塑料食品包裝材料的化學物遷移與危害

王成濤

(北京工商大學食品添加劑與配料北京高等學校工程研究中心/北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048)

塑料食品包裝材料的化學物遷移與危害

王成濤

(北京工商大學食品添加劑與配料北京高等學校工程研究中心/北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048)

塑料包裝材料具有重量輕、運輸銷售方便、化學穩(wěn)定性好、易于加工，以及良好食品保護作用等優(yōu)點，塑料食品包裝得到廣泛應用．由于塑料包裝材料與食品直接接觸，包裝材料的安全性、含有化學物向食品中遷移及安全性，近年引起人們的廣泛關注．

綜合目前國內外文獻，來源于塑料食品包裝材料的安全風險主要存在以下幾方面:1)塑料本身具有一定的毒性;2)塑料材料殘留的有害單體或低聚物、老化及裂解產生的有毒物質;3)塑料制品制造過程中添加的增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑等添加劑帶來的毒性;4)塑料包裝容器回收再利用時，附著污染物可能造成的食品污染．歐共體(EEC)規(guī)定從塑料包裝材料向食品中遷移物總量應＜10 mg/dm2或≤ 60 mg/kg［1－2］;美國 FDA 規(guī)定，一種食品接觸物質(包括食品包裝材料和器具)所致累積飲食濃度＜0.15 μg/kg 時，認為其是安全的［3］．

1 食品包裝塑料中可能存在的有害化合物

合成食品包裝塑料的單體或多或少具有一定的毒性，因此，國內外的食品衛(wèi)生法規(guī)對合成塑料的單體及其在塑料制品中殘留有明確限量．常見合成食品包裝塑料的單體和低聚物品種如下．

1)乙烯和丙烯．聚乙烯 (polyethylene，PE)塑料、聚丙烯 (polypropylene，PP)塑料是目前使用最多的食品包裝塑料，由于它們是聚合大分子，不易向食品中遷移．但質量不合格的PE和PP塑料制品，可能含有較高未聚合單體或低聚體，有向食品中遷移，造成危害的可能性．

2)苯乙烯．聚苯乙烯(polystyrene，PS)合成中未聚合的苯乙烯、乙苯、異丙苯和甲苯等揮發(fā)物質能引起實驗動物肝、腎的慢性毒害;苯乙烯單體具有一定毒性，能降低大鼠生育能力;苯乙烯單體易被氧化為苯基環(huán)氧乙烷，是機體誘突變劑［4］．因此，許多國家對聚苯乙烯食品包裝材料中苯乙烯單體含量有明確限量．

3)氯乙烯．聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)塑料瓶多用于灌裝礦泉水、飲料、發(fā)酵調味品等．氯乙烯單體具有麻醉作用，可引起人體四肢血管收縮而產生疼痛感;氯乙烯在肝臟中可形成氧化氯乙烯，具有強烈的烷化作用，可引起DNA損傷，具有致癌和致畸作用．由于氯乙烯單體毒性很強，因此許多國家對其在聚氯乙烯食品包裝中含量進行嚴格控限制．

4)雙酚A．雙酚A(bisphenol A，BPA)是由兩分子苯酚和一分子丙酮在酸性條件下催化縮合而成的酚類物質．雙酚A主要用于生產環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯，其中雙酚A二環(huán)氧甘油醚(BADGE)是制造環(huán)氧樹脂的主要原料．添加雙酚A的塑料具有無色透明、輕巧和突出防沖擊性等特性，尤其能防止酸性蔬菜和水果從內部侵蝕金屬容器，因此雙酚A類環(huán)氧樹脂廣泛用作罐頭、易拉罐的內壁涂料，以及飲料、奶瓶、水瓶等食品包裝容器中．

5)己內酰胺．聚酯酰胺(即“尼龍”)常被用作食品包裝薄膜．有資料顯示［5］，在烹飪過程中一定量的尼龍低聚體和殘留尼龍單體——己內酰胺，可滲透至沸水中．己內酰胺毒性有一定的毒性，并使食品產生不愉快的苦味．我國規(guī)定［6］成型品中己內酰胺含量≤15 mg/L;歐盟2002/72/EC指令規(guī)定［7］食品或食品模擬物中己內酰胺遷移量≤15 mg/kg．

6)對苯二甲酸乙二醇酯低聚體．對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是乙二醇與對苯二酸(或二甲基對苯二酸)的共聚物，常用于飲料和食用油的包裝材料．由于在220℃高溫下PET不會變形，常用于制造微波爐烹調和傳統(tǒng)烹調使用的盤子、碟子等．但PET塑料中含有少量25個單體分子的低聚體，其含量約為0.06% ～1.0%．研究人員［8］采用 HPLC檢測PET中低聚體含量，在PET瓶中檢測出316～412 mg/100 g的三聚體．

7)異氰酸酯．異氰酸酯常被用于制作聚亞胺酯包裝材料和粘合劑，目前共有12種異氰酸酯被允許用于制作食品包裝材料．異氰酸酯有強刺激性，是一種有毒化合物［9］，可導致化學性肺炎與肺水腫，甚至引起ARDS．因此歐盟規(guī)定在食品接觸材料和塑料制品中異氰酸酯殘留物含量≤1.0 mg/kg(以－NCO計)［10］．

2 塑料食品包裝材料中的添加劑及可能危害

為改良材料性能，在制造塑料食品包裝材料時常使用增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗靜電劑和著色劑等多種添加劑，這些添加劑也存在不同程度向食品遷移、溶出的問題，威脅食品安全．

1)增塑劑．在所有塑料添加劑中，增塑劑的安全性是倍受關注，特別是己二酸二(2-乙基)己酯(DEHA)、鄰苯二甲酸酯類(phthalic acid ester，PAEs)．因為這類化合物能大大增強產品的可塑性、柔韌性，提高塑料強度，而廣泛應用于塑料食品包裝材料．

毒理學實驗表明，DEHA是一種生物內分泌干擾物，可干擾人體激素的分泌，在體內長期累積會導致畸形、致突變和癌變;鄰苯二甲酸酯類可能減弱生育能力，具有潛在的致癌作用．

增塑劑中有幾種毒性較低的增塑劑，是應提倡應用的增塑劑，如丁基硬脂酸酯、乙酰基三丁基檸檬酸酯、烷基癸二酸酯和己二酸酯類化合物，而鄰苯二甲酸酯類、DEHA則應嚴格被限制應用于食品包裝材料．

2)穩(wěn)定劑．穩(wěn)定劑是塑料制品常用的另一類添加劑．熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑是兩類較常用的穩(wěn)定劑．

熱穩(wěn)定劑常用的是鉛鹽類、有機錫、金屬皂類、復合穩(wěn)定劑和有機助劑等;環(huán)氧化植物油，如大豆油(ESBO)等，常被用作熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和增塑劑等，環(huán)氧化植物油中通常含有0.1% ～27%聚氯乙稀、聚偏二氯乙烯和聚苯乙烯等．由于植物油中殘留的乙烯氧化物毒性極強，一般分子量越大(即溶解度越小)，毒性越弱，因此植物油純度將直接影響毒性程度．

為提高塑料制品的長期抗風化能力，塑料制品需要添加光穩(wěn)定劑．常用光穩(wěn)定劑主要為光屏蔽劑、紫外吸收劑、猝滅劑和自由基捕獲劑．目前性能最優(yōu)異的光穩(wěn)定劑是受阻胺類光穩(wěn)定劑聚胺類物質(HALS)，如 Tinuvin 622、Chimasorb944 等，屬于自由基捕獲劑，其光穩(wěn)定效果是傳統(tǒng)吸收型光穩(wěn)定劑的2～4倍，可有效提高聚合物的抗紫外線和抗γ輻射線性能，而且無毒、無色、合成簡便、原料易得，成為目前光穩(wěn)定劑的主流產品．

3)抗氧化劑．塑料制品暴露空氣中會氧化分解，為提高其穩(wěn)定性，塑料聚合時通常加入抗氧化劑．常用的有抗氧劑－264、抗氧劑－1010、抗氧劑－1076、亞磷酸三苯酯(TPP)、亞磷酸三壬基苯酯(TNP)等．總體上說，多數抗氧化劑無毒，且具有良好穩(wěn)定效果．但一些苯基取代的亞磷酸酯被認為有一定毒性［10］，如三苯基亞磷酸酯有較強毒性，一羥基、二羥基苯甲酮和苯并三唑衍生物的毒性不強，但它們可能的致基因突變效應尚待研究．盡管許多國家允許使用一些抗氧化劑，但必須嚴格控制其純度要求;只有當包裝材料不直接與脂肪類食品接觸時，這些抗氧化劑才允許在材料中使用．

4)潤滑劑．潤滑劑具有增強材料表面光滑度，不互相粘連，減少靜電干擾等作用．氨基脂肪酸類，如油酰胺、硬脂酰胺、油烯基棕櫚酸酰胺等，是常用的塑料食品包裝材料潤滑劑．這類化合物的毒理學數據尚不明確，向模擬脂肪食品的擴散問題尚待研究．制袋、擠復工序中常使用爽滑噴粉，這些材料在與食品接觸過程中會遷移到食品中，帶來較大食品安全問題．

綜上所述，塑料食品包裝材料所含有的有害物質及其遷移是威脅食品安全問題的重要因素．目前，世界各國都非常重視食品包裝材料的安全問題，制訂了越來越嚴格的衛(wèi)生限量標準．因此，必須加大對塑料食品包裝材料的安全性重視，加大科研投入和標準研制，盡早解決有毒有害物質的遷移和檢測問題，確保食品包裝材料的安全性．

［1］2002/72/EC．Relating to plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs［S］．Official Journal of the European Communities，2002．

［2］Boussoum M O，Atek D，Belhaneche N．Interactions between poly(vinyl chloride)stablised with epoxidised sunflower oil and food simulants［J］．Polymer Degradation and Stability，2006，91:579-584．

［3］US FDA/CFSAN．The List of“Indirect”additives used in food contact substances［DB/OL］．(2007-08-24)［2007-10-11］http:∥www．cfsan．fda．gov/dms/opa-indt．html．

［4］Bond J A．Review of the toxicology of styrene［J］．CRC Crit Rev Toxicol，1989，19(3):227-249．

［5］白毓．可生物降解含醚聚酯酰胺的合成和性能研究［D］．武漢:武漢大學，2004．

［6］張麗娟，盧桂華，董尚武，等．GB163322—1996食品包裝材料用尼龍成型品衛(wèi)生標準［S］∥中華人民共和國國家標準．北京:中國標準出版社，1996．

［7］2002/72/EC．Relating to plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs［S］．Brussels，Commission of the European Communities，2002．

［8］Nasser A L，Lopes L M，Eberlin M N，et al．Identification of oligomers in polyethylenetere phthalate bottles for mineral water and fruit juice［J］．J Chromatogr A，2005，1097(1-2):130-137．

［9］Woolrich P F．Toxicology，industrial hygiene and medical control of TDI，MDI and PMPPI［J］．J Am Ind Hyg Assoc，1982，43(2):89-97．

［10］Marcato B，Guerra S，Vianello M，et al．Migration of antioxidant additives from various polyolefinic plastics into oleaginous vehicles［J］．Int J Pharm，2003，257(1-2):217-225．

(責任編輯:王 寬)

1671-1513(2011)05-0008-02

2011-09-01

北京市屬高校人才強教計劃項目(PHR201008237);食品添加劑與配料北京高校工程研究中心科研平臺建設資助項目(0142131301)．

王成濤，男，教授，博士，主要從事食品添加劑與安全方面的研究．