韓海燕,張 帆,曾榮榮,李 莎,范能全
(重慶市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院,重慶 401121)
嬰幼兒奶粉作為嬰幼兒母乳替代品被廣泛使用,其安全性一直是關(guān)注的重點(diǎn),其包裝系統(tǒng)密封性是保證奶粉的在貨架期維持原有品質(zhì)的重要保障[1-3],如果在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中由于漏封、壓穿或材料本身的裂縫而形成的內(nèi)外連通的小孔等,微生物、氧氣、水汽侵入,使奶粉質(zhì)量失去保證[4-7],對(duì)嬰幼兒的身體健康造成威脅。
罐裝奶粉出廠前主要通過(guò)隨機(jī)抽樣采用水中減壓法(真空法)檢測(cè)密封性[8]。貨架期抽檢主要依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰兒配方食品標(biāo)準(zhǔn)》(GB 10765—2010)對(duì)水分和微生物等其他指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果反應(yīng)產(chǎn)品在貨架期質(zhì)量保鮮和包裝系統(tǒng)密封性。但該系列方法實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜,耗時(shí)長(zhǎng),具有破壞,且檢驗(yàn)結(jié)果存在概率性不能全面保證罐裝奶粉產(chǎn)品質(zhì)量和在貨架期包裝系統(tǒng)密封性良好。因此,本文參照真空衰減法檢測(cè)藥品包裝系統(tǒng)密封性的方法測(cè)試罐裝奶粉包裝系統(tǒng)密封性。將奶粉罐置入測(cè)試腔并抽真空,容器內(nèi)外壓差使得容器內(nèi)氣體通過(guò)漏孔進(jìn)入測(cè)試腔體,儀器內(nèi)的絕壓傳感器和差壓傳感器監(jiān)測(cè)到絕壓和差壓的變化,將該壓力值和參考?jí)毫χ底鞅容^,以判定包裝系統(tǒng)是否泄漏[8-13],以期建立無(wú)損、快速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的包裝系統(tǒng)密封性測(cè)試方法,同時(shí)結(jié)合微生物挑戰(zhàn)法對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,為食品中嬰幼兒罐裝奶粉包裝系統(tǒng)密封性檢測(cè)提供參考。
1.1.1 材料與試劑
直徑5 μm微型移液器(微管),World Precision Instrument(sWPI),校準(zhǔn)直徑(4.85 μm、5.00 μm、5.31 μm);內(nèi)徑10 μm微型移液器,WPI,校準(zhǔn)直徑(8.89 μm、9.78 μm、10.46 μm); 啟 賦 嬰 幼 兒 配 方 奶 粉,300 g/罐,批號(hào):0126755851,超市購(gòu)買作為試驗(yàn)樣品。大腸埃希菌,Escherichia coliCMCC(B)44 102;營(yíng)養(yǎng)肉湯(NB),青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司,批號(hào):20180531;瓊脂粉,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所,批號(hào):20181012;氯化鈉注射液,西南藥業(yè)股份有限公司,批號(hào):19114025;異丙醇,成都市科隆化學(xué)品有限公司,批號(hào):2020080702;過(guò)氧乙酸消毒液,西埔(福建)醫(yī)藥用品有限公司,批號(hào):20200102;麥康凱肉湯,青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司,批號(hào):20200801;革蘭氏染色液試劑盒,青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司,批號(hào):20200526;中性紅,天津市大茂化學(xué)試劑廠,批號(hào):20191005。
1.1.2 儀器與設(shè)備
AnmuyMD型測(cè)漏儀,重慶安木科技有限公司;罐裝奶粉專用測(cè)試腔;電子天平,梅特勒-托利多;微生物培養(yǎng)箱,上海龍躍儀器設(shè)備有限公司;BX53F顯微鏡,日本奧林巴斯;醫(yī)用低溫保存箱,海爾公司。
1.2.1 儀器參數(shù)
按方法設(shè)置的儀器參數(shù),真空度-80.0 kPa,抽真空時(shí)間4 s,穩(wěn)定時(shí)間2 s,測(cè)試時(shí)間8 s。
1.2.2 對(duì)照制備
判定包裝系統(tǒng)是否有泄漏的重要參照物是陰性對(duì)照,采用有機(jī)玻璃材質(zhì)制作與被測(cè)樣品外型、體積尺寸相同的實(shí)心體,作為陰性對(duì)照樣品;將陰性對(duì)照放入測(cè)試腔連接真空衰減測(cè)試儀自帶標(biāo)準(zhǔn)漏孔作為陽(yáng)性對(duì)照,根據(jù)測(cè)試需要調(diào)節(jié)陽(yáng)性對(duì)照孔徑的的大??;將奶粉罐打孔插入不同直徑微管,再在微管與縫隙間注入樹(shù)脂作為陽(yáng)性樣品。
1.2.3 檢測(cè)限和定量限
陰性對(duì)照測(cè)試30次的平均值加3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為檢出限,將標(biāo)準(zhǔn)漏孔從10 μm減小到5 μm,以5 μm漏孔30次測(cè)定值得平均值減3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為定量限。
1.2.4 系統(tǒng)適應(yīng)性和重復(fù)性
將陰性對(duì)照、陽(yáng)性對(duì)照和微管陽(yáng)性樣品分別測(cè)定6次每次間隔10 min,分別記錄測(cè)得的壓力衰減值。根據(jù)陰性對(duì)照、陽(yáng)性對(duì)照和微管陽(yáng)性樣品的壓力衰減值與定量限和檢出限對(duì)比來(lái)判斷系統(tǒng)適應(yīng)性;根據(jù)各樣品6次測(cè)試壓力衰減值RSD來(lái)判斷重復(fù)性。
1.2.5 樣品測(cè)定
分別取陰性對(duì)照樣品、微管陽(yáng)性樣品和待測(cè)奶粉罐放入測(cè)試腔進(jìn)行6次檢測(cè),每次間隔10 min,記錄測(cè)得的壓力衰減值,再將除陰性對(duì)照樣品外的所有樣品采用微生物挑戰(zhàn)法對(duì)真空衰減測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
儀器參數(shù)抽真空時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和測(cè)試時(shí)間會(huì)影響檢測(cè)的準(zhǔn)確度和靈敏度,因此對(duì)各參數(shù)進(jìn)行單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn),以真空剛好達(dá)到-80.0 kPa的時(shí)間為抽真空時(shí)間最佳值,當(dāng)保持測(cè)試時(shí)間不變時(shí),設(shè)置穩(wěn)定時(shí)間2 s、4 s、8 s,發(fā)現(xiàn)隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng),有利于測(cè)試系統(tǒng)達(dá)到更穩(wěn)定的狀態(tài),結(jié)果的準(zhǔn)確度也越高,但測(cè)試結(jié)果呈減小趨勢(shì)不利于檢測(cè)提高靈敏度;當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間不變時(shí),設(shè)置測(cè)定時(shí)間2 s、4 s、8 s,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著測(cè)試時(shí)間的延長(zhǎng),測(cè)試結(jié)果呈增大最終達(dá)到平衡,能提高檢測(cè)靈敏度,通過(guò)大量參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn),綜合考察測(cè)試時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間的變化對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,最終確定真空度-80.0 kPa,抽真空時(shí)間4 s,穩(wěn)定時(shí)間2 s,測(cè)試時(shí)間8 s。
陽(yáng)性對(duì)照直接影響泄漏孔徑定量,需考慮準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性等。實(shí)驗(yàn)選用了激光打孔法、微管插入法和儀器自帶標(biāo)準(zhǔn)漏孔法3種陽(yáng)性對(duì)照。激光打孔法由于奶粉罐金屬材質(zhì)屬性導(dǎo)致微孔容易受環(huán)境溫度熱脹冷縮,漏孔數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差;微管插入法數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定,但是微管陽(yáng)性制作過(guò)程中尖端折斷,同時(shí)在微管插入后需在縫隙間注入樹(shù)脂時(shí)容易導(dǎo)致堵塞漏孔,操作復(fù)雜制作成本高;儀器自帶標(biāo)準(zhǔn)漏孔法是將陰性對(duì)照放入測(cè)試腔,將標(biāo)準(zhǔn)漏孔連接到真空衰減測(cè)試儀器上進(jìn)行測(cè)試,操作簡(jiǎn)便、結(jié)果穩(wěn)定,最終以儀器自帶標(biāo)準(zhǔn)漏孔作為陽(yáng)性對(duì)照。
取陰性對(duì)照樣品連續(xù)測(cè)定30次,每次測(cè)定間隔10 min,接著再連接5 μm標(biāo)準(zhǔn)漏孔,同法操作測(cè)定30次,分別對(duì)陰性對(duì)照和陽(yáng)性對(duì)照求平均,以陰性對(duì)照的平均值加3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差判定樣品是否存在泄漏,作為檢測(cè)限;以5 μm陽(yáng)性對(duì)照平均值減3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為定量限,詳見(jiàn)表1。
表1 檢測(cè)限和定量限
分別測(cè)定陰性對(duì)照樣品和陰性對(duì)照樣品連接5 μm 與 10 μm 以及 5 μm 微 管 陽(yáng) 性 樣 品 的 標(biāo) 準(zhǔn) 漏孔各6次,記錄測(cè)得的壓力衰減值,每次測(cè)定間隔10 min等待樣品恢復(fù)。結(jié)果表明,陰性樣品對(duì)照測(cè)定結(jié)果范圍97.155~115.514 Pa,均小于檢測(cè)限131.572 Pa,表示均未檢出泄漏;標(biāo)準(zhǔn)漏孔5 μm和10 μm的陽(yáng)性對(duì)照和5 μm陽(yáng)性樣品測(cè)定結(jié)果范圍179.246~1 151.205 Pa,均大于泄漏限值131.572 Pa,表示儀器能靈敏感應(yīng)到泄漏;各樣品測(cè)定6次結(jié)果的RSD均小于10.0%,表明系統(tǒng)適應(yīng)性和重復(fù)性良好。
表2 系統(tǒng)適應(yīng)性和重復(fù)性
分別取陰性對(duì)照、微管陽(yáng)性樣品和待測(cè)奶粉罐放入測(cè)試腔測(cè)定,每次測(cè)定間隔10 min等待樣品恢復(fù),同時(shí)將測(cè)定完的所有樣品除陰性對(duì)照外采用微生物挑戰(zhàn)法驗(yàn)證。將樣品侵入配制好的大腸埃希菌懸液中,持續(xù)浸泡4 h后,從大腸埃希菌懸液中取出,并將其擦干后用0.5%過(guò)氧乙酸的70%異丙醇外表面消毒;取浸泡后樣品的內(nèi)容物,加入到營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中,進(jìn)行增菌培養(yǎng),對(duì)其進(jìn)行革蘭氏染色、鏡檢、觀察,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 樣品測(cè)定結(jié)果
通過(guò)真空衰減法對(duì)所有陽(yáng)性樣品的檢出率高達(dá)100%,采用微生物挑戰(zhàn)法驗(yàn)證,對(duì)公稱直徑為10 μm漏孔的檢出率100%,公稱直徑為5 μm檢出率30%,真空衰減法的測(cè)試結(jié)果具有較高的靈敏度和較好的重復(fù)性,與微生物挑戰(zhàn)法的對(duì)比試驗(yàn)表明,真空衰減法測(cè)試優(yōu)勢(shì)明顯。
利用真空衰減法測(cè)定罐裝奶粉包裝系統(tǒng)密封性,與罐裝奶粉出廠前常用的水中減壓法比較,該法檢測(cè)成本低,能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全覆蓋密封性檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)不影響產(chǎn)品的銷售和使用;而且該方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單,與微生物挑戰(zhàn)法的對(duì)比試驗(yàn)表明,該法靈敏度高、重復(fù)性好,具有明顯的優(yōu)勢(shì),適用于罐裝奶粉包裝系統(tǒng)密封性測(cè)定準(zhǔn)確、有效的方法。