精准防控，科学评估：GB 4806.13-2023下液体食品复合包装的模拟物选择与迁移测试策略

精准防控，科学评估：GB 4806.13-2023下液体食品复合包装的模拟物选择与迁移测试策略

摘要： 随着中国《食品安全国家标准 食品接触用复合材料及制品》（GB 4806.13-2023）的正式发布与实施，食品接触材料，尤其是广泛应用于液体食品包装领域的多层复合材料（如纸铝塑复合、塑料多层复合软包装）的安全性评估进入了更为严谨、精准的新阶段。本文旨在针对牛奶、果汁、植物油等液体食品的特定包装形态，依据新标准要求，深入探讨其化学迁移测试中食品模拟物的科学选择原则与迁移试验条件的精准匹配策略。文章将重点分析如何根据内容物的理化性质（如水性、酸性、含醇、油脂性）精准选用对应模拟物，如何依据实际灌装、储存、运输条件设定迁移试验参数，并针对此类复合材料中典型的风险物质（如铝层腐蚀产物、聚乙烯（PE）内层中的滑爽剂芥酸等）的迁移监控提出系统性的测试方案，以期为相关企业合规性评估与产品安全设计提供详尽的技术指导。

一、 引言：新标准引领下的精准评估时代

食品接触用复合材料及制品因其优异的阻隔性、机械强度和设计灵活性，已成为液态食品（如乳制品、果汁、植物蛋白饮料、食用油等）的主流包装形式。其中，无菌纸铝塑复合材料（典型如利乐包）和各类塑料多层共挤软包装占据市场主导地位。这些材料通常由纸张、铝箔、多种塑料（如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚对二甲酸乙二醇酯PET等）通过粘合剂复合而成，其复杂的结构带来了潜在的多层次迁移风险。

GB 4806.13-2023作为此类产品的专用安全标准，全面替代了旧版相关标准，其核心思想是建立更科学、更贴近实际、更具针对性的安全评估体系。标准强调了“从实际使用条件出发”的基本原则，要求迁移测试必须充分考虑食品接触材料及制品的预期用途，包括接触的食品类型、接触温度和时间等。对于液体食品包装而言，这意味着模拟物的选择和迁移试验条件的设计，不能再依赖于单一的、通用的“严苛条件”，而必须走向精细化、场景化的评估路径。

二、 核心一：基于内容物特性的食品模拟物精准选择策略

食品模拟物的作用是模拟真实食品对包装材料中物质的提取能力。GB 4806.13-2023及其引用的基础标准GB 31604.1和GB 5009.156，系统规定了针对不同食品类型的模拟物选择原则。对于液体食品，其物理状态（液态）和明确的成分特性，使得模拟物选择具备高度的可操作性。

1. 水性、中性或弱酸性液体食品（如牛奶、风味奶、豆奶、部分中性果汁）

• 代表产品： UHT牛奶、巴氏杀菌奶、豆奶。

• 模拟物选择： 蒸馏水或3%（体积分数）乙酸溶液。

• 选择依据： 此类食品主要成分为水、蛋白质、乳糖等，pH值通常在6.5-7.0（牛奶）或接近中性。牛奶含少量脂肪，但其主体提取能力仍以水为主。3%乙酸可用于模拟潜在的微弱酸性环境或作为更严苛的水性酸替代。对于纯水性产品，蒸馏水是；对于成分稍复杂或为覆盖更宽风险，常选择3%乙酸。

2. 酸性液体食品（pH < 4.5）

• 代表产品： 果汁（橙汁、苹果汁）、酸性饮料（柠檬味碳酸饮料）、酸奶、果醋。

• 模拟物选择： 4%（体积分数）乙酸溶液。此浓度是GB 4806系列标准对酸性食品的通用规定。

• 选择依据： 酸性环境可能加速包装材料中离子（如来自铝箔的铝离子）的迁移，也可能影响某些聚合物添加剂的溶出。4%乙酸能有效模拟此类化学侵蚀作用。重点警示：对于含有铝层的复合包装（如利乐包），酸性食品是诱发铝层电化学腐蚀和离子迁移的高风险场景，必须使用4%乙酸进行针对性测试。

3. 含酒精液体食品

• 代表产品： 葡萄酒、啤酒、预调鸡尾酒、料酒。

• 模拟物选择： 根据实际酒精浓度选择10%（体积分数）乙醇水溶液（模拟酒精浓度≤10%的食品）或20%（体积分数）乙醇水溶液（模拟酒精浓度>10%的食品）。对于酒精浓度很高的食品（如白酒），可能需要使用更高浓度乙醇或替代模拟物（如异辛烷或改性聚醚），需参考标准具体规定并论证其合理性。

• 选择依据： 乙醇作为有机溶剂，对许多聚合物添加剂（如抗氧化剂、塑化剂、滑爽剂）的溶解能力远强于水。含醇饮料的迁移风险谱与无醇饮料截然不同。

4. 油脂类液体食品

• 代表产品： 食用植物油（大豆油、花生油、橄榄油）、奶油、含油量高的调味酱汁。

• 模拟物选择： 95%（体积分数）乙醇水溶液。对于某些特定材料或特定迁移物质（尤其是非极性、高亲脂性物质），当95%乙醇不适用时（如导致材料变形），可选择异辛烷或其他油脂替代物（如葵花籽油），但需提供充分的科学依据，并注意后续分析的复杂性。

• 选择依据： 95%乙醇因其对脂溶性物质的良好提取能力、易于分析检测、实验可重复性高而被广泛采用为油脂类食品的模拟物。核心监控对象：对于内层为聚乙烯（PE）的复合包装，生产中添加的滑爽剂（如芥酸） 是典型的风险物质。芥酸具有极强的脂溶性，在接触油脂食品时迁移风险显著增高，必须使用95%乙醇或异辛烷进行重点评估。

5. 复杂食品体系的处理策略

对于像椰子汁（含油脂和蛋白质）、含乳果汁等成分复杂的液体食品，GB 4806.13-2023要求采用“拆分原则”或“从严原则”。即，要么分别用代表其不同化学性质的模拟物进行测试（如使用4%乙酸测试酸性部分，用95%乙醇测试油脂部分），要么选择所有适用模拟物中对迁移严苛的一种（通常是对目标迁移物溶解性强的模拟物）进行测试。

三、 核心二：匹配实际使用条件的迁移试验设计

迁移量是时间、温度、材料-食品界面性质共同作用的结果。GB 4806.13-2023强调试验条件应模拟“严苛的预期使用条件”。

1. 试验温度与时间的确定

• 常温长周期储存： 适用于大多数UHT液体食品（牛奶、果汁）、植物油等。典型的“严苛”条件可设定为40°C下浸泡10天，此条件被认为可等效模拟室温（约25°C）下储存数月至一年的迁移情况。对于保质期特别长的产品（如超过1年），可能需要更长的测试时间或更高的加速因子。

• 高温短时处理或灌装： 适用于热灌装果汁、茶饮料或某些需高温杀菌的产品。试验条件应直接模拟实际工艺。例如：

• 高温灌装： 模拟灌装后冷却过程，可采用 70°C下浸泡2小时 ，按实际工艺冷却或在40°C下继续浸泡至总时间达到等效保质期要求。

• 巴氏杀菌： 模拟杀菌过程，如采用 90°C下浸泡30分钟 。

• 冷藏/冷冻产品： 迁移速率降低，但仍需评估。通常选择5°C或20°C下浸泡10天作为模拟冷藏的条件。对于冷冻产品，迁移评估的重点可能转向低温下材料脆性等物理风险，但化学迁移在解冻过程中也可能发生，需酌情考虑。

2. 试验形态（全浸泡 vs. 单面接触）

对于软包装，标准通常要求采用全浸泡试验，即整个包装样品或裁切后的片材完全浸没在模拟物中。这提供了大的接触面积和“坏情况”下的迁移数据。在实际操作中，需确保试样制备时，所有可能与食品接触的层面（特别是内层的食品接触层）均充分暴露于模拟物。

四、 高风险物质迁移监控的专项策略

基于液体食品复合包装的结构和成分，以下两类迁移风险需予以专项关注：

1. 铝层腐蚀与离子迁移

• 风险来源： 纸铝塑复合材料中的铝箔（通常厚度6-7μm）。在酸性、含或含某些离子成分的食品中，铝层可能因局部原电池效应发生点蚀或缝隙腐蚀，导致铝离子（Al³⁺）超标迁移。

• 监控策略：

1. 模拟物强化： 对酸性食品（果汁）包装，必须使用4%乙酸作为模拟物，这是诱发和检测铝迁移有效的介质。

2. 条件强化： 在模拟实际热灌装条件（如70°C/2h）后，建议增加一个高温长时的筛查测试（如40°C/10天），以评估长期储存下的累积迁移风险。

3. 检测方法： 采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）或原子吸收光谱法（AAS）等高灵敏度方法检测模拟物中的铝含量。建议对迁移试验后的铝箔层进行微观形貌观察（如扫描电镜SEM），直观评估腐蚀发生情况。

4. 源头控制： 在材料设计阶段，关注铝箔的纯度、合金状态、表面处理工艺（如涂层）以及与之复合的聚合物层的阻隔性和完整性，这些都是影响腐蚀敏感性的关键因素。

2. 内层PE中滑爽剂（芥酸）向油脂类食品的迁移

• 风险来源： PE薄膜中添加的芥酸，用于改善开口性和加工性能。它是一种高脂溶性的长链化合物。

• 监控策略：

1. 模拟物精准锁定： 对于任何可能接触油脂或含脂食品的PE内层包装，必须使用95%乙醇或异辛烷进行迁移测试。水基模拟物（水、乙酸）对此类物质迁移完全不具备评估能力。

2. 全迁移与特定迁移： 除测定总迁移量（OM）是否超标外，必须开展芥酸的特定迁移量（SM）检测。由于芥酸在95%乙醇中迁移率可能很高，其SM值易成为合规性的关键限制点。

3. 检测方法： 通常采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）或液相色谱-质谱联用法（LC-MS）进行定性和定量分析。方法需具备足够的灵敏度，以满足GB 9685等添加剂使用标准中可能规定的限量要求（如有）。

4. 配方与工艺优化： 控制芥酸的添加量在满足加工性能的低水平，优化多层共挤工艺使滑爽剂尽量富集在非接触层或中间层，是降低迁移风险的根本技术手段。

五、 综合测试策略建议

GB 4806.13-2023的实施，标志着中国食品接触复合材料安全性评估向着“基于风险、精准科学”的方向迈出了坚实一步。对于液体食品复合包装的生产商、使用者和检测机构，构建有效的合规策略需遵循以下路径：

1. 第一步：精准画像。 详细定义产品的预期用途：具体包装何种食品（成分、pH、酒精含量、油脂含量）？经历何种工艺（灌装温度、杀菌条件）？储存条件与保质期如何？

2. 第二步：科学选模。 严格依据标准指南，根据第一步的画像，选择一种或多种合适的食品模拟物。牢记“酸性用乙酸、含醇用乙醇、油脂用乙醇/异辛烷”的基本原则，并对复合食品进行拆分或从严处理。

3. 第三步：真实模拟。 设计匹配实际严苛使用场景的迁移试验条件（温度、时间、接触方式）。将工艺温度（热灌装）与储存温度（长期常温/冷藏）的等效影响结合起来考虑。

4. 第四步：聚焦风险。 在常规总迁移和通用特定迁移项目之外，必须设立高风险物质专项监控。对于含铝层的酸性食品包装，将铝离子迁移列为必检项；对于含PE内层的油脂食品包装，将芥酸等脂溶性添加剂的迁移列为必检项。

5. 第五步：贯穿全程。 将上述迁移测试策略融入产品研发、原料变更、工艺调整和质量控制的全生命周期。任何材料结构、配方或使用条件的改变，都可能引发迁移风险的改变，需要重新评估。

，面对GB 4806.13-2023的新要求，液体食品复合包装行业唯有深入理解标准内涵，掌握精细化、场景化的模拟物选择与迁移测试技术，并聚焦于铝迁移、滑爽剂迁移等典型风险，才能切实保障产品的食品安全，满足法规要求，在市场竞争中赢得先机。这不仅是合规的必须，更是对消费者健康负责的核心体现。