紙吸管中鋁元素遷移量的風(fēng)險分析與評估

◎ 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單、成本較低，受到餐飲行業(yè)的青睞，因此市場使用率也比較高。近些年，隨著人們環(huán)保意識的提高和世界各國對環(huán)境保護的重視，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)品的號召。

在紙和紙板的生產(chǎn)過程中，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)超過一定量時，會威脅人體健康，甚至導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩、誘發(fā)老年癡呆癥[2]。因此，針對市面上越來越多的紙吸管產(chǎn)品，有必要對該類產(chǎn)品進行質(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，為今后食品接觸用紙制品的風(fēng)險估及標(biāo)準(zhǔn)修訂提供依據(jù)，也為我國食品接觸用紙制品的市場監(jiān)管提供可靠的參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

從市場流通環(huán)節(jié)購買26 批紙吸管產(chǎn)品，擬對其中的鋁元素特定遷移量進行測定，然后針對鋁元素的特定遷移結(jié)果進行風(fēng)險分析與評估。

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)級純）、純水（一級純）、乙酸（優(yōu)級純）。

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，用一級水沖洗干凈備用。

1.3 方法

1.3.1 試驗方法

紙吸管為一次性使用制品，且使用前無需清洗，故本次試驗前不對樣品做清洗處理，直接進行浸泡。

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《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗通則》（GB 31604.1—2015）[3]選擇本次遷移試驗的條件：4%乙酸，70 ℃條件下遷移2 h；參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品遷移試驗預(yù)處理方法通則》（GB 5009.156—2016）[4]進行樣品的前處理，隨后采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定浸泡液中Al 元素的遷移量（檢出限0.5 mg·kg-1）。

1.3.2 評估方法

目前，由于我國缺乏包裝食品攝入量、各類包裝食品的消費量、各類食品包裝材料的使用量以及食品包裝材料和對應(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估方法，故參考?xì)W盟和美國的方法開展暴露評估，獲得此次鋁元素的暴露水平。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 遷移試驗結(jié)果

26批紙吸管樣品中Al元素的特定遷移量統(tǒng)計結(jié)果，如表1 所示。本次26 批紙吸管的測試結(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，有必要對本次樣品中的Al 元素進行風(fēng)險評估。

2.2 風(fēng)險評估結(jié)果

2.2.1 危害評估

通過資料查詢，根據(jù)聯(lián)合國糧農(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（WHO/JECFA）在2011 年發(fā)布的鋁元素毒理學(xué)評估報告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)險評估的基本原則和要求，引用國際通用的食品接觸材料膳食暴露評估參數(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)計表

2.2.2 暴露評估

（1）按照EFSA 的方法計算膳食暴露量。根據(jù)國際生命科學(xué)研究所（International Life Sciences Institute，ILSI）歐洲包裝材料工作組發(fā)表的報告《Food Consumption And Packaging Usage Factors》[7]，歐盟食品包裝材料的暴露評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。分別采用這兩個特定遷移量數(shù)值來計算Al 元素的EDI：

（2）按照FDA 的方法計算膳食暴露量

根據(jù)美國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每日攝入量。美國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FDA《行業(yè)指南》在評估食品接觸材料中特定物質(zhì)膳食暴露量時，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)，計算出食品中特定物質(zhì)總含量。為最大限度地評估Al 元素的風(fēng)險性，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。計算過程如下：

或

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

或，

2.2.3 風(fēng)險表征

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

（1）按照EFSA 的評估方法進行表征。

或

（2）按照FDA 的評估方法進行表征。

或

此外，還采用Al 元素的安全限量用FDA 的評估方法反推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)險評估結(jié)果

當(dāng)風(fēng)險系數(shù)超過100%（即暴露量大于安全限量）時，可認(rèn)為在預(yù)期使用情況下，攝入該物質(zhì)對人體是不安全的。通過FDA 評估方法計算，得到本次評估的Al 元素的最大風(fēng)險系數(shù)為172.4%，平均風(fēng)險系數(shù)為30.3%，同時得到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該風(fēng)險的可接受水平，認(rèn)為本次評估中僅有2 批紙吸管的Al 元素特定遷移量可能會產(chǎn)生食品安全風(fēng)險，其余24 批紙吸管的Al 元素特定遷移量不會引起導(dǎo)致較大的食品安全風(fēng)險。

3 結(jié)論

已有研究表明我國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)超過正常值5 ～10 倍后，可能引起骨質(zhì)松軟、關(guān)節(jié)疼痛；長期攝入會損害大腦，尤其對嬰幼兒、孕婦和身體較弱的老年人危害更大，會導(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。為保護我國居民的健康，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，但并未對這些物質(zhì)中鋁元素的特定遷移量做限制，同時GB 9685—2016 附錄C 金屬元素特別限制規(guī)定中，也并未對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，均超過歐盟對塑料產(chǎn)品中鋁元素遷移量的限制，個別樣品的鋁元素膳食暴露量甚至超過了其健康指導(dǎo)值，故存在很大的食品安全風(fēng)險。為更全面地了解我國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)的市場監(jiān)測。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)改進傳統(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大的問題。