塑料食品包裝材料的應用現狀和安全性問題

宋賢玲　高飛

摘 要：食品包裝行業發展迅速，塑料優異的性能使其在包裝行業得到廣泛的應用，與此同時塑料包裝材料的安全性問題受到越來越多的關注。本文對塑料食品包裝材料中殘留單體、加工助劑和油墨等物質的遷移對食品的安全影響進行了討論，指出食品包裝行業存在的問題。

關鍵詞：食品安全；塑料包裝材料；單體；助劑；油墨

食品在儲存過程中易受外界環境的影響而變質，為了保證食品的品質，除了保證生產加工過程衛生安全外，選用合適的包裝材料來降低環境對食品的影響也至關重要。隨著生活水平的提高，休閑食品及冷凍食品的需求量快速增加，食品包裝產業發展更加迅速。目前使用的食品包裝材料包括金屬、塑料、玻璃、陶瓷、紙等。2015年中國包裝工業的總產值可望突破6000億元，每年平均增速約維持在16%的水平，其中方便攜帶的塑料包裝材料是食品包裝材料中最主要的一類。

相對于其他包裝材料，塑料食品包裝材料發展迅速，并具有以下特點：

（1）種類多，適用于多種食品。常見的聚合物如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對笨二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚乙烯醇（PVA）等，均在包裝領域有廣泛的應用。

（2）功能多樣化，如：阻隔，耐熱，保鮮，導電等。

（3）具有一定的強度和韌性，物理化學性能優良；耐酸堿，耐腐蝕。

（4）質輕，方便儲運；攜帶方便。

（5）易加工成型：塑料熔點低加工工藝多樣化。

近年來，食品安全問題成為世界各國密切關注的話題。食品安全包括兩個方面：食品本身的安全和食品包裝安全。食品包裝材料與食品接觸，其安全性與食品安全密切相關，更與人類健康有著極大的關聯。為了改善塑料的加工使用性能，在加工中需要加入一些助劑（增塑劑，穩定劑，抗氧劑，潤滑劑等）。塑料中殘留的單體、助劑、印刷油墨和包裝粘合劑等物質均是包裝材料中污染物來源。包裝材料與食品接觸時，殘留物質向食品發生遷移造成食品污染，對食品安全和人類健康產生危害，同時對環境造成影響，FDA將可遷移至食品的包裝材料定義為間接食品添加劑。

塑料食品包裝材料中存在的污染物

1 單體和低聚物

塑料的主要成分是高聚物，純凈高聚物分子量大，不易遷移，不會對人類健康產生危害。聚合物中殘留的單體分子量小，有較高的毒性，容易向食品遷移。氯乙烯，苯乙烯，雙酚A，丙烯腈，異氰酸酯等均為有毒物質。

氯乙烯毒性較大，可引起氯乙烯病，慢性中毒可造成死亡，同時該品為致癌物，長期接觸可致肝癌，人體的安全限量值為1mg/kg2。因此我國禁止將聚氯乙烯用作食品和化妝品包裝材料。

苯乙烯與苯一樣具有毒性，其毒性弱于苯，對眼和上呼吸道有刺激和麻醉作用，我國規定食品包裝用聚苯乙烯樹脂中苯乙烯的含量不能超過0.5%。

雙酚A在工業上被用來合成聚碳酸酯和環氧樹脂等材料，可以增加包裝材料的透明度和耐用性，其廣泛存在于飲用水瓶，嬰兒奶瓶和罐頭瓶中。研究可知，雙酚A是一種公認的動物內分泌干擾物，具有雌激素活性，對神經發育及子宮、乳腺等器官的影響仍需進一步的研究。許多國家將雙酚A列為有毒化合物，歐盟從2011年3月起禁止生產含有雙酚A的嬰兒奶瓶，我國衛生部也于2011年5月下令禁止將雙酚A用于嬰兒奶瓶。

2 加工助劑

為了改善塑料的加工性和物理化學性質，通常在加工過程中需要添加大量的加工助劑，加工助劑溶出或向食品遷移，會造成食品的污染。

2.1 增塑劑

增塑劑是加工助劑中最重要的一類，除塑料外，膠合劑、油墨中也存在增塑劑。增塑劑可以削弱聚合物分子間的范德華力，顯著降低聚合物的硬度、模量和脆性，增加柔韌性和斷裂伸長率，顯著改善塑料的加工性能。增塑劑的種類很多，主要有苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、磷酸酯類等。鄰苯二甲酸酯類增塑劑的應用最為廣泛，約占全部增塑劑消費量的70%，其衛生安全也備受關注。鄰苯二甲酸酯與聚合物間沒有化學鍵的相互作用，經過長時間的使用，該物質會從塑料中遷移至外部環境，對人體和環境產生危害。鄰苯二甲酸酯分子結構與雌激素有相似性，進入人體后產生與激素相同的作用，影響人體的內分泌，對人類生殖能力和腎臟產生極大危害。研究中發現，產婦和胎兒的體液中含有鄰苯二甲酸酯代謝物，因此這類物質會影響人類的生殖發育。人體內高濃度的鄰苯二甲酸酯殘留可導致女童乳房發育成熟和男嬰生殖系統出現畸形。《食品容器、包裝材料用添加劑使用衛生標準》GB9685-2008中規定鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）的遷移限量分別為0.3、1.5、9.0mg/kg6。食鹽的主要成分NaCl對有機物的吸附能力較低但仍然存在，程慧峰研究了食鹽軟塑包裝材料中四種典型增塑劑的遷移規律發現，隨著時間的延長、溫度的升高、油脂物質的粘附增多，增塑劑遷移量越多。隨著人們對增塑劑問題的重視，一些低毒無毒增塑劑如檸檬酸酯、均苯四酸四辛酯、二甘醇二苯甲酸酯等受到越來越多的關注，低毒性增塑劑有廣闊的應用前景。賈芳等人研究了檸檬酸酯的遷移規律，有助于食品包裝材料生產工藝的確立和優化。

2.2 穩定劑

廣義來講能增加塑料穩定性的化合物都叫做穩定劑，穩定劑是除增塑劑外塑料制品中用到最多的添加劑，穩定劑可分為光穩定劑和熱穩定劑。高分子材料在使用過程中受環境中光熱水氣等因素的影響，產生老化而逐漸失去物理機械性能，穩定劑的使用可以延長塑料的使用壽命。熱穩定劑有金屬熱穩定劑和非金屬熱穩定劑兩種，前者主要為Pb、Ca等的硬脂酸鹽及衍生物，后者以單或雙羰基烷烴類化合物為主。熱穩定劑與PVC樹脂的誕生和發展同步，鉛類熱穩定劑性能優良但毒性較大，近些年來稀土類、有機銻類、鈣鋅復合類和水滑石類熱穩定劑研究發展迅速，無毒熱穩定劑完全取代鉛鹽穩定劑為時不遠。光穩定劑能減緩光照下光化學反應對塑料的危害，延長塑料制品使用壽命。目前的光穩定劑按作用機理可分為光屏蔽劑、紫外線吸收劑、自由基捕獲劑、激發態猝滅劑等。食品包裝材料中使用的光穩定劑毒性較低，但其向食品遷移過多也會造成食品污染，危害人類健康。我國規定了9種常用的光穩定劑的特定遷移量和最大使用量，規范光穩定劑的使用。

2.3 抗氧劑

在氧氣存在條件下，塑料及其制品在加工和儲存的過程中會產生熱氧化反應，塑料的物理機械性能降低，失去原有功能和使用價值。抗氧劑是一種能延緩聚合物材料氧化和降解的化學添加劑，相對于塑料基體，抗氧劑更易氧化。理想抗氧劑應具有高的抗氧化能力且與樹脂相容性好，在加工溫度下不揮發、不分解。食品包裝材料的抗氧化劑還要有良好的耐抽出性和低毒無毒性，減少抗氧化劑向食品的遷移對食品造成的污染。常用的塑料抗氧劑按分子結構和作用機理可分為受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類及復合類。抗氧劑按照作用原理可分為主抗氧化劑和輔抗氧化劑。不同主、輔抗氧劑，作用功能和應用效果存在差異，因此通常采用兩種或兩種以上的抗氧化劑進行復配來達到使用效果。塑料的老化是空氣和光共同作用的結果，因此塑料防老化需要抗氧化劑和光穩定劑的共同作用，抗氧化劑復合、抗氧化劑和光穩定劑復合的協同作用可有效防止塑料包裝老化，延長塑料使用壽命。抗氧劑中雜質或抗氧化劑的分解產物的遷移溶出會導致危害，對食品安全造成威脅。

3 油墨殘留

油墨的主要成分為色料、連接料、填充料和輔助料等，食品包裝的印刷油墨主要有樹脂型印刷油墨和溶劑型印刷油墨。溶劑型印刷油墨一般都含有乙醇、乙酸丁酯、苯類等溶劑，按照要求這些溶劑在生產過程中會揮發掉，但實際使用過程中仍有部分溶劑殘留，對食品安全產生威脅。苯類溶劑的毒性較大，被美國FDA列入可致癌化學品，長期接觸含苯類物質會使紅細胞、白細胞數量減少，影響生殖系統和免疫系統，還會有遺傳影響。歐盟已明令禁止在食品生產、包裝過程中引入苯類物質，我國也對苯類物質使用作出相關規定。

近年來，綠色環保的油墨備受人們青睞，水性油墨、UV油墨、豆油基油墨等均屬于環保型油墨。水性油墨的主要成分為水，顏料、助劑及高分子樹脂。水性油墨的最大特點是減少了大氣中排放的有機揮發物，大氣污染較小，油墨中的有毒物質對包裝食品的污染和人體的危害降低，符合食品包裝綠色環保健康的要求。大豆油墨是采用綠色天然的大豆油替換油墨中礦物油，可以有效降低有機揮發物含量，改善塑料印刷環境，提高使用安全。

在一定溫濕度下，樹脂型和溶劑型印刷油墨中的顏料小分子會脫離晶格，隨有機分子一起遷移造成顏色變化，顏色分子中存在的重金屬如鉛鎘、汞、鉻等也會隨其遷移到食物中造成食品污染。長期接觸重金屬汞對大腦神經破壞極大，產生精神障礙；鉻會造成四肢麻木精神異常，有明顯致癌作用；鎘可導致高血壓，引起心腦血管疾病。研究發現，溫度越高，濕度越大，油墨的遷移越嚴重，遷移量越大，對食品污染越嚴重。

4 粘合劑

軟包裝復合膜是由多層不同材質的薄膜復合而成，其性能優異，被廣泛用于食品包裝行業。軟包裝復合膜粘合劑主要有溶劑型粘合劑、水性粘合劑和無溶劑粘合劑，復合薄膜的生產工藝有基礎復合法和干式復合法兩種。溶劑型粘合劑在生產中排放大量的有機溶劑，對環境造成污染；使用中，殘留溶劑向食品進行遷移，導致食品污染變質。聚氨酯粘合劑是常用的溶劑型粘合劑，粘合劑中含有的有機溶劑和重金屬遷移會污染食品，對人體健康造成威脅。水性粘合劑和無溶劑粘合劑對環境和人體的傷害較小，更符合環保健康和安全的要求，在今后的發展中將逐步替代溶劑型粘合劑。

我國近些年來屢次出現食品安全問題，引起了各方廣泛關注，盡管我們已經逐步完善各項監管制度，與歐盟和其他發達國家仍存在相當大的差距，食品安全問題的研究也相對落后。食品包裝材料中有毒有害物質的遷移是食品污染的重要來源，為了保障食品安全，我們還要付出巨大的努力保障食品安全不僅需要增大國家監管力度，完善相關法律法規，更需要企業自身強化安全生產，從生產運輸銷售各個方面重視安全問題，讓老百姓買的放心，吃得安心。

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（作者單位：國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心）