食品用植物纖維塑料產(chǎn)品安全風險研究

李婷 陳銘哲 陳旭明 周瑩 蔡岱蕓

（國家食品軟包裝產(chǎn)品及設備質(zhì)量檢驗檢測中心（廣東））

隨著綠色環(huán)保、健康原生態(tài)的理念越來越深入人心，食品用植物纖維塑料產(chǎn)品因其機械強度好、綠色環(huán)保、可降解等特點悄然走入消費者的視野，成為人們喜歡的熱門、網(wǎng)紅產(chǎn)品[1]。食品用植物纖維塑料產(chǎn)品是利用植物的根、莖、葉等植物基體，通過與塑料、添加劑等混合，再通過機械加工設備，在高溫、高壓條件下成型，制成的碗、盒、杯、盤和筷子等制品[2,3]。

植物纖維產(chǎn)品早在上世紀 90年代在我國就有研究報道，那時全國生產(chǎn)線不到50條，產(chǎn)量大約20億只，可以說初具規(guī)模。植物纖維產(chǎn)品在國外起步比較晚，在美國、英國、日本等國家，也是在本世紀初才有研究報道。2011年，Williams H等人[4]以低成本的有機材料和容易分解的草本植物作為原料，制備出可降解的一次性餐具。最近幾年，我國有關植物纖維生產(chǎn)企業(yè)又克服了外觀、強度、熱脆性不足等缺點，在防潮、防霉和衛(wèi)生指標方面也取得了突破性進展；另外研制的工藝設備發(fā)展為小型化，使得生產(chǎn)效率增高，成本降低，工藝也日趨成熟[5-7]。

植物纖維塑料產(chǎn)品在生產(chǎn)過程會添加各種粘合劑、耐水劑、填充料使得塑料和植物纖維有效結合，其部分使用性能比單純的植物纖維好，由于這類新產(chǎn)品沒有適合的國家強制性標準，而且缺乏有效的監(jiān)管，其安全性值得商榷。

本研究在此背景下，采用 4%乙酸和 50%乙醇作為食品模擬物，研究植物纖維塑料產(chǎn)品的總遷移量、甲醛遷移量、重金屬遷移量等特定物質(zhì)的遷移，為新型產(chǎn)品食品用植物纖維塑料產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控，把握其產(chǎn)品質(zhì)量關鍵控制點提供技術支撐。

1.材料與方法

1.1 儀器與試劑

HPLC1260高效液相色譜儀（安捷倫）、UV2600紫外可見分光光度計（島津）、7700電感耦合等離子體光譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（安捷倫）、DHG-9145A恒溫培養(yǎng)箱、ML204電子分析天平（精度為0.0001 g）

甲醛標準品，三聚氰胺標準品，砷、鎘、鉻、鎳、鉛、銻、鋅標準品，甲醇（色譜純），乙腈（色譜純），乙酸，乙醇，無水乙酸銨，乙酰丙酮，氫氧化鈉，異丙醇，異辛烷，二水合磷酸二氫鈉，硝酸等。

1.2 樣品

廣東省內(nèi)生產(chǎn)銷售的添加麥秸稈等植物纖維塑料產(chǎn)品20批次（如：秸稈+PP、竹纖維+PP），產(chǎn)品的種類包括：碗、杯、盤、刀叉等產(chǎn)品，抽樣地點為流通領域、生產(chǎn)領域、電商領域。

1.3 測試方法

1.3.1 樣品處理

將樣品清洗后分別注入4%乙酸、50%乙醇作為模擬物，依據(jù)GB5009.156和GB 31604.1的要求[8,9]，分別采用 40℃、70℃、100℃和 0.5h、1h、2h的實驗條件進行浸泡，所得的浸泡液密封供測試用，同時做空白試驗。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 總遷移量[10]

取食品模擬物試液200 mL，分次置于預先在100℃烘箱中干燥2h，干燥器中冷卻0.5h后稱量的容器瓶中，在各浸泡液沸點溫度的水浴蒸干，100℃烘箱中干燥2h，干燥器中冷卻0.5h后稱量。

1.3.2.2 三聚氰胺遷移量[11]

取4%乙酸和50%乙醇浸泡液直接過膜上機。

1.3.2.3 甲醛遷移量[12]

分別吸取 4%乙酸和 50%乙醇模擬物試樣溶液和空白溶液至10mL比色管中，分別加入5 mL乙酰丙酮溶液后充分搖勻，于40℃水浴中放置30 min，恢復室溫后上機于410 nm處測試吸光度，標準工作溶液同樣處理后上機。

1.3.2.4 重金屬遷移量[13]

取4%乙酸和50%乙醇浸泡液直接過膜上機。

2.結果與分析

2.1 總遷移量

本次取樣20批次，依據(jù)GB 31604.1-2015分別測試了 4%乙酸和 50%乙醇兩種模擬物，其中4%乙酸模擬植物纖維塑料產(chǎn)品日常接觸的蔬菜、果汁、飲料等酸性食品，50%乙醇模擬植物纖維塑料產(chǎn)品日常接觸的乳制品、酒精類食品。最終測試的總遷移量結果如下：

從表1來看，本次檢測20批次植物纖維塑料產(chǎn)品在總遷移量方面存在著較大的安全隱患，其中樣品015的4%乙酸模擬物結果為55 mg/kg，比塑料制品執(zhí)行的食品安全國家標準 GB 4806.7-2016《食品安全國家標準食品接觸用塑料材料及制品》中規(guī)定的總遷移量指標10 mg/kg高5倍之多。

表1 總遷移量結果

總體來看 50%乙醇模擬物總遷移量結果比4%乙酸模擬物風險要小一些，結果13 mg/kg、6.8 mg/kg各有1批次比較高外，其他檢測結果比較小，均在5 mg/kg以下。

而 4%乙酸模擬物總遷移量結果就比較令人擔憂，20批次產(chǎn)品中 4批次檢測結果超過 10 mg/kg，分別為 55 mg/kg、31 mg/kg、27 mg/kg、16 mg/kg。從數(shù)值上看結果超標比較嚴重，以10 mg/kg為指標本次總遷移量的不合格產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)率為20%。另外有2批次檢測結果分別為9.6 mg/kg、9.3 mg/kg，也臨近限值。其余14批次有7批次結果在5 mg/kg以上，總遷移量結果也是偏高。

依據(jù)GB 31604.1-2015遷移試驗的S/V越大，其總遷移量結果越大，但從表1看，S/V對植物纖維塑料產(chǎn)品的4%乙酸總遷移量結果影響不大，但溫度對總遷移量的影響是比較明顯的。

本次檢測，依據(jù)GB 31604.1-2015，對20批次樣品的使用條件進行了分類，標注使用溫度為100℃及以下的，考慮到餐飲具接觸100℃食物的時間不會超過30min，故采用的試驗條件為70℃，2h；標注使用溫度為100℃～121℃及適用于微波爐的產(chǎn)品，依據(jù)GB 31604.1-2015采用的試驗條件為100℃，2h。

從圖1可以明顯看出，圖表右面8批次植物纖維塑料產(chǎn)品的總遷移試驗條件的為100℃，2h，其遷移結果明顯比下半部分總遷移試驗條件的為70℃，2h的高。其中4批次總遷移量不合格的產(chǎn)品，有3批次的試驗條件為100℃，2h；而12批次試驗條件的為70℃，2h的植物纖維塑料產(chǎn)品的總遷移量結果也明顯偏小。

圖1 溫度對4%乙酸總遷移量結果的影響

本次風險監(jiān)測對象有 17批次植物纖維塑料產(chǎn)品的材質(zhì)為PP+麥桿或PP+稻殼等材質(zhì)，另有3批次產(chǎn)品材質(zhì)含有密胺粉，其總遷移量結果具體見表2。

表2 三種材質(zhì)的總遷移量結果

從表2可以看出，樣品005的材質(zhì)為脲醛樹脂+竹纖維+正表面密胺粉，其總遷移量在70℃，2h的遷移條件下就已經(jīng)不合格了，其主要原因也是其材質(zhì)中含有脲醛樹脂。脲醛樹脂是由尿素與甲醛加入填料和各種助劑熱壓模塑成型制得的。脲醛樹脂耐溫性、耐水性并不高，遇強酸和強堿或溫度80℃以上就會發(fā)生水解，從而釋放出甲醛和尿氨。因此脲醛樹脂是不允許在食品接觸產(chǎn)品中使用的，樣品005的主體材質(zhì)為脲醛樹脂和竹纖維，外面模壓了一層密胺粉，屬于假冒偽劣產(chǎn)品，應依法查處。另外兩批次產(chǎn)品也含有密胺粉和植物纖維，但是總遷移量結果在100℃、2h的條件下還是勉強合格的，但是數(shù)值偏大。

植物纖維塑料產(chǎn)品在試驗之后，我們發(fā)現(xiàn)其樣品外觀與原來有一定的區(qū)別，特別是總遷移量不合格的樣品，變化非常明顯。

圖2的左側樣品均為未試驗前的植物纖維產(chǎn)品，右側為已經(jīng)試驗的樣品，我們發(fā)現(xiàn)，試驗后樣品普遍發(fā)白，表面光亮部分已經(jīng)被侵蝕。有的樣品表面還會殘留部分提取的白色粉末，考慮是植物纖維塑料產(chǎn)品溶出部分。說明植物纖維產(chǎn)品在酸性和醇類產(chǎn)品下易產(chǎn)生遷移，遷移出其內(nèi)部成分，但遷移出的具體成分還有待進一步研究。

圖2 樣品試驗前后比對圖

2.2 重金屬遷移量

本次檢測 20批次樣品，依據(jù) GB 31604.49-2016測定了砷、鎘、鉻、鎳、鉛、銻、鋅等7種重金屬在 4%乙酸和 50%乙醇兩種模擬物中的遷移量，從遷移試驗結果可以看出，砷、鎘、鉻、鎳、鉛、銻這6種重金屬的遷移量結果問題都不大，多為未檢出，風險程度都不高；而鋅遷移量在每種產(chǎn)品均有檢出，但檢出數(shù)值并不高，均小于0.5 mg/kg。樣品編號014的50%乙醇模擬物中鋅的遷移量最高，達到0.48 mg/kg，這一批次產(chǎn)品的總遷移量也是不合格的，其 4%乙酸總遷移量結果為31 mg/kg，說明這一批次產(chǎn)品的質(zhì)量問題較大。

2.3 甲醛遷移量

本次檢測的20批次樣品，甲醛遷移量風險較小，只有4批次有檢出，檢測結果均在5 mg/kg以下。

從表3來看，S/V和特遷試驗條件對甲醛遷移量檢測結果的影響都不大，100℃，2h試驗條件下甲醛遷移量均是未檢出，反而70℃，2h有3批次檢出，另外1批次檢出的遷移條件為100℃，0.5h。但是從另一方面講，70℃，2h的試驗條件甲醛遷移量就有檢出，很可能此批次產(chǎn)品在100℃，2h的遷移試驗條件下，甲醛遷移量結果會更高。從模擬物的角度來看，4%乙酸模擬物中甲醛有檢出，50%乙醇模擬物中就也會有檢出，但檢測結果會偏低。

表3 甲醛遷移量結果

但是這四批次甲醛遷移量結果有檢出的植物纖維塑料產(chǎn)品的總遷移量都比較樂觀，除了1批次總遷移量結果為5.2 mg/kg外，其余總遷移量結果均在3 mg/kg以下。說明總遷移量結果和甲醛遷移量結果之間關系不大，即總遷移量結果沒有問題的產(chǎn)品，甲醛遷移量不一定沒有問題，反之植物纖維塑料產(chǎn)品總遷移量結果偏高的，甲醛遷移量不一定有檢出，二者之間不存在必然聯(lián)系。另外，這四批次甲醛遷移量有檢出的植物纖維塑料產(chǎn)品的材質(zhì)均為PP+麥稈，說明材質(zhì)種類對甲醛遷移量結果影響不大。

2.4 三聚氰胺遷移量

本次檢測的樣品有3批次三聚氰胺遷移量有檢出，檢測結果均為 4%乙酸模擬物中含有三聚氰胺。從表4可以看出20批次樣品50%乙醇模擬物檢測結果均為未檢出，說明三聚氰胺在乳制品、酒精類產(chǎn)品中的遷移不明顯。在3批次三聚氰胺遷移量有檢出的產(chǎn)品中，樣品編號012的三聚氰胺遷移量最高為1.4 mg/kg，這與甲醛遷移量最高的批次正好相對應。

表4 三聚氰胺遷移量結果

研究發(fā)現(xiàn)，三聚氰胺遷移量有檢出的3批次植物纖維產(chǎn)品的甲醛遷移量都有檢出，而且甲醛遷移量越高，三聚氰胺遷移量也隨之增高。同樣這三批次植物纖維塑料產(chǎn)品的標注材質(zhì)為PP+麥稈，說明材質(zhì)種類對三聚氰胺遷移量結果也影響不大。

從表5也可以看出，三種特殊的材質(zhì)甲醛和三聚氰胺遷移量風險性不高，但是含有脲醛樹脂的產(chǎn)品遷移試驗條件為70℃、2h，溫度較低，也不排除高溫條件下甲醛和三聚氰胺遷移的風險。

表5 三種材質(zhì)甲醛、三聚氰胺遷移量結果

3.結論

3.1 食品用植物纖維塑料產(chǎn)品的總遷移量存在一定的安全風險，其遷移大小和溫度成正比，與產(chǎn)品材質(zhì)相關聯(lián)；

3.2 食品用植物纖維塑料產(chǎn)品的甲醛和三聚氰胺遷移量也有一定的安全風險隱患，兩者相互關聯(lián)；

3.3 食品用植物纖維塑料產(chǎn)品的重金屬遷移量安全風險系數(shù)較低。