食品包裝材料的種類及其安全性

吳秀英

（天津市質量管理研究所，天津 300384）

食品包裝材料的種類及其安全性

吳秀英

（天津市質量管理研究所，天津 300384）

食品安全問題已經(jīng)引起了全球廣泛的關注，而食品包裝安全又是食品安全的重要組成部分。本文指出食品包裝材料對食品安全性的影響，最后對食品包裝材料和包裝技術的發(fā)展趨勢進行了探討。

食品包裝；包裝材料；包裝技術；食品安全

1 引言

包裝工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的組成部分，而食品作為日常消費的特殊商品，其營養(yǎng)衛(wèi)生極其重要，但又極易腐敗變質。所以我們必須對食品進行包裝。包裝應對食品提供保護，防止食品受外界微生物或其它物質的污染，防止或減少食品與氧氣、水蒸汽等發(fā)生反應。包裝還應方便食品的貯存運輸，并為消費者提供有關該產(chǎn)品的信息，促進銷售，增加食品貨架期。隨著人們對食品質量和食品衛(wèi)生安全需求的不斷提高，對于與食品質量和食品衛(wèi)生安全直接相關的包裝就提出了新的更高的要求，包裝材料和包裝工藝也逐漸向安全、輕便、美觀、經(jīng)濟的方向發(fā)展。因此為提高食品的保護功能，包裝材料和包裝技術方法的選擇是非常關鍵的。

2 包裝材料對食品安全性的影響

常用的食品包裝材料主要有：紙、塑料、金屬、復合材料、玻璃、陶瓷、麻袋、布袋、竹等。其中紙、塑料、金屬和玻璃已成為包裝工業(yè)的四大支柱材料。包裝材料的安全與衛(wèi)生直接影響包裝食品的安全與衛(wèi)生。包裝材料的衛(wèi)生安全性就是指包裝材料能否防止其自身對食品的污染，防止其中的有害元素影響人體健康。食品包裝材料品種和數(shù)量的增加在一定程度上給食品帶來了不安全因素，所以人們一直在關注著食品包裝材料的安全性問題。

2.1 塑料包裝材料的食品安全性問題

塑料本身是無毒的，它對食品的污染主要來源于其殘留的單體和一些添加劑。塑料中單體、添加劑轉移到食品中的劑量與存放食品的時間長短、溫度高低有關，因此以塑料包裝的食品不宜久放，并應存放在溫度較低的地方。具體來說塑料包裝材料對食品安全性的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：塑料包裝表面污染物。由于塑料易帶電，造成包裝表面微塵雜質污染食品；塑料包裝材料本身的有毒殘留物遷移。主要包括有毒單體殘留，有毒添加劑殘留，聚合物中的低聚物殘留和老化產(chǎn)生的有毒物；包裝材料回收或處理不當，再利用時引起食品的污染。因其中不僅可能夾雜著農(nóng)藥、煤油等有害物質，而且其所用顏料、添加劑都是工業(yè)用品，不符合添加劑使用標準。這種塑料常加入一定量香料而發(fā)出香味，用這種塑料包裝食品危害極大[2] 。

2.2 紙包裝材料的食品安全性問題

純凈的紙是無毒、無害的，該類包裝對食品的污染主要來源于其著色劑、上膠劑、漂白劑中所含的甲醛、熒光物質等。目前，食品包裝用紙的安全問題主要是：紙原料不清潔，有污染，甚至霉變，使成品染上大量霉菌；經(jīng)熒光增白劑處理，使包裝紙和原料紙中含有熒光化學污染物；包裝紙涂蠟，使其含有過高的多環(huán)芳烴化合物；彩色顏料污染，如糖果所使用的彩色包裝紙，涂彩層接觸糖果造成污染；揮發(fā)性物質,農(nóng)藥及重金屬等化學殘留物的污染。但經(jīng)消毒處理的未經(jīng)著色和漂白處理的本色紙不僅對食品無污染，而且具有對環(huán)境污染小、生產(chǎn)成本低、運送方便等優(yōu)點，因此被喻為“綠色包裝”，堪稱理想的包裝材料。

2.3 金屬包裝材料對食品安全性的影響

金屬包裝材料因其化學穩(wěn)定性差，特別是包裝酸性內(nèi)容物，金屬離子易析出而影響食品風味。鐵和鋁是目前使用的兩種主要的金屬包裝材料，最常用的是馬口鐵、無錫鋼板、鋁和鋁箔等。鋁制容器是衛(wèi)生安全的，其主要的食品安全性問題在于鋁中和回收鋁的雜質。目前使用的鋁原料的純度較高，有害金屬較少，而回收鋁中的雜質和金屬難以控制，易造成食品污染。而鍍錫鐵罐內(nèi)層的錫易被有機酸溶解而形成有機錫鹽，有機錫鹽具有毒性。國內(nèi)外已采取先進的保護性措施使錫不致溶出，如在鍍錫鐵罐上涂保護涂料。但目前使用的涂覆漆中有部分含有酚類、氯乙烯等，這些物質亦有毒性，溶解在食物中達一定量時可引起中毒，使罐中的遷移物質變得更為復雜。

2.4 玻璃包裝材料的食品安全性問題

玻璃是一種惰性材料，無毒無味一般認為玻璃與絕大多數(shù)內(nèi)容物不發(fā)生化學反應，其化學穩(wěn)定性極好，并且具有光亮、透明、美觀、阻隔性能好、可回收再利用等優(yōu)點。但玻璃的高度透明性對某些內(nèi)容物是不利的，為了防止有害光線對內(nèi)容物的損害，通常用各種著色劑使玻璃著色。綠色、琥珀色和乳白色稱為玻璃的標準三色。玻璃中的遷移物質主要是無機鹽和離子，從玻璃中溶出的物質是二氧化硅。同時對食品的污染還有玻璃軟化劑，因軟化劑常采用砷化物，而砷能引起人體中毒，因此用于食品包裝的玻璃容器不可用砷化物作軟化劑[3-4]。

2.5 食品包裝材料的痕量污染物

在食品包裝或加工操作中通常存在著痕量污染物的潛在危險，在塑料加工過程中用于聚合反應的催化劑殘留物可能出現(xiàn)在食品成品中，包裝加工機械的潤滑劑也可能進入食品中。微生物的影響在食品包裝材料中也是一個值得注意的問題，包裝材料中的微生物污染主要是真菌在紙包裝材料上的污染。其次是發(fā)生在各類軟塑料包裝材料上的污染，在包裝容器制品的制造和貯運期間，會受到環(huán)境中的微生物直接污染和器具的污染。就外包裝而言，由于被內(nèi)裝物污染，包裝操作時的人工接觸，黏附有機物或吸濕或吸附空氣中的灰塵等都能導致真菌污染。因此，如果包裝原材料存放時間較長且環(huán)境質量又差，在包裝操作前又不注意包裝材料或容器的滅菌處理，包裝材料的二次污染則成為包裝食品的二次污染[4]。

3 食品包裝的未來發(fā)展趨勢

3.1 包裝新技術的應用

目前使用的各種包裝材料只是通過物理手段阻隔外界環(huán)境對食品的影響，從而使被包裝的食品在一段時間內(nèi)不會變質，但對包裝內(nèi)食品夾帶或封裝時殘留的氧氣及其他氣體幾乎沒有作用，因此被國外包裝業(yè)界稱之為“消極性包裝”（Passive Packaging）。隨著人們對食品質量要求的不斷提高，下一步將向“積極性包裝”的方向發(fā)展，即指通過包裝使食品與環(huán)境相互協(xié)調而產(chǎn)生所需的效果，它的作用是既保持食品原有的質量，又能提高包裝食品的質量[5]。包裝新技術的主要發(fā)展趨勢如下：

3.1.1 功能性塑料包裝技術

功能性塑料包裝材料主要包括充氣氣調包裝、可微波加熱包裝、無菌包裝等。

用密封性能好的材料來包裝食品，并采用一定的方法來調節(jié)包裝內(nèi)的氣體環(huán)境，以減緩氧化速度，抑制微生物的生長和阻止酶促反應等，從而延長食品的貨架期。氣調包裝的混合氣體由CO2、O2、N2三種氣體中的兩種或三種氣體混合而成，混合氣體組成和配比，須根據(jù)食品種類和包藏要求來選擇。

微波食品包裝，微波食品包裝除具備傳統(tǒng)包裝的功能外，還具有能直接經(jīng)微波加熱的調理輔助功能，而且從微波爐中取出放在餐桌上，可當作餐具使用。微波食品包裝材料應具備微波加熱適應性、耐熱性、抗凍性、保護性、衛(wèi)生性和環(huán)保性等基本特征。塑料、陶瓷、紙及耐熱玻璃等不導電材料均可作為微波包裝材料。

無菌包裝（AP, Aseptic Packaging）主要用于流質或半流質的食品如牛奶、果汁、果醬等的包裝。經(jīng)過高溫短時殺菌（HTST, High temperature Short Time）或 超 高 溫 瞬 時（UHT, Ultra Temperature Short Time）殺菌的流質食品冷卻至20℃-30℃時，在無菌條件下充填入無菌的包裝容器并熱封的方法即為無菌包裝。

3.1.2 可降解包裝技術

可降解材料根據(jù)其降解機理可以分為：光降解材料、生物降解材料及光和生物雙降解材料三種。光降解材料是在紫外光的照射下，聚合鏈能夠有序的進行分解的材料。生物降解材料，是指那些使用時具有與普通塑料相同功能、使用后能被微生物分解為低分子化合物、最后分解為水和二氧化碳等無機物的高分子材料。光和生物雙降解塑料，在生物降解材料中，材料的降解行為必須在具有生物活性的環(huán)境介質中才能進行。添加適量的光敏劑，可以使材料同時具有光和生物雙重降解性能，在一定條件下，明顯提高了降解速度的可控性。因此，光和生物降解塑料的開發(fā)受到國內(nèi)外普遍關注，已成為降解塑料的重要研究開發(fā)方向之一。這類材料既克服了光降解在無光或光照不足時降解不充分的缺陷，又克服了生物降解塑料工藝復雜、成本高的缺陷，因而是最為理想的一種材料[4]。

3.1.3 包裝材料的回收再生技術

主要包括資源回收和能源回收兩個方面。為減少資源消耗，減輕包裝廢棄物對環(huán)境污染，食品包裝應盡量采用可再生、循環(huán)利用的材料。包裝材料的回收可分為重復使用、造粒再用、熱解氣化、熱解油化。能源回收主要是回收焚燒時產(chǎn)生的熱能。其除直接回收利用外，熱解氣化和熱解油化也是塑料資源回收的重要手段。熱解氣化和熱解油化是利用化學原理把聚合物的大分子解聚成小分子，熱解產(chǎn)物氣體或液體可以重新合成樹脂或作為化工原料。由于不必對廢棄物分類，也不必除去包裝中的食物、紙及其他雜質，因而熱解氣化和熱解油化是較理想的回收再生技術[6]。

3.1.4 減量包裝技術

近年來，由于環(huán)保的壓力，保護環(huán)境包裝的開發(fā)受到普遍重視。減量包裝技術是大家熟知的即減少用量再利用、再循環(huán)減量包裝技術，其受到重視的原因是采用再利用再循環(huán)技術回收材料的成本太昂貴，無法與原來的包裝原材料競爭。減量包裝技術不但較好的解決了環(huán)保問題，而且降低了成本，提高了利潤和市場競爭力。

3.2 包裝材料的發(fā)展趨勢

3.2.1 塑料包裝材料

塑料包裝材料在包裝廢棄物中所占比例最大，占40%左右，其對環(huán)境所造成的污染也是各類包裝材料中最嚴重。因為塑料包裝材料很難降解，焚燒時大部分都會產(chǎn)生有毒氣體。所以人們致力于研究開發(fā)新型塑料包裝材料以減輕或消除對環(huán)境的影響。主要包括以下幾個方面：

輕量、薄型、高性能塑料，為把塑料包裝廢棄物的總量減少，各國爭相發(fā)展高性能材料以減少容器或薄膜的厚度。

可復用再生塑料塑料，包裝材料和容器如果能夠重復使用可以大大減低原材料消耗以及對環(huán)境的污染。對塑料進行再生利用是一種較好的解決塑料廢棄物污染的方法，而且還可以為工業(yè)生產(chǎn)提供一部分原材料或提供能源。通常塑料回收以后用物理方法將塑料粉碎再用于塑料容器或薄膜的制造。另外也可以采用化學方法將塑料分解成低聚物或單體，用于重新生產(chǎn)塑料，或裂解為小分子燃料生產(chǎn)燃油。

可降解塑料，由于塑料其分子的特殊結構，其降解速度非常緩慢，有的材料長達200～400年不會降解，給生態(tài)環(huán)境造成很大的影響。近年來研究開發(fā)可降解塑料成為國內(nèi)外熱點。

3.2.2 紙包裝材料

由于紙包裝材料容易降解， 廢棄物回收價值大，符合環(huán)境保護的要求，對治理由于塑料造成的白色污染能起到積極的作用，開發(fā)各種替代塑料薄膜的防潮、保鮮紙包裝制品。紙包裝材料主要有以下幾個方面的發(fā)展方向：

一次性紙制品容器。一次性紙制品容器是用雙面白板紙進行淋膜PE或浸蠟處理后制成容器（紙杯、紙盤、紙碗、紙飯盒）。紙容器可以代替各種塑料容器，廢棄物可以做造紙工業(yè)的二次纖維，較大程度地減少塑料的污染。

紙包裝薄膜。研究開發(fā)高性能紙包裝薄膜來替代食品包裝中常用的塑料薄膜，是非常有前景的綠色包裝。

可食性紙制品?？墒承约埌b材料是利用植物淀粉、蛋白質、植物纖維和其它天然物質經(jīng)過改性和其它方式處理制成薄膜用于食品的內(nèi)包裝，也可以制造飲料杯和快餐盒；比如利用大豆提取植物蛋白質，可以加工成膜進行包裝，具有較好的防潮阻氧能力。

利用自然資源開發(fā)的紙包裝材料把木材以外的其它自然資源用于紙包裝材料不但可以降低成本，更重要的是節(jié)約森林資源，保護生態(tài)環(huán)境。我國已經(jīng)可以利用稻草、麥桿、麻制造出質量較好的紙。

3.2.3 金屬包裝材料

由于金屬材料易于回收、處理容易，其廢棄物對環(huán)境的污染相對塑料和紙較小。金屬包裝材料的發(fā)展方向主要在以下幾個方面：

高強度、低厚度、以馬口鐵代鋁制罐提高材料的強度，降低容器壁的厚度，可以較大程度地節(jié)約金屬材料的用量，降低成本，而且減輕未能回收罐對環(huán)境的影響。由于鋁價值高，而且價值不穩(wěn)定，各國紛紛采用馬口鐵代替鋁生產(chǎn)兩片罐作食品、飲料罐。歐洲某些制罐企業(yè)沿用鋁制兩片罐生產(chǎn)線生產(chǎn)馬口鐵罐，費用降低15～18%，而罐機械強度增加60%。

降低馬口鐵的鍍錫量，由于錫價格比較貴, 現(xiàn)在多數(shù)國家采用低鍍錫量馬口鐵。 另外低鍍錫量馬口鐵，降低鍍錫量還可以在一定程度上提高焊接質量, 降低廢品率。

采用新型焊接工藝馬口鐵傳統(tǒng)采用的錫焊工藝，而錫焊材料中含有較多的鉛對人體有害，據(jù)統(tǒng)計人體中的鉛14%來自于馬口鐵的錫焊材料?，F(xiàn)在各國多采用高頻電阻焊來焊接馬口鐵，既可以減輕污染又可以提高焊接質量。而對于繼續(xù)沿用錫焊工藝的廠家，要求其錫焊材料中的鉛含量要降低50%。

采用鋁箔代替塑料、紙，由于鋁箔的阻隔性好，輕便美觀，可微波處理。更重要的是鋁箔的回收非常容易，鋁箔的回收可節(jié)約95%的能量，對環(huán)境幾乎沒有污染，所以采用鋁箔代替塑料和紙是一個比較好的發(fā)展方向。許多食品、化妝品都采用鋁箔制成的容器來包裝。

3.2.3 玻璃包裝材料

由于玻璃包裝材料重容比大而且容易破碎，在包裝上的應用逐漸被其它輕質材料所取代。但玻璃有良好的化學穩(wěn)定性、阻隔性、成型性、透明性，而且硅酸鹽材料對環(huán)境的污染小。另外由于回收的碎玻璃重新熔化成型所需的溫度要低于從原材料（石英砂、石灰石、長石、純堿等）熔制玻璃的溫度，可以減少能量消耗。所以玻璃仍然是一種較受歡迎的包裝材料。現(xiàn)在玻璃容器主要的發(fā)展方向是提高玻璃強度，減小容器壁的厚度，以減小容器的重容比，同時提高回收玻璃瓶周轉次數(shù)。我國時有啤酒玻璃瓶爆炸事故，主要是由于玻璃瓶的強度低，經(jīng)多次周轉后強度下降所致。玻璃瓶的強化主要采用物理、化學強化、表面涂層等強化手段，在玻璃瓶表面形成較大的均勻壓應力或形成保護層以提高玻璃容器的強度[1]。

4 結語

食品離不開包裝，包裝的好壞直接影響食品的質量、檔次和市場銷售。21 世紀食品市場的競爭，很大程度上取決于包裝質量的競爭。我國食品包裝業(yè)要融入國際食品包裝新潮流，就必須要加大科技和資本的投入，開發(fā)更多功能新穎獨特，既能滿足現(xiàn)代人不同層次的消費需求，又有利于生態(tài)環(huán)境保護的包裝新品。我國作為發(fā)展中國家，應避免走發(fā)達國家先污染后治理的道路，國內(nèi)食品生產(chǎn)企業(yè)應優(yōu)先發(fā)展易于循環(huán)利用，耗資、耗能少的包裝材料，開發(fā)可控生物降解、光降解以及水溶性的包裝達到國際包裝水平。

[1]王建清，韓永生.包裝材料學[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009：3-252.

[2]韓兆讓，盧愛玲.聚合物包裝材料上單體分子的遷移[J].塑料包裝，1996，5(1)：9-13.

[3]楊玉玲.食品包裝材料衛(wèi)生安全性和討論[J].南京經(jīng)濟學院院報，1996，(3)：68-69.

[4]和東芹，位玉靈.淺析包裝材料對食品安全性的影響[J].邯鄲職業(yè)技術學院學報，2004，17(1)：41-44.

[5]董志武.包裝材料與技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國包裝工業(yè)，2002，(91)：6-9.

[6]王潤如.新世紀食品包裝的發(fā)展趨勢[J].揚州大學烹飪學報，2002(2)：60-64.

作者介紹：

吳秀英，女，1964年11月，天津市質量管理研究所助理工程師，研究方向為質量管理在食品監(jiān)管中的應用，

郵箱13323351862@163.com

Types and Safety of Food Packaging Materials

Xiuying WU,
（Tianjin Quality Management Institute, Tianjin 300384）

Food safety has been one of the most widely concerned topics on the globe, in which the safety of food packaging is the important part. In this paper, it point out the harmful effects on food caused by package materials. Finally, the future development of packing materials and packing technology are discussed .

food-packaging; packaging materials; packaging technology; food safety