塑料食品接觸材料中有害物質(zhì)分析

作者簡(jiǎn)介：王瑜潔（1991—），女，河南駐馬店人，碩士，實(shí)驗(yàn)師。研究方向：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

摘 要：食品安全與食品接觸材料的安全密切相關(guān)，作為一種常用的食品接觸材料，塑料食品接觸材料的安全性受到了廣泛關(guān)注。本文探討了塑料食品接觸材料中可能存在的有害物質(zhì)的性質(zhì)和危害，如增塑劑、抗氧化劑、殘留單體和低聚體以及其他助劑，以期為塑料食品接觸材料的安全監(jiān)管提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：塑料；食品接觸材料；有害物質(zhì)；食品安全

Analysis of Hazardous Substances in Plastic Food Contact Materials

WANG Yujie

（Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China）

Abstract： Food safety is closely related to the safety of food contact materials. As a commonly used food contact material， the safety of plastic food contact materials has received extensive attention. This paper discusses the properties and hazards of harmful substances that may exist in plastic food contact materials， such as plasticizers， antioxidants， residual monomers and oligomers， and other additives， in order to provide reference for the safety supervision of plastic food contact materials.

Keywords： plastic; food contact materials; harmful substances; food safety

近年來，與塑料有關(guān)的食品安全事件頻繁發(fā)生，如聚氯乙烯保鮮膜的危害、白酒中塑化劑事件、“不粘鍋”表面聚四氟乙烯涂層引發(fā)的擔(dān)憂以及職業(yè)打假人揭露駝奶粉中含有鄰苯二甲酸二丁酯的問題等。由于塑料展現(xiàn)出的多重優(yōu)點(diǎn)，如材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、氣密性好、成本低以及易于加工成型和印刷等，相較于傳統(tǒng)材料（如玻璃、紙、金屬等），塑料在食品接觸材料領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛。塑料已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊环N高分子材料，在食品包裝、餐具、廚具、食品加工設(shè)備以及廚房電器產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨之而來的食品安全問題引起了廣泛關(guān)注和深入研究。

塑料作為一種食品接觸材料，在保護(hù)食品免受環(huán)境溫度、濕度、微生物等不利因素影響的同時(shí)，其本身在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)副產(chǎn)物、低聚體等物質(zhì)，這些物質(zhì)在使用時(shí)可能會(huì)釋放到環(huán)境中。此外，為提升塑料性能，通常會(huì)添加化學(xué)助劑，而印刷、包裝中使用的油墨、粘合劑也可能含有有毒有害物質(zhì)，這些化學(xué)助劑、油墨、粘合劑中的有毒有害物質(zhì)在一定條件下可能會(huì)遷移到食品中，具體遷移路徑如圖1所示。遷移過程受到多種因素的影響，如塑料的種類、接觸食品的性質(zhì)、接觸時(shí)間以及儲(chǔ)藏環(huán)境的溫

度等。

1 增塑劑

增塑劑作為一種高分子材料助劑，被廣泛應(yīng)用于塑料中以提高其塑性。其中，鄰苯二甲酸酯類化合物（Phthalic Acid Ester，PAEs）因其出色的性能和廣泛的適用性，成為使用量最大的增塑劑之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年的PAEs產(chǎn)量高達(dá)550萬t。二甲酸酯類化合物主要通過鄰苯二甲酸酐與醇發(fā)生酯化反應(yīng)制得，常見的PAEs包括鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯等。

在良溶劑中，PAEs分子插入到聚合物分子鏈之間，削弱了聚合物分子鏈間的作用力，降低了聚合物的結(jié)晶度，從而使聚合物塑性增加。該類化合物與高分子聚合物以較弱的范德華力結(jié)合[1]，因此使用過程中易從塑料制品中逸出而遷移至環(huán)境或食品中，進(jìn)而對(duì)人體產(chǎn)生危害，如生殖發(fā)育毒性、遺傳毒性、免疫毒性、神經(jīng)毒性和內(nèi)分泌干擾作用等。其中，內(nèi)分泌干擾作用是PAEs最顯著的不良影響之一，有抗雄激素和弱雌激素作用[2]。SUN等[3]對(duì)孕早期及孕晚期母親尿液中的9種鄰苯二甲酸酯代謝物進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)孕婦暴露于鄰苯二甲酸酯可能干擾臍血中糖皮質(zhì)激素水平。原因可能是鄰苯二甲酸酯影響胎盤基因的表達(dá)，從而導(dǎo)致皮質(zhì)醇代謝的改變。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，女嬰母體尿液中鄰苯二甲酸酯代謝物與糖皮質(zhì)激素呈正相關(guān)，而男嬰則呈負(fù)相關(guān)，這提示鄰苯二甲酸酯對(duì)糖皮質(zhì)激素的影響可能存在性別差異。

2 抗氧化劑

為了延緩或抑制塑料食品接觸材料的氧化，保障其性能并延長使用壽命，通常會(huì)在其中添加抗氧化劑。根據(jù)抗氧化劑的來源不同，可分為天然抗氧化劑和合成抗氧化劑。然而，由于提純成本較高，目前天然抗氧化劑在塑料食品接觸材料中的應(yīng)用并不廣泛。常見的合成抗氧化劑包括沒食子酸丙酯、沒食子酸辛酯、叔丁基對(duì)羥基茴香醚、叔丁基對(duì)苯二酚、2，6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚等。盡管抗氧化劑在提升材料性能方面表現(xiàn)出色，但長期攝入可能會(huì)對(duì)機(jī)體的生殖系統(tǒng)和免疫功能產(chǎn)生不良影響[4]。有研究表明，高劑量的叔丁基對(duì)羥基茴香醚會(huì)對(duì)大鼠的生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，可能導(dǎo)致大鼠生殖功能障礙、生殖器官發(fā)育不全，還可能引發(fā)甲狀腺素、睪酮水平的變化，影響性器官的重量和性成熟的程度[5]。

3 殘留單體和低聚體

塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物。因此，在塑料食品接觸材料中，可能會(huì)存在殘留單體和低聚體，這些物質(zhì)有可能遷移到與之接觸的食品中。以聚苯乙烯為例，其中的殘留單體苯乙烯的遷移程度受到多種因素的影響，包括單體殘留量、食品接觸材料的厚度、接觸食品的性質(zhì)以及接觸時(shí)間等。值得注意的是，苯乙烯在2017年已被世界衛(wèi)生組織列入2B類致癌物清單中，因此，對(duì)于食品接觸材料的安全性需引起高度重視。

當(dāng)前，研究主要聚焦于未完全反應(yīng)的單體，卻對(duì)低聚體存在的可能性有所忽視。然而，低聚體所帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)亦不容忽視。研究揭示，塑料食品接觸材料在使用過程中可能會(huì)產(chǎn)生二聚體、三聚體、四聚體等降解產(chǎn)物，這些低聚體可能會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成潛在威脅[6]。

4 粘合劑

粘合劑通常由聚合物、抗氧化劑、增粘劑、溶劑、增塑劑、填料和助粘劑等多種成分組成。盡管在常規(guī)應(yīng)用中，粘合劑并不會(huì)直接與包裝內(nèi)的食品接觸，但塑料食品接觸材料中使用的多層材料常常包含聚氨酯粘合劑層，這可能導(dǎo)致助劑通過不同層之間的遷移而進(jìn)入食品中[7]。

UBEDA等[8]對(duì)聚氨酯粘合劑中兩種環(huán)酯在食品多層包裝材料中的遷移情況進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果顯示，這兩種環(huán)酯的遷移濃度超過歐盟規(guī)定的最高水平（10 ng·g-1）。在消化過程中，這兩種環(huán)酯的濃度均出現(xiàn)了不同程度的降低，同時(shí)其水解分子的數(shù)量卻有所增加。此外，通過體外內(nèi)分泌活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在較高的測(cè)試濃度下，這兩種環(huán)酯對(duì)雄激素受體的活性產(chǎn)生了一定的影響，提示這些化合物可能具有雄激素受體拮抗劑的作用。

5 其他助劑

塑料食品接觸材料中使用的助劑種類繁多。其中，白色塑料食品接觸材料中可能添加熒光增白劑以提高其白度，為增強(qiáng)產(chǎn)品的色澤美觀程度，還可能添加著色劑。熒光增白劑在聚乙烯中的遷移率會(huì)隨著溫度的升高而增加，尤其在脂肪類食品的接觸材料中，其遷移率會(huì)進(jìn)一步上升。

此外，為提高材料的穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑也是常用的添加劑。苯并三唑類光穩(wěn)定劑因其出色的紫外線吸收能力和穩(wěn)定的性質(zhì)，在聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等塑料食品接觸材料中被廣泛應(yīng)用。然而，有研究表明，部分苯并三唑類光穩(wěn)定劑與雌二醇共存時(shí)可能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)潛在的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，但具體的機(jī)理和風(fēng)險(xiǎn)仍需進(jìn)一步深入探究[5]。

塑料食品接觸材料中還可能包含阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等多種助劑。

6 展望

塑料食品接觸材料在為人們提供便捷的同時(shí)，也伴隨著一系列環(huán)境與食品安全問題。塑料食品接觸材料具有難降解、不易回收的特性，且其中的有毒有害化學(xué)物質(zhì)可能向食品、土壤、海洋遷移，對(duì)人類健康和環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的潛在威脅。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對(duì)這些有毒有害物質(zhì)的深入研究，相信未來能夠更有效地預(yù)防和減少這些有毒有害物質(zhì)從塑料食品接觸材料向食品、土壤、海洋中遷移的風(fēng)險(xiǎn)，從而保護(hù)環(huán)境與食品安全。

目前，人們對(duì)于可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)日益增強(qiáng)，促使眾多塑料食品接觸材料替代品快速發(fā)展。在我國，聚乳酸、聚乙烯醇、聚己內(nèi)酯等常見的人工合成可降解塑料已應(yīng)用在食品包裝、餐具等方面。此外，從各種動(dòng)植物中提取的淀粉、纖維素、殼聚糖等天然物質(zhì)已成為生物基塑料的主要原料，并逐步走入人們的生活。

盡管這些新興的塑料品種在食品接觸材料領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)逐步商業(yè)化，但仍存在一些挑戰(zhàn)，如成本高昂、性能欠佳、降解不完全等。因此，短時(shí)間內(nèi)傳統(tǒng)的塑料食品接觸材料仍難以被完全取代，其中的有毒有害物質(zhì)的遷移及對(duì)人體的危害仍是研究的重點(diǎn)。未來，可通過不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化，有效降低或遏制有毒有害物質(zhì)的遷移，推動(dòng)塑料食品接觸材料向更加安全、可靠的方向發(fā)展，這有助于在確保食品安全的同時(shí)，更好地滿足人們對(duì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需求。

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