检测；若需同时确认分子结构，可结合液相色谱-质谱联用技术（LC-MS/MS） ，通过特征离子峰（如8-羟基喹啉的分子离子峰m/z 146）实现定性与定量的双重验证，避免假阳性结果。

（二）毒理学安全性评估

8-羟基喹啉的毒理学数据是判断其安全性的核心依据，目前主流评估基于“剂量-效应关系”，重点关注以下指标：

急性毒性：8-羟基喹啉的急性毒性较低，大鼠经口半数致死剂量（LD50）约为1200-2000mg/kg（属于低毒级别），单次摄入极低剂量（如迁移量水平）通常不会引发急性中毒反应。

慢性毒性与遗传毒性：长期暴露研究表明，高剂量8-羟基喹啉（如每日给予大鼠50mg/kg 以上）可能对肝脏、肾脏产生轻微损伤，但其在食品包装中的迁移量远低于该剂量（通常低于 0.1mg/kg）；遗传毒性试验（如AMES试验、染色体畸变试验）显示，在生理剂量下，它无明显致突变性，不存在直接损伤DNA的风险。

每日允许摄入量（ADI）：基于毒理学数据，部分国家与地区的食品安全机构（如美国FDA、欧盟 EFSA）建议将8-羟基喹啉的ADI值暂定为0.05mg/kg体重 —— 即体重60kg的成年人，每日允许摄入的8-羟基喹啉总量为3mg。结合食品包装的迁移量（通常迁移至食品中的量为0.01-0.1mg/kg 食品），成年人每日通过包装接触摄入的量通常低于0.01mg，远低于ADI值，不存在慢性健康风险。

（三）法规标准与安全管控

为规范8-羟基喹啉在食品包装中的使用，各国与国际组织均制定了明确的法规标准，从“源头添加量”与“终端迁移量”两方面进行管控：

欧盟：根据EU No 10/2011法规，8-羟基喹啉被列为“可用于食品接触塑料材料的添加剂”，规定其在材料中的上限添加量不超过 0.5%（质量分数），且迁移至食品模拟物中的大迁移限值（SML）为 0.1mg/kg。

中国：参照 GB 4806 系列标准（如GB 4806.6-2016《食品接触用塑料树脂》、GB 4806.7-2016《食品接触用塑料材料及制品》），要求食品接触塑料中8-羟基喹啉的迁移量不得超过 0.1mg/kg，且材料中添加剂的使用需符合“非有意添加物（NIAS）”的管控原则，确保迁移量在安全范围内。

国际食品法典委员会（CAC）：在《食品接触材料和制品通用标准》（CAC/GL 50-2004）中，将8-羟基喹啉纳入“需评估迁移风险的添加剂”，要求其迁移量需符合“不产生健康危害”的原则，且需通过毒理学安全性验证。

三、总结与风险控制建议

8-羟基喹啉在食品包装中的迁移行为受分子扩散机制、材料特性、食品类型及环境条件的共同调控，其安全性的核心在于“迁移量是否低于毒理学安全阈值”。从现有数据来看，在符合法规标准的前提下（控制材料中添加量、确保迁移量<0.1mg/kg），8-羟基喹啉通过食品包装进入人体的摄入量远低于ADI值，不会对健康造成风险。

为进一步降低潜在风险，可从以下方面加强控制：

优化材料配方：在满足包装功能（如抗菌、稳定）的前提下，尽量降低8-羟基喹啉的添加量，从源头减少迁移源；同时，选择结晶度高、分子链致密的基材（如高结晶聚丙烯），或通过共混改性（如添加纳米蒙脱土）构建 “扩散屏障”，抑制其迁移。

规范加工与使用场景：避免将含8-羟基喹啉的包装用于高温加工（如微波加热）或长期储存的高油脂、高水分食品，减少迁移促进因素；加工过程中控制温度与压力，避免它在材料中局部聚集。

加强检测与监管：生产企业需定期对成品包装进行迁移量检测，确保符合法规要求；监管部门可通过随机抽检、风险监测等方式，排查超标的包装产品，防范安全隐患。

8-羟基喹啉在食品包装中的应用需以“安全迁移”为前提，通过科学的迁移行为分析与严格的安全性评估，实现功能需求与健康安全的平衡。

本文来源于黄骅市信诺立兴精细化工股份有限公司官网 http://www.xnlxgroup.com/