紙吸管中鋁元素遷移量的風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估

◎ 張小明，張玉萍，陶曉琳，黃 鑫，王 穎，朱 榮，沈琳琳

（南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇 南京 210000）

隨著人們飲食習(xí)慣的改變，吸管的使用越來(lái)越普遍。目前，市面上使用的吸管主要有塑料和紙兩種材質(zhì)，與紙吸管相比，塑料吸管因其制作工藝簡(jiǎn)單、成本較低，受到餐飲行業(yè)的青睞，因此市場(chǎng)使用率也比較高。近些年，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，餐飲行業(yè)開始嘗試使用紙吸管，如從2019 年9 月份開始，英國(guó)和愛爾蘭地區(qū)的所有麥當(dāng)勞餐廳全面停止使用塑料吸管，替換為紙吸管；星巴克也宣布，從2020 年開始，旗下的門店全面使用紙吸管，以響應(yīng)抵制一次性塑料產(chǎn)品的號(hào)召。

在紙和紙板的生產(chǎn)過(guò)程中，明礬，即十二水硫酸鋁鉀[KAl（SO4）2·12H2O]的使用已久，鋁酸鈉、氯化鋁等鋁鹽也同樣廣泛用于施膠、pH 調(diào)整、紙料的濾水等[1]。人體攝入鋁（Al）后，大部分在體內(nèi)蓄積；當(dāng)鋁在體內(nèi)超過(guò)一定量時(shí)，會(huì)威脅人體健康，甚至導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩、誘發(fā)老年癡呆癥[2]。因此，針對(duì)市面上越來(lái)越多的紙吸管產(chǎn)品，有必要對(duì)該類產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量調(diào)研，以探究紙吸管產(chǎn)品中的鋁元素可能導(dǎo)致的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，為今后食品接觸用紙制品的風(fēng)險(xiǎn)估及標(biāo)準(zhǔn)修訂提供依據(jù)，也為我國(guó)食品接觸用紙制品的市場(chǎng)監(jiān)管提供可靠的參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

從市場(chǎng)流通環(huán)節(jié)購(gòu)買26 批紙吸管產(chǎn)品，擬對(duì)其中的鋁元素特定遷移量進(jìn)行測(cè)定，然后針對(duì)鋁元素的特定遷移結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估。

1.2 主要儀器與試劑

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg·L-1）、硝酸（優(yōu)級(jí)純）、純水（一級(jí)純）、乙酸（優(yōu)級(jí)純）。

Agilent710電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-OES）、分析天平（感量0.1 mg）、全自動(dòng)微波消解儀、移液槍（量程為100 μL 至5 mL 不等）；所有玻璃及塑料器皿用20%硝酸溶液浸泡48 h，用一級(jí)水沖洗干凈備用。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)方法

紙吸管為一次性使用制品，且使用前無(wú)需清洗，故本次試驗(yàn)前不對(duì)樣品做清洗處理，直接進(jìn)行浸泡。

金屬離子在酸性水溶液中的遷移量最大，因此根據(jù)樣品的預(yù)期使用條件，參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)通則》（GB 31604.1—2015）[3]選擇本次遷移試驗(yàn)的條件：4%乙酸，70 ℃條件下遷移2 h；參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)預(yù)處理方法通則》（GB 5009.156—2016）[4]進(jìn)行樣品的前處理，隨后采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定浸泡液中Al 元素的遷移量（檢出限0.5 mg·kg-1）。

1.3.2 評(píng)估方法

目前，由于我國(guó)缺乏包裝食品攝入量、各類包裝食品的消費(fèi)量、各類食品包裝材料的使用量以及食品包裝材料和對(duì)應(yīng)包裝食品的分類等資料，尚未建立系統(tǒng)的食品包裝材料暴露評(píng)估方法，故參考?xì)W盟和美國(guó)的方法開展暴露評(píng)估，獲得此次鋁元素的暴露水平。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要包括危害評(píng)估、暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)表征等步驟。①危害評(píng)估：通過(guò)在權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢毒理學(xué)資料，得到適合本次待評(píng)估物質(zhì)的健康指導(dǎo)值（Health-Based Guidance Value，HBGV）。②暴露評(píng)估：采用歐洲食品安全局（EFSA）和美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局（FDA）的計(jì)算方法，獲得待評(píng)估物質(zhì)的膳食暴露量。③風(fēng)險(xiǎn)表征：將膳食暴露量與健康指導(dǎo)值進(jìn)行比較，得到本次待評(píng)估物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 遷移試驗(yàn)結(jié)果

26批紙吸管樣品中Al元素的特定遷移量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如表1 所示。本次26 批紙吸管的測(cè)試結(jié)果中，所有樣品的Al 元素特定遷移量均大于1 mg·kg-1。雖然《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9685—2016）[5]中未對(duì)紙和紙板材料及制品中Al 的特定遷移量作出要求，但歐盟（EU）《食品接觸的塑料材料和制品》（No 10/2011）[6]中Al 的特定遷移限量為1 mg·kg-1。根據(jù)此限量要求，筆者認(rèn)為，有必要對(duì)本次樣品中的Al 元素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

2.2.1 危害評(píng)估

通過(guò)資料查詢，根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（WHO/JECFA）在2011 年發(fā)布的鋁元素毒理學(xué)評(píng)估報(bào)告Al 元素的暫定每周耐受量（PTWI）為2 mg·kg-1BW，由此換算可得到Al 元素的每日耐受量（TDI）為0.29 mg·kg-1BW。

根據(jù)食品接觸材料風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本原則和要求，引用國(guó)際通用的食品接觸材料膳食暴露評(píng)估參數(shù)，推導(dǎo)得到Al 元素的健康指導(dǎo)值（HBGV），推導(dǎo)方法見公式（1）。

因此，本次評(píng)估的Al 元素健康指導(dǎo)值為3.48 mg·d-1。

表1 紙吸管樣品Al 元素特定遷移量統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 暴露評(píng)估

（1）按照EFSA 的方法計(jì)算膳食暴露量。根據(jù)國(guó)際生命科學(xué)研究所（International Life Sciences Institute，ILSI）歐洲包裝材料工作組發(fā)表的報(bào)告《Food Consumption And Packaging Usage Factors》[7]，歐盟食品包裝材料的暴露評(píng)估思路采用最壞的假設(shè)，即假設(shè)食品包裝材料中的某物質(zhì)遷移到食品中的量全部由人體通過(guò)膳食攝入這一極端情況。此方法假設(shè)體重60 kg 的人一生中日均攝入1 kg 由含有目標(biāo)遷移物的食品包裝材料包裝的食品，食品和包裝材料接觸面積為6 dm2，食品始終和含有目標(biāo)遷移物的相同包裝材料相接觸，且食品中目標(biāo)遷移物的含量為其最大特定遷移量Mmax。

根據(jù)本次紙吸管的檢測(cè)結(jié)果，26 批紙吸管樣品中，Al 元素的特定遷移量最大值（Mmax）為20 mg·kg-1，特定遷移量平均值（Mave）為3.51 mg·kg-1。分別采用這兩個(gè)特定遷移量數(shù)值來(lái)計(jì)算Al 元素的EDI：

（2）按照FDA 的方法計(jì)算膳食暴露量

根據(jù)美國(guó)FDA《行業(yè)指南：食品接觸物質(zhì)上市前提交的準(zhǔn)備：化學(xué)建議》[8]（下稱《行業(yè)指南》），如公式（4），EDI 是用M乘以包裝的消費(fèi)因子（CF）求得膳食中食品接觸物質(zhì)的濃度，然后用膳食濃度乘以每人每天消耗的食品總量求得估計(jì)每日攝入量。美國(guó)FDA 假設(shè)每人每天消耗3 kg 食品（包括固體和液體食品）。

根據(jù)美國(guó)FDA《行業(yè)指南》附錄Ⅳ中的內(nèi)容，紙制品（不含聚合物涂層）的食品類分布因數(shù)（fT）見表2。

表2 紙制品（不含聚合物涂層）的食品類分布因數(shù)表

美國(guó)FDA《行業(yè)指南》在評(píng)估食品接觸材料中特定物質(zhì)膳食暴露量時(shí)，根據(jù)每種食品模擬物中特定物質(zhì)的遷移量和相應(yīng)食品的分布系數(shù)，計(jì)算出食品中特定物質(zhì)總含量。為最大限度地評(píng)估Al 元素的風(fēng)險(xiǎn)性，認(rèn)為Al 元素在所有食品模擬物中的遷移量均為最大遷移量（Mmax）20 mg·kg-1或均為平均遷移量（Mave）3.51 mg·kg-1。計(jì)算過(guò)程如下：

或

根據(jù)美國(guó)FDA《行業(yè)指南》附錄IV 中的內(nèi)容，紙制品（不含聚合物涂層）的消費(fèi)因子（CF）為0.1，由上述計(jì)算得到的M值，計(jì)算EDI值，如下：

或，

2.2.3 風(fēng)險(xiǎn)表征

風(fēng)險(xiǎn)表征即將膳食暴露量與健康指導(dǎo)值進(jìn)行比較，用膳食暴露量除以健康指導(dǎo)值，得到本次評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

（1）按照EFSA 的評(píng)估方法進(jìn)行表征。

或

（2）按照FDA 的評(píng)估方法進(jìn)行表征。

或

此外，還采用Al 元素的安全限量用FDA 的評(píng)估方法反推Al 元素可接受的最大遷移量（Macceptable），假設(shè)Al 元素的暴露量即為安全限量3.48 mg·d-1，則可接受的最大遷移量為：

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)超過(guò)100%（即暴露量大于安全限量）時(shí)，可認(rèn)為在預(yù)期使用情況下，攝入該物質(zhì)對(duì)人體是不安全的。通過(guò)FDA 評(píng)估方法計(jì)算，得到本次評(píng)估的Al 元素的最大風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為172.4%，平均風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為30.3%，同時(shí)得到Al 元素可接受的最大遷移量為11.6 mg·kg-1。

根據(jù)本次26 批紙吸管樣品的Al 元素特定遷移結(jié)果，有2 批樣品的特定遷移量大于11.6 mg·kg-1，分別為20 mg·kg-1和15.3 mg·kg-1，其他24 批樣品的特定遷移量均小于11.6 mg·kg-1。

因此，綜合考慮使用人群對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)的可接受水平，認(rèn)為本次評(píng)估中僅有2 批紙吸管的Al 元素特定遷移量可能會(huì)產(chǎn)生食品安全風(fēng)險(xiǎn)，其余24 批紙吸管的Al 元素特定遷移量不會(huì)引起導(dǎo)致較大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

已有研究表明我國(guó)居民日常膳食中鋁含量較高，已經(jīng)成為威脅人體健康的隱患[9]。當(dāng)鋁在人體內(nèi)超過(guò)正常值5 ～10 倍后，可能引起骨質(zhì)松軟、關(guān)節(jié)疼痛；長(zhǎng)期攝入會(huì)損害大腦，尤其對(duì)嬰幼兒、孕婦和身體較弱的老年人危害更大，會(huì)導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩、誘發(fā)老年癡呆癥[10]。

隨著餐飲行業(yè)對(duì)紙吸管使用的推廣，紙吸管的使用量和使用人群有望不斷增加。為保護(hù)我國(guó)居民的健康，有必要采取措施降低該類產(chǎn)品的鋁元素含量。世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（WHO/FDC）在1989年正式將鋁確定為食品污染物加以控制；歐盟在2016年修訂食品接觸用塑料制品的法規(guī)[11]，將鋁元素的特定遷移量限制在1 mg·kg-1。我國(guó)GB 9685—2016 的附表A.6食品接觸用紙和紙板允許使用的添加劑清單中，批準(zhǔn)了一些含鋁元素的物質(zhì)，例如鋁酸鈉、氫氧化鋁、硫酸鋁等，但并未對(duì)這些物質(zhì)中鋁元素的特定遷移量做限制，同時(shí)GB 9685—2016 附錄C 金屬元素特別限制規(guī)定中，也并未對(duì)鋁元素做特別限制要求。

本研究結(jié)果顯示，目前市售的紙吸管中鋁元素的遷移水平較高，均超過(guò)歐盟對(duì)塑料產(chǎn)品中鋁元素遷移量的限制，個(gè)別樣品的鋁元素膳食暴露量甚至超過(guò)了其健康指導(dǎo)值，故存在很大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。為更全面地了解我國(guó)市售紙吸管及紙制品中鋁元素的遷移情況，建議開展更廣泛的行業(yè)調(diào)研與持續(xù)的市場(chǎng)監(jiān)測(cè)。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)改進(jìn)傳統(tǒng)工藝，減少含鋁物質(zhì)遷移到食品中。相關(guān)部門也應(yīng)引起重視，在標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)建議增加鋁元素的特定遷移限量，以減少此類產(chǎn)品中鋁元素遷移量過(guò)大的問(wèn)題。