國內外微波食品塑料包裝安全性研究現狀

宋 翠,陳淑祥,高翠玲,王微山,許 超

國內外微波食品塑料包裝安全性研究現狀

宋 翠1,2,陳淑祥1,2,高翠玲1,2,王微山1,2,許 超1,2

(1.山東省材料化學安全檢測技術重點實驗室,山東濟南250103;2.國家包裝產品質量監督檢驗中心(濟南),山東濟南250103)

綜述了國外發達國家及我國對微波食品塑料包裝的安全性研究現狀,包括微波食品塑料包裝中的物質遷移研究、微波對包裝材料的物質遷移影響等;介紹了美國、歐洲、日本等發達國家及我國制定的相關微波食品塑料包裝的法規及標準。還對國內外相關情況進行了比較,指出我國對于微波食品塑料包裝的安全性研究還處于起步階段,缺乏微波食品塑料包裝相關的法規和標準體系,并提出了相關建議。

微波;食品塑料包裝;安全性

Abstract:The research status of safety of microwave food-use plastics packaging materials in the developed countries and China was reviewed,including the research on the substance migration of microwave food-use plastic packaging materials,and the impact of microwave on the substance migration of packaging materials,etc.The related regulations and standards in America,Europe,Japan,and China were also introduced in the paper.Compared with the developed countries,the research in China on the safety of microwave food-use plastics packaging materials was still in the initial stage,related regulations and standards were lack.Some suggestions were proposed.

Key words:microwave;food-use plastic packaging;safety

0 前言

微波爐作為一種用微波加熱烹飪食品的現代化烹調工具,具有加熱速度快、均勻、節能等優點,而微波食品已成為人們適應快節奏生活不可缺少的一部分。隨著微波爐和微波食品的快速發展,使得微波食品包裝的開發生產成為包裝行業一個重要的支柱產業,國內外包裝行業也致力于研究適合微波加工的食品包裝材料。

根據材料與微波加熱作用機理的不同,微波食品包裝材料可分為微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料[1]。微波穿透材料是微波食品包裝材料中最常用的,玻璃、塑料和紙板均是優良的微波穿透材料,其中又以塑料制品輕便耐用、綜合性能好而得到廣泛應用。由于微波加熱具有加熱速度快和溫度高的特點,在對食品加熱時會使與食品接觸的塑料包裝迅速產生高溫,可能加劇塑料包裝材料內化學物向食品的遷移。化學物的遷移不僅會對被包裝的食品造成污染,導致食品營養、風味價值降低和變質,危害消費者的健康,還會對包裝材料本身的性能產生負面影響[2]。因此,微波條件下的塑料包裝安全性問題也引起國內外各機構的重視,國內外紛紛開展微波食品塑料包裝材料的安全性實驗研究,并制定了相應的法規標準。

1 國外研究現狀

1.1 國外安全性實驗研究情況

微波食品在發達國家出現較早且發展迅速,使得這些國家早在20世紀八九十年代就開始了微波加熱用塑料食品包裝材料與容器的安全性實驗研究。

英國環境食品農業事務部(DEFRA)下屬的中央科學實驗室(CSL)開展了一系列微波加熱用塑料食品包裝材料的遷移實驗研究[3-8],即用穩態同位素稀釋氣相色譜質譜聯用(GC-MS)分析、帶氫火焰檢測器的氣相色譜(GC-FID)、頂空 GC-MS、核磁共振(NMR)、紅外(IR)等方法分析了微波條件下聚偏氯乙烯(PVC)膜增塑劑己二酸二(2-乙基己基)酯(DEHA)、氯乙烯/偏氯乙烯共聚膜增塑劑乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)、微波活性材料內低聚物、聚乙烯/聚異丁烯共聚膜內聚異丁烯、微波感應器中環氧黏合劑組分雙酚A對苯二甲酸酯(BADGE)的殘留。研究表明,PVC膜中的DEHA在食品中的遷移量隨著試驗溫度的升高、時間的延長而增大,與食品直接接觸部分遷移最顯著,接觸脂肪食品時有最大的遷移量;氯乙烯/偏氯乙烯共聚膜中有51%的增塑劑ATBC遷移進入食品;測得微波活性材料中的低聚物在微波功率600 W加熱4 min時向吸附了橄欖油和水的硅藻土的遷移量,并用光纖探頭測得了微波爐內的溫度;測得微波加熱后BADGE遷移進食品中的量,得到感受器中的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜并不能很好地阻擋BADGE向食品遷移的結論;測得微波加熱后聚乙烯/聚異丁烯共聚膜內聚異丁烯在食品中的遷移量,結果顯示聚異丁烯的相對分子質量越小遷移量越大。

英國Leeds大學的 Gramshaw等[9-10]通過動態頂空裝置利用 Tenax吸附微波加熱用結晶型 PET(CPET)等幾種塑料內的揮發性物質,并利用 GC-FID和 GC-MS技術對物質進行了鑒定,得出熱固性聚酯材料最容易發生遷移的結論。

美國食品與藥品管理局(FDA)的Begley等[11-12]研究分析了微波條件下 PET、PET感應器中 PET低聚體向食品模擬物及真實食品的遷移情況,發現與脂肪食品接觸時包裝材料的溫度相對較高,并通過高效液相色譜(HPLC)測得 PET低聚體的遷移濃度在0.012～7μg/g之間。在115、146和176 ℃試驗條件下測得低聚體遷移量的基礎上計算了相應的擴散系數,利用Arrhenius方程外推其他溫度下的擴散系數,從而根據塑料的溫度-加熱時間曲線預測了微波條件下低聚體的遷移量,發現結果與實驗值比較一致。

希臘Badeka等[13-14]進行了微波加熱和傳統加熱下PVC和聚(偏二氯乙烯/氯乙烯)(P(VDC/VC))薄膜內的己二酸二辛酯(DOA)和ATBC在肉餡及脂肪食品模擬物中的遷移研究,并通過氣相色譜法測得了不同條件下DOA和ATBC的遷移量,通過分析比較,發現PVC薄膜不能用于微波加熱食品包裝,P(VDC/VC)可以用于低脂肪食品微波及傳統加熱方式。

智利Santiago大學的 Galotto等[15-16]對常見的幾種塑料包裝材料在微波加熱條件和熱處理條件下進行了不同食品模擬物中的全遷移試驗,發現微波加熱對PVC試樣影響最顯著,對聚丙烯(PP)試樣影響最小。

西班牙Zaragoza大學的Nerin等[17-19]利用帶有紫外和熒光探測器的反相高效液相色譜(RP-HPLC)、帶有二極管陣列探測器的 HPLC以及 GC-MS技術研究了微波加熱用聚碳酸酯(PC)等5種材質的容器的潛在化學遷移物,甲苯、乙苯、1-辛烷、二甲苯、苯乙烯及1,4-氯(代)苯在5種塑料內均被發現。

1.2 國外關于微波用食品包裝材料的法規及標準

一些發達國家對食品接觸用微波器具已經制定了相關的法規和標準。

(1)美國

美國FDA在聯邦法規第21卷《食品和藥品》[20]中對關聯包裝的規定如下：食品必須在符合衛生要求的條件下包裝;食品包裝材料的生產必須依據良好的管理規范(GMP);與食品接觸的包裝材料及其組成成分必須符合法規及標準的要求。

同時,在《行業指南：食品接觸物質備案書提交的準備：化學建議》[21]附件Ⅱ中,對微波塑料容器的遷移檢驗方法進行了特殊規定：在食用油或者油性食品模擬液中要進行130℃下15 min的微波遷移實驗,在水類食品模擬液中要進行100℃下15 min的微波遷移實驗。

(2)歐洲

歐盟在有關塑料食品接觸材料和制品的82/711/EEC[22]及1993年的修訂案93/8/EEC[23]和1997年的修訂案97/48/EC[24]中,在食品用塑料包裝的全遷移測試標準EN 1186—1：2002《與食品接觸方面標準-接觸食品的材料和制品塑料制品第1部分全遷移用條件選擇和試驗方法指南》[25]和特定遷移測試標準 EN 13130—1：2004《食品接觸材料塑料中受限物質塑料中物質向食品及食品模擬物特定遷移試驗和含量的測定方法以及食品模擬物暴露條件選擇的指南》[26]中指出對于微波容器的遷移實驗,應該在合適的時間和溫度下在普通加熱爐或微波爐中進行。歐盟對于微波條件下遷移時間和溫度的選擇方法還制訂了專門的標準——EN 14233：2002《與食品接觸的材料和器具塑料為了選擇遷移測試的適當溫度在微波爐或傳統爐加熱過程中塑料和食品接觸面塑料材料和器具溫度的測定》[27],給出了對于微波食品塑料包裝應該如何選擇遷移實驗所需的溫度,根據該標準規定的方法測得塑料和食品接觸面的溫度,從而在 EN 1186—1表3中選擇合適的遷移溫度,遷移時間則按照包裝說明的加熱時間或是可預見的最壞情況下的使用時間來進行實驗。并制定了 EN 15284：2007《與食品接觸的材料和制品.陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷或塑料炊具的微波加熱耐力的試驗方法》[28],對此類產品的耐微波物理性能提出了要求。

(3)日本

日本對食品容器、包裝材料與食品添加劑采取分開管理的模式。日本在1947年制定了《食品衛生法》,在此法中規定禁止生產、銷售、使用可能含有有害人體健康物質的食品容器、包裝材料。日本厚生省可以根據需要制定食品容器、包裝材料的標準與衛生要求,一旦頒布了相應標準,則禁止不符合標準的材料生產和銷售。

日本大多數塑料品種的模擬物和遷移試驗條件為：水、4%乙酸和 20%乙醇,60 ℃/30 min;正庚烷,25℃/1 h,但注明這四種模擬物分別適用食品p H值超過5、食品p H值不超過5、酒精類飲料、油脂及脂肪性食品的情況,即可根據實際接觸的食品類型選擇模擬物;當樣品使用溫度超過100℃時,水和4%乙酸的試驗條件為95℃/30 min。雖然沒有專門針對微波食品塑料包裝的標準規定,但也對高溫下使用的食品塑料包裝(包括微波食品塑料包裝)進行了規范。

可見,美國、歐盟和日本均對微波用食品塑料包裝材料的安全性以及如何檢驗此類產品制定了相應的法規和標準,大部分的法規與標準均是對微波食品塑料包裝的遷移檢驗作出規范。

2 國內研究現狀

2.1 國內安全性實驗研究情況

我國由于微波食品塑料包裝發展較晚,因此對其安全性研究大約在2007年才開始,主要關注微波條件下對塑料材料中化學物質的遷移影響。劉志剛、王志偉等[29-30]進行了微波條件下聚烯烴抗氧化劑的遷移動力學研究,得到微波條件下抗氧化劑的遷移速度和遷移量受微波功率和加熱時間共同決定：在相同的加熱時間下,微波功率越高,抗氧化劑的遷移速度越快,遷移量越大;在相同的微波功率下,加熱時間越長,抗氧化劑的遷移速度越快,遷移量也越大的結論;王全林、應璐等[31-32]以橄欖油為脂肪食品模擬物,對市售10種微波適用塑料容器中有害物質的總遷移量進行了測定,并分別利用歐盟的 EN 1186—13—2002和中國的GB/T 5009.60—2003兩個標準,進行了對比試驗,結果表明用中國標準檢測并評判,10種塑料容器100%合格;用歐盟標準檢測并評判時,僅有2種產品(20%)合格,說明我國現行標準評價微波專用食品塑料容器的安全性標準與國外標準存在很大不同。

國內對于微波食品塑料包裝的安全性研究還處于起步階段,只進行了一些基礎性的研究,文獻資料也相對較少,因此還需要進行大量的研究工作。

2.2 國內關于微波用食品包裝材料的法規及標準

目前,我國關于微波食品塑料包裝的標準只有中華人民共和國出入境檢驗檢疫行業標準SN/T 1891—2007系列——《進出口微波食品包裝容器及包裝材料衛生標準》,此系列標準共分為13個部分,其中關于塑料包裝成型品的僅有6個,分別是：SN/T 1891.1—聚丙烯成型品[33]、SN/T 1891.2—三聚氰胺成型品[34]、SN/T 1891.3—聚乙烯成型品[35]、SN/T 1891.4—聚氯乙烯成型品[36]、SN/T 1891.5—聚苯乙烯成型品[37]、SN/T 1891.12—聚對苯二甲酸乙二醇酯成型品[38]。對于其他材質的微波食品塑料包裝卻未有法規及標準。而在以上現有的標準中,對于實驗條件的規定,例如遷移溫度的規定為在100℃以上使用的遷移溫度為95℃,在100℃以下使用的遷移溫度為60℃,簡單的遷移溫度分類不能很好地反映微波塑料容器在微波爐中的實際受熱溫度,從而不能較準確地評價微波容器的安全性。而用正庚烷(25℃)作為油類模擬物評價微波容器在微波中接觸油類時的安全性也有局限性,這主要是因為油類在微波中能迅速達到高溫[21],標準中用常溫下的正庚烷來進行遷移實驗不能很好地作為評價接觸油類的微波容器在微波爐中的安全性依據。因此我國現有的微波塑料容器標準不能較準確地評價微波容器的安全性。

而相應的法規規定及其他有關的標準在我國還未頒布實施。

由此可見,我國微波食品塑料包裝容器及工具的相關標準匱乏,且缺乏有力的法規與標準對其進行規范,微波食品塑料包裝材料的安全性得不到很好的保障。

3 結語

無論從微波食品塑料包裝的安全性實驗研究方面還是從法規及標準制定方面,我國與國外發達國家相比存在較大差距,隨著我國成為世界微波爐生產大國及微波食品在我國的逐漸興起,對微波食品塑料包裝材料的安全性研究也越來越迫切,因此建議我國相關部門與科研院所盡快采取措施來加強此方面的研究及相應的法規和標準的制定工作,保障我國微波食品塑料包裝行業健康快速的發展。

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Research Status of Safety of Microwave Food-use Plastics Packaging Materials at Home and Aboard

SON G Cui1,2,CHEN Shuxiang1,2,GAO Cuiling1,2,WAN G Weishan1,2,XU Chao1,2
(1.Shandong Provincial Key Laboratory of Testing Technology for Material Chemical Safety,Jinan 250103,China;2.State Supervision and Inspection Center for Packaging Product Quality(Jinan),Jinan 250103,China)

TQ320.79

A

1001-9278(2010)12-0102-05

2010-05-20

聯系人,cuisccui@yahoo.com.cn