淺談塑料制品對食品安全的影響

摘要:本文主要介紹了幾種常用塑料的性質與用途以及它們對人體健康的危害，最后對新型安全塑料的發展應用前景進行展望。

關鍵詞: 塑料制品;食品安全;危害

文章編號:1005-6629(2010)08-0066-04 中圖分類號:TQ325.1 文獻標識碼:E

隨著塑料工業的飛速發展，形形色色的塑料制品充斥了人們的生活，它們由于輕盈，方便，美觀而被人們青睞。但是近年來出現的奶粉包裝袋苯含量超標、食用油塑料桶的增塑劑等事件，在一定程度上造成了人們的恐慌。這是由于塑料制品本身的有害成分和使用不當悄悄地影響了食品的安全從而威脅到人們的健康。

1 食品包裝用塑料的安全問題

1.1相對安全的塑料制品

在用于食品的通用塑料中，由聚乙烯和聚丙烯制造的塑料制品相對安全。

(1)聚乙烯(PolyethylenePE)

聚乙烯是由乙烯單體聚合而成的，其分子式為

，為非極性分子。聚乙烯無味無毒，有良好的耐低溫性、化學穩定性、加工性，但耐熱性不高。它主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。常用的是LDPE，具有橡膠狀的彈性，防濕性好，化學藥品的抵抗性強，在生鮮食品的包裝上廣泛使用，可以作為層壓薄膜的內層材料而使用;MDPE具有耐寒性，所以用于冷凍食品或低溫的生鮮食品上;而HDPE成型為瓶的較多[1]。

(2)聚丙烯(Polypropylene， PP)

聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的，其分子式為

，聚丙烯的耐熱性(可達150 ℃)在通用熱塑性塑料中最高[2]，但低溫脆性大且耐老化性不好，因此在生產工藝中要加入抗老化劑。它無味無毒，是可進行高溫熱水消毒的少數塑料品種之一。它可用于制作日用品中的微波爐餐具、食品包裝膜等。

上述兩種塑料都是氫飽和的聚烯烴，與其它元素的相容性很差，因此加入的添加劑種類很少。而且其中未完全聚合的單體含量極微，即使有未被聚合的，單體其毒性也非常低，因此使用它們的塑料制品較為安全。但保證安全的前提是要根據它們的性質恰當的使用，如聚乙烯與脂肪烴長期接觸會溶脹或龜裂。我國聚乙烯成型品要符合衛生標準GB9687—1988，聚丙烯成型品要符合衛生標準GB9688—1988。

1.2存在安全隱患的塑料制品

很多塑料制品都存在不安全因素，下面主要介紹幾種常用塑料的安全問題。

(1)聚氯乙烯(Polyving Chloride， PVC)

聚氯乙烯由氯乙烯單體聚合而成，其分子式為

，由于有極性基團—Cl的存在，使分子產生極性，增強了分子間的作用力。強度、硬度、剛度均高于PE，但熱穩定性、耐寒性、 耐老化性較差，只可在-15~60 ℃間使用[2]。 純PVC本身是無毒的，它的安全性問題主要是殘留的氯乙烯單體、 添加劑(如增塑劑和熱穩定劑等)和降解產物溶出造成的食品污染。

殘留的單體氯乙烯在體內可與脫氧核糖核酸(DNA)結合產生毒性，進入體內的氯乙烯主要通過肝微粒體細胞色素P450酶(CYP2E1)進行代謝，中間代謝物氧化氯乙烯(CEO)是雙功能烷化劑，可直接與DNA共價結合，形成DNA加合物，引起DNA堿基配對錯誤，誘導基因突變[3]。氯乙烯毒性主要表現在神經系統、骨骼和肝臟，是一種致癌物質。長期在含氯乙烯環境中工作的人，可出現神經衰弱綜合癥及四肢末端麻木等周圍神經炎癥狀。嚴重者可出現肢端溶骨癥及手指麻木疼痛等雷諾氏綜合癥癥狀。由于氯乙烯的毒性，各國對聚氯乙烯制品中氯乙烯殘留都做了嚴格規定，如中國、日本、英國、美國、法國、荷蘭、德國、意大利、瑞士等國規定應小于1 mg·kg-1; 法國、意大利、瑞士規定聚氯乙烯制品中氯乙烯向食品遷入量應小于0.005 mg·kg-1 [1]。我國還規定聚氯乙烯成型品應符合衛生標準GB9681—1988。

增塑劑主要有鄰苯二甲酸酯類(PAEs)、 己二酸類、環氧類以及磷酸酯。其中PAEs增塑劑都有一定的毒性，而且它與塑料基質之間沒有形成化學共價鍵，因而在接觸到包裝食品中所含的水、油脂時便會溶出，這將嚴重影響到人的生殖系統、免疫系統和神經系統， 并威脅到人的生存。如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是有致癌作用的增塑劑，在使用時會釋放到空氣中，干擾人體正常的內分泌功能，改變機體泌尿生殖器發育而引起一系列不良后果[4]。

為了抑制聚氯乙烯的上述熱降解反應，通常加入硬脂酸鉛鹽、鎘鹽等作為熱穩定劑，其毒性較大。鉛主要損害人的神經系統、造血系統、腎臟和消化系統，有致畸、致突變性。鎘經血液轉運至全身，主要分布于肝和腎，它主要損害腎臟、骨骼和消化系統。現各國公認允許用于食品包裝用塑料的熱穩定劑有鈣、鋅、鋰脂肪酸鹽類[5]。

由于聚氯乙烯存在上述種種安全隱患，所以現在我國規定它不得用于制作食品的用具、容器、生產管道和運輸帶等直接接觸食品的包裝材料[1]。

(2)聚苯乙烯(Polystyrene， PS)

聚苯乙烯是以石油為原料制成乙苯，乙苯脫氫精餾后得到苯乙烯，再由苯乙烯聚合而成，分子式為。它無毒無味，但抗沖擊強度低，

易脆裂，不耐高溫。它的安全問題是常殘留有苯乙烯、乙苯、異丙苯、甲苯等揮發性物質，有一定毒性。關于苯乙烯單體的殘留量，美國FDA(食品藥物管理局)規定小于1 %，英國、荷蘭、中國等規定小于0.5 %[6]。我國還規定聚苯乙烯成型品應符合衛生標準GB9689—1988。

(3)聚碳酸酯(Polycarbonate， PC)

抗沖擊性和透明度，它的耐熱、耐寒性好，使用溫度范圍廣(-130~130 ℃)[2]。

PC可用于制作太空杯、飲用水周轉桶等。但是雙酚A被確認為類雌激素樣物質，長期接觸會對人造成生理功能上的改變。如它可對前列腺的發育產生微小影響，在嬰兒剛剛出生時看不出來。但當嬰兒長大后，就會逐漸出現病癥，如前列腺肥大和前列腺癌[4]。聚碳酸酯的成型品應符合衛生標準GB13118—91。

(4)酚醛樹脂(PF)和氨基樹脂(AF)

以酚類化合物與醛類化合物縮聚而成的樹脂稱為酚醛樹脂，其中主要是苯酚和甲醛的縮聚物，其結構式為:

由于是在催化劑催化下經縮聚反應生成，因此酚醛樹脂中可能存在甲醛和苯酚的殘留物，酚具有凝結組織中蛋白質的作用。氨基樹脂是一種具有氨基官能團的原料(如脲、三聚氰胺)與醛類(主要是甲醛)經縮聚反應而制得的聚合物，主要包括脲-甲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)。脲醛樹脂和三聚氰胺制造的食具在使用過程中均能游離出甲醛遷移到食品中。甲醛是細胞原生質毒物，對神經系統、免疫系統、肝臟等都有嚴重毒害，具有致畸、致癌作用。進入人體的甲醛能和蛋白質的氨基結合，使蛋白質變性，擾亂人體細胞代謝[1]。我國規定食品包裝用的三聚氰胺成型品應符合衛生標準GB9690—1988。

為了避免上述種種安全問題，我國對各類食品用塑料及其制品制定了相關的衛生標準，如表1所示。

塑料制品的安全問題除了未聚合的游離單體、降解物質和添加劑等向食品中遷移外，還有印染后有機溶劑向食品的遷移問題。因為塑料是一種高分子聚合材料，聚合物本身不能與染料結合。當油墨快速印制在復合膜、塑料袋上時，需要在油墨中添加甲苯、丁酮、醋酸乙酯、異丙醇等混合溶劑，這樣做有利于稀釋和干燥，卻使包裝袋中殘留大量的苯類物質。苯類溶劑的毒性較大，被美國FDA(食品藥物管理局)列入可致癌化學品，此類溶劑如果滲入皮膚或血管，會隨血液危及人的血球及造血機能，損害人體的神經系統，甚至導致白血病發生[7]。此外還有塑料材料阻隔性差異導致的食品污染問題，塑料包裝表面污染問題以及再生塑料制品的應用問題等。然而塑料制品對食品安全造成的威脅除了本身的安全問題之外，還可能是使用不當造成的。塑料制品往往在盛裝不同食物或處在不同的包裝環境下(如高溫、冷凍、油脂等)，也會產生安全隱患，這些均會危害到人體健康。

2新型安全的塑料

為了從根本上解決塑料制品帶來的食品安全問題，科學家做了各方面的努力，如改善已有塑料性能、開發新產品、運用抗菌技術、多層復合共擠技術和納米技術等。目前，國內外廣泛認可的新型安全的可用于食品包裝的塑料有生物降解塑料、高阻隔性薄膜等。

2.1生物可降解塑料

近年來世界各國都在研制開發安全且環境友好的塑料——生物可降解塑料。完全生物降解塑料可分為三類，一類是微生物降解塑料，這類塑料是微生物以有機物碳源為食物通過發酵合成或利用轉基因植物生產的，可被許多微生物完全降解[8]。聚羥基鏈烷酯(PHAs)是其中一類，聚-3-羥基丁酸酯(PHB)是PHAs的典型代表。這些塑料都具有很好的生物降解性、生物相容性且無毒。如PHB是一種新的塑料替代品，將其用于食品包裝，既能保持水分，阻止氧氣進入，又能降解，減少環境污染[9]。第二類是合成高分子型生物降解塑料，它是指利用化學方法合成制造的生物降解塑料。如聚乳酸(PLA)就是以糖蜜、淀粉等原料發酵制成乳酸，再通過共聚改性等化學手段合成的。其物化性質與聚苯乙烯相似，但它有良好的抗溶劑性、防潮、耐油脂且無毒，可用于加工成薄膜、包裝袋、一次性快餐盒、飲料瓶等。第三類是天然高分子生物降解塑料，它主要利用植物的淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼素、大豆蛋白果膠和木質素等制成。淀粉基生物降解塑料可用于制造食品包裝袋和一次性餐具等。

2.2高阻隔性薄膜

高阻隔性薄膜具有阻氧氣、阻水蒸氣、阻油、透明的特性，能夠對食品起到保質、保鮮、保風味以及延長商品貨架壽命等作用。目前常見的高阻隔薄膜材料有PVDC(聚偏二氯乙烯共聚物)、EVOH(聚乙烯—乙烯醇共聚物)、尼龍MXD6(甲胺類聚酰胺)、SiOx鍍膜等。PVDC具有高度阻氧和高度阻濕的性能，且具有良好的柔韌性、低溫熱封性、耐油、耐腐蝕性[10]。它與PS、PP等樹脂的多層共擠出物可用于奶制品、果醬等真空包裝。EVOH既具有乙烯聚合物良好的加工性能又具有聚乙烯醇的高氣體阻隔性，還有優異的透明性、光澤度、耐油性等性能[10]，可用于蛋黃醬、番茄醬等食品包裝。SiOx鍍膜材料透明且可用于微波爐中，如GT薄膜，它是以PET膜為基材，在其表面沉淀SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性保鮮膜。它的阻隔性不會因溫度和濕度的變化而改變，能阻止外界異味滲入，有較好的環境適應性，是新型的功能性果蔬包裝材料[11]。此外還有我國自主創新研發的改性聚乙烯醇(PVA)涂布薄膜，它的氣體阻隔性能優異、成本低廉、能較長時間保持食品原味，且可降解無污染，是理想的環保型高阻隔性材料。

2.3其它新型塑料

PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)是一種新型的塑料包裝材料。它的結構與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)相似，是用萘環代替了PET的苯環。它的熱收縮率低、長期耐熱性好、耐酸耐堿且氣體阻隔性好，對有機溶劑吸附性小，本身游離、析出性也低，有很好的衛生性能，美國FDA已允許它用于食品包裝[12]。它主要用于啤酒包裝和軟飲料包裝。此外，國內外還研制了抗菌塑料、吸氧(吸乙烯)等功能性塑料和納米復合包裝材料等。這些“安全、健康、環保”的新型塑料制成的塑料制品不僅緩解了資源與環境的問題，也給食品安全和人體健康帶來了福音，其應用前景十分可觀。

參考文獻:

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