塑料食品包裝材料的應(yīng)用現(xiàn)狀和安全性問題

宋賢玲　高飛

摘 要：食品包裝行業(yè)發(fā)展迅速，塑料優(yōu)異的性能使其在包裝行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，與此同時塑料包裝材料的安全性問題受到越來越多的關(guān)注。本文對塑料食品包裝材料中殘留單體、加工助劑和油墨等物質(zhì)的遷移對食品的安全影響進行了討論，指出食品包裝行業(yè)存在的問題。

關(guān)鍵詞：食品安全；塑料包裝材料；單體；助劑；油墨

食品在儲存過程中易受外界環(huán)境的影響而變質(zhì)，為了保證食品的品質(zhì)，除了保證生產(chǎn)加工過程衛(wèi)生安全外，選用合適的包裝材料來降低環(huán)境對食品的影響也至關(guān)重要。隨著生活水平的提高，休閑食品及冷凍食品的需求量快速增加，食品包裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加迅速。目前使用的食品包裝材料包括金屬、塑料、玻璃、陶瓷、紙等。2015年中國包裝工業(yè)的總產(chǎn)值可望突破6000億元，每年平均增速約維持在16%的水平，其中方便攜帶的塑料包裝材料是食品包裝材料中最主要的一類。

相對于其他包裝材料，塑料食品包裝材料發(fā)展迅速，并具有以下特點：

（1）種類多，適用于多種食品。常見的聚合物如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對笨二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚乙烯醇（PVA）等，均在包裝領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

（2）功能多樣化，如：阻隔，耐熱，保鮮，導(dǎo)電等。

（3）具有一定的強度和韌性，物理化學(xué)性能優(yōu)良；耐酸堿，耐腐蝕。

（4）質(zhì)輕，方便儲運；攜帶方便。

（5）易加工成型：塑料熔點低加工工藝多樣化。

近年來，食品安全問題成為世界各國密切關(guān)注的話題。食品安全包括兩個方面：食品本身的安全和食品包裝安全。食品包裝材料與食品接觸，其安全性與食品安全密切相關(guān)，更與人類健康有著極大的關(guān)聯(lián)。為了改善塑料的加工使用性能，在加工中需要加入一些助劑（增塑劑，穩(wěn)定劑，抗氧劑，潤滑劑等）。塑料中殘留的單體、助劑、印刷油墨和包裝粘合劑等物質(zhì)均是包裝材料中污染物來源。包裝材料與食品接觸時，殘留物質(zhì)向食品發(fā)生遷移造成食品污染，對食品安全和人類健康產(chǎn)生危害，同時對環(huán)境造成影響，F(xiàn)DA將可遷移至食品的包裝材料定義為間接食品添加劑。

塑料食品包裝材料中存在的污染物

1 單體和低聚物

塑料的主要成分是高聚物，純凈高聚物分子量大，不易遷移，不會對人類健康產(chǎn)生危害。聚合物中殘留的單體分子量小，有較高的毒性，容易向食品遷移。氯乙烯，苯乙烯，雙酚A，丙烯腈，異氰酸酯等均為有毒物質(zhì)。

氯乙烯毒性較大，可引起氯乙烯病，慢性中毒可造成死亡，同時該品為致癌物，長期接觸可致肝癌，人體的安全限量值為1mg/kg2。因此我國禁止將聚氯乙烯用作食品和化妝品包裝材料。

苯乙烯與苯一樣具有毒性，其毒性弱于苯，對眼和上呼吸道有刺激和麻醉作用，我國規(guī)定食品包裝用聚苯乙烯樹脂中苯乙烯的含量不能超過0.5%。

雙酚A在工業(yè)上被用來合成聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂等材料，可以增加包裝材料的透明度和耐用性，其廣泛存在于飲用水瓶，嬰兒奶瓶和罐頭瓶中。研究可知，雙酚A是一種公認(rèn)的動物內(nèi)分泌干擾物，具有雌激素活性，對神經(jīng)發(fā)育及子宮、乳腺等器官的影響仍需進一步的研究。許多國家將雙酚A列為有毒化合物，歐盟從2011年3月起禁止生產(chǎn)含有雙酚A的嬰兒奶瓶，我國衛(wèi)生部也于2011年5月下令禁止將雙酚A用于嬰兒奶瓶。

2 加工助劑

為了改善塑料的加工性和物理化學(xué)性質(zhì)，通常在加工過程中需要添加大量的加工助劑，加工助劑溶出或向食品遷移，會造成食品的污染。

2.1 增塑劑

增塑劑是加工助劑中最重要的一類，除塑料外，膠合劑、油墨中也存在增塑劑。增塑劑可以削弱聚合物分子間的范德華力，顯著降低聚合物的硬度、模量和脆性，增加柔韌性和斷裂伸長率，顯著改善塑料的加工性能。增塑劑的種類很多，主要有苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、磷酸酯類等。鄰苯二甲酸酯類增塑劑的應(yīng)用最為廣泛，約占全部增塑劑消費量的70%，其衛(wèi)生安全也備受關(guān)注。鄰苯二甲酸酯與聚合物間沒有化學(xué)鍵的相互作用，經(jīng)過長時間的使用，該物質(zhì)會從塑料中遷移至外部環(huán)境，對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害。鄰苯二甲酸酯分子結(jié)構(gòu)與雌激素有相似性，進入人體后產(chǎn)生與激素相同的作用，影響人體的內(nèi)分泌，對人類生殖能力和腎臟產(chǎn)生極大危害。研究中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)婦和胎兒的體液中含有鄰苯二甲酸酯代謝物，因此這類物質(zhì)會影響人類的生殖發(fā)育。人體內(nèi)高濃度的鄰苯二甲酸酯殘留可導(dǎo)致女童乳房發(fā)育成熟和男嬰生殖系統(tǒng)出現(xiàn)畸形?！妒称啡萜?、包裝材料用添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB9685-2008中規(guī)定鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）的遷移限量分別為0.3、1.5、9.0mg/kg6。食鹽的主要成分NaCl對有機物的吸附能力較低但仍然存在，程慧峰研究了食鹽軟塑包裝材料中四種典型增塑劑的遷移規(guī)律發(fā)現(xiàn)，隨著時間的延長、溫度的升高、油脂物質(zhì)的粘附增多，增塑劑遷移量越多。隨著人們對增塑劑問題的重視，一些低毒無毒增塑劑如檸檬酸酯、均苯四酸四辛酯、二甘醇二苯甲酸酯等受到越來越多的關(guān)注，低毒性增塑劑有廣闊的應(yīng)用前景。賈芳等人研究了檸檬酸酯的遷移規(guī)律，有助于食品包裝材料生產(chǎn)工藝的確立和優(yōu)化。

2.2 穩(wěn)定劑

廣義來講能增加塑料穩(wěn)定性的化合物都叫做穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑是除增塑劑外塑料制品中用到最多的添加劑，穩(wěn)定劑可分為光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑。高分子材料在使用過程中受環(huán)境中光熱水氣等因素的影響，產(chǎn)生老化而逐漸失去物理機械性能，穩(wěn)定劑的使用可以延長塑料的使用壽命。熱穩(wěn)定劑有金屬熱穩(wěn)定劑和非金屬熱穩(wěn)定劑兩種，前者主要為Pb、Ca等的硬脂酸鹽及衍生物，后者以單或雙羰基烷烴類化合物為主。熱穩(wěn)定劑與PVC樹脂的誕生和發(fā)展同步，鉛類熱穩(wěn)定劑性能優(yōu)良但毒性較大，近些年來稀土類、有機銻類、鈣鋅復(fù)合類和水滑石類熱穩(wěn)定劑研究發(fā)展迅速，無毒熱穩(wěn)定劑完全取代鉛鹽穩(wěn)定劑為時不遠。光穩(wěn)定劑能減緩光照下光化學(xué)反應(yīng)對塑料的危害，延長塑料制品使用壽命。目前的光穩(wěn)定劑按作用機理可分為光屏蔽劑、紫外線吸收劑、自由基捕獲劑、激發(fā)態(tài)猝滅劑等。食品包裝材料中使用的光穩(wěn)定劑毒性較低，但其向食品遷移過多也會造成食品污染，危害人類健康。我國規(guī)定了9種常用的光穩(wěn)定劑的特定遷移量和最大使用量，規(guī)范光穩(wěn)定劑的使用。

2.3 抗氧劑

在氧氣存在條件下，塑料及其制品在加工和儲存的過程中會產(chǎn)生熱氧化反應(yīng)，塑料的物理機械性能降低，失去原有功能和使用價值?？寡鮿┦且环N能延緩聚合物材料氧化和降解的化學(xué)添加劑，相對于塑料基體，抗氧劑更易氧化。理想抗氧劑應(yīng)具有高的抗氧化能力且與樹脂相容性好，在加工溫度下不揮發(fā)、不分解。食品包裝材料的抗氧化劑還要有良好的耐抽出性和低毒無毒性，減少抗氧化劑向食品的遷移對食品造成的污染。常用的塑料抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)和作用機理可分為受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類及復(fù)合類。抗氧劑按照作用原理可分為主抗氧化劑和輔抗氧化劑。不同主、輔抗氧劑，作用功能和應(yīng)用效果存在差異，因此通常采用兩種或兩種以上的抗氧化劑進行復(fù)配來達到使用效果。塑料的老化是空氣和光共同作用的結(jié)果，因此塑料防老化需要抗氧化劑和光穩(wěn)定劑的共同作用，抗氧化劑復(fù)合、抗氧化劑和光穩(wěn)定劑復(fù)合的協(xié)同作用可有效防止塑料包裝老化，延長塑料使用壽命?？寡鮿┲须s質(zhì)或抗氧化劑的分解產(chǎn)物的遷移溶出會導(dǎo)致危害，對食品安全造成威脅。

3 油墨殘留

油墨的主要成分為色料、連接料、填充料和輔助料等，食品包裝的印刷油墨主要有樹脂型印刷油墨和溶劑型印刷油墨。溶劑型印刷油墨一般都含有乙醇、乙酸丁酯、苯類等溶劑，按照要求這些溶劑在生產(chǎn)過程中會揮發(fā)掉，但實際使用過程中仍有部分溶劑殘留，對食品安全產(chǎn)生威脅。苯類溶劑的毒性較大，被美國FDA列入可致癌化學(xué)品，長期接觸含苯類物質(zhì)會使紅細胞、白細胞數(shù)量減少，影響生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，還會有遺傳影響。歐盟已明令禁止在食品生產(chǎn)、包裝過程中引入苯類物質(zhì)，我國也對苯類物質(zhì)使用作出相關(guān)規(guī)定。

近年來，綠色環(huán)保的油墨備受人們青睞，水性油墨、UV油墨、豆油基油墨等均屬于環(huán)保型油墨。水性油墨的主要成分為水，顏料、助劑及高分子樹脂。水性油墨的最大特點是減少了大氣中排放的有機揮發(fā)物，大氣污染較小，油墨中的有毒物質(zhì)對包裝食品的污染和人體的危害降低，符合食品包裝綠色環(huán)保健康的要求。大豆油墨是采用綠色天然的大豆油替換油墨中礦物油，可以有效降低有機揮發(fā)物含量，改善塑料印刷環(huán)境，提高使用安全。

在一定溫濕度下，樹脂型和溶劑型印刷油墨中的顏料小分子會脫離晶格，隨有機分子一起遷移造成顏色變化，顏色分子中存在的重金屬如鉛鎘、汞、鉻等也會隨其遷移到食物中造成食品污染。長期接觸重金屬汞對大腦神經(jīng)破壞極大，產(chǎn)生精神障礙；鉻會造成四肢麻木精神異常，有明顯致癌作用；鎘可導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病。研究發(fā)現(xiàn)，溫度越高，濕度越大，油墨的遷移越嚴(yán)重，遷移量越大，對食品污染越嚴(yán)重。

4 粘合劑

軟包裝復(fù)合膜是由多層不同材質(zhì)的薄膜復(fù)合而成，其性能優(yōu)異，被廣泛用于食品包裝行業(yè)。軟包裝復(fù)合膜粘合劑主要有溶劑型粘合劑、水性粘合劑和無溶劑粘合劑，復(fù)合薄膜的生產(chǎn)工藝有基礎(chǔ)復(fù)合法和干式復(fù)合法兩種。溶劑型粘合劑在生產(chǎn)中排放大量的有機溶劑，對環(huán)境造成污染；使用中，殘留溶劑向食品進行遷移，導(dǎo)致食品污染變質(zhì)。聚氨酯粘合劑是常用的溶劑型粘合劑，粘合劑中含有的有機溶劑和重金屬遷移會污染食品，對人體健康造成威脅。水性粘合劑和無溶劑粘合劑對環(huán)境和人體的傷害較小，更符合環(huán)保健康和安全的要求，在今后的發(fā)展中將逐步替代溶劑型粘合劑。

我國近些年來屢次出現(xiàn)食品安全問題，引起了各方廣泛關(guān)注，盡管我們已經(jīng)逐步完善各項監(jiān)管制度，與歐盟和其他發(fā)達國家仍存在相當(dāng)大的差距，食品安全問題的研究也相對落后。食品包裝材料中有毒有害物質(zhì)的遷移是食品污染的重要來源，為了保障食品安全，我們還要付出巨大的努力保障食品安全不僅需要增大國家監(jiān)管力度，完善相關(guān)法律法規(guī)，更需要企業(yè)自身強化安全生產(chǎn)，從生產(chǎn)運輸銷售各個方面重視安全問題，讓老百姓買的放心，吃得安心。

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（作者單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心）