食品塑料包裝材料中有害物質的研究現狀

史 娜，任清剛，陳柏樺

(1.廣東石油化工學院 化學學院，廣東 茂名 525000；2.廣東石油化工學院 材料科學與工程學院，廣東 茂名 525000；3.五邑大學 應用物理與材料學院，廣東 江門 529030)

食物在現代逐漸豐富化和多元化，不僅實現南北食物的相互交通，還可以跨季節儲存和提供。究其原因，有很大一部分功勞是食品包裝袋貢獻的(當然運輸和保鮮技術也是不可缺少)，食品包裝袋在原料采購、生產加工、運輸儲備等過程對食物起到保護防止損壞、保持水分、防止食物在運輸過程中污染的作用[1]。然而即使是在食品包裝袋包裝完好的情況下，食品污染問題卻依然存在，經研究發現，一部分原因是食品加工過程造成了污染；另一部分原因是食品包裝袋材料污染問題，如PVC保鮮膜致癌事件、白酒塑化劑超標事件、產品包裝袋的印刷油墨滲透污染事件、廢舊光盤制作嬰兒奶瓶事件等；這說明在食品包裝袋使用越來越普遍的今天，食品包裝袋質量保障已經是一個不可忽視的問題[2]。

食品包裝袋種類繁多，常見的有塑料制品、紙制制品、玻璃制品、陶瓷制品、金屬制品等[3]。塑料包裝袋的主要材質為PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等，其他成分還有增塑劑(苯二甲酸酯類、多元醇酯類、氯化烴類等)、穩定劑、抗氧化劑、粘接劑等助劑。這些合成的高分子與食品接觸本是無毒或低毒的，但這些塑料包裝材料中的添加劑、游離單體的殘留以及重金屬等都存在不同程度的向內部食品滲出遷移的現象，且添加劑及其降解物從某種程度上均有一定的毒性，這些都會成為消費者使用包裝材料的安全隱患[4]。本文主要從食品包裝材料的主要有害物質、及其處理和檢測方法等幾方面進行了綜述分析。

1 食品包裝材料中主要有害物質及研究現狀

表1 不同材質的食品包裝材料中有害物質的舉例

食品包裝是現代企業加工食品的最后一道工序，它是采用適當的包裝材料、容器和包裝技術把食品包裹起來，以保證食品的質量與安全[5]。塑料因其輕便、阻隔性好、透明性好等優良性能成為使用最多發展最快的食品包裝材料，大約有60%的食品包裝都選用塑料作為包裝材料，為了改變塑料的性能，使之具有更好的包裝適性和降解性能，企業常在包裝塑料的制備過程中加入添加劑[6]。薛山等人研究了食品包裝材料的分類，并詳細的羅列其中的有害物質，見表1[7]。雖然各種添加劑可以增強塑料包裝材料的性能，但是從某種意義上講均具有一定的毒性，存在著極大的安全隱患。

食品包裝材料中的各種添加劑(抗氧化劑、增塑劑、穩定劑等)以及殘留溶劑等會一定程度的向食品遷移，對食品安全構成威脅。杜黎明等[8]采用頂空氣相色譜-火焰電離檢測器法建立了一種檢測塑料食品包裝袋中的有機溶劑(甲苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇等)殘留含量的快速有效的分析方法。張智力等[9]總結出復合膜袋中溶劑殘留主要是乙酸乙酯和甲苯，并且在殘留溶劑在卷軸存放、層疊式存放等過程中會受到高的溫度的影響，其遷移速率也會加快；比如在20℃時，6～12個月達到遷移平衡，40℃時，10天就能達到同樣效果。

塑料包裝材料中多數為復合膜包裝材料，它是以塑料等膜材為基材，在粘合劑的作用下復合而成的一種多層結構包裝用膜。根據包裝內容物的特點，我國制定了復合膜包裝材料其產品標準以及溶劑殘留量限量要求，見表2[9]。

表2 我國復合膜袋標準及溶殘限量要求

2 食品包裝袋的提取有害物質的處理方法

2.1 超聲波處理

超聲波提取以縱波的形式在我們所萃取的樣本中固體、液體利用機械效應、空化效應和熱效應增大分子的運動速度，增大介質的穿透力來提取所需有效成分。超聲波處理具有如下特點：(1)萃取處理溫度無需太高；(2)萃取無需高壓，操作、儀器都可行方便；(3)效率高；(4)能耗低。現超聲波的萃取處理已經有運用在食品包裝袋的萃取有害物質的研究方向。

2.2 微波處理

微波的頻率是300 M～300 GHz，波長是100 cm～1 mm的電磁波，極性分子在微波電場不斷改變正負方向，相互碰撞產生高熱，同時在極性分子中的離子定向流動形成離子電流，電子流與周圍的分子和離子發生摩擦和碰撞，使微波能轉化成熱能，這種高效率和高能量應用在萃取中，能使萃取速度提高數倍，同時還降低了萃取溫度，提高了萃取質量[2]。由于其在內部產生高溫高壓，所以一些易燃易爆的有機溶劑及金屬類物品也收到限制，但其快速、耗時少、減少溶劑的揮發、避免成分分解。

2.3 索氏抽提處理

索氏抽提提取法是將固體樣本放入索氏提取器在單位時間內利用虹吸原理使溶劑反復萃取，也被稱為長期浸出法。索氏萃取作為傳統萃取方法，優點和缺點都很明顯。索氏萃取[2]耗時久，溶劑消耗量大，回收濃縮會造成目標物損耗；但也因操作簡單、儀器設備價格較低等原因被廣泛運用在環境、食品、藥物等領域。

2.4 頂空法處理

頂空提取處理法是利用液平衡形成的有效分離能力[2]，可以看作“氣體萃取”，在運用上和經典的萃取有相似之處；在頂空分析分類中有：(1)靜態頂空處理法；(2)動態頂空處理法；(3)頂空-固相微萃取；其相對應溶劑萃取法的單次萃取和連續萃取的處理方法[10]。由于頂空法在分析時只取基質上方的氣體，減少樣品基質對檢測的影響；在處理和分析中減少了溶劑的使用量，達到綠色化學的目的。目前頂空的定性測量已經可以滿足氣相色譜的分析，所以頂空法成為GC的一種普遍聯用技術。

3 食品包裝袋的有害物質的檢測方法

食品包裝袋中有害物質和溶劑等構成的是混合組分，而且要分析有害物質組分的含量，常用的有GC、GC-MS、LC、LC-MS等分析檢測技術。

3.1 以氣相色譜為主的分析儀器

氣相色譜法是目前色譜法運用的最廣方法，其分析特點是運用在低分子量、易揮發的有機化合物，也有一些FPD檢測器可以檢測農藥種的P、S化合物；運用起來具有靈敏度高、分析速度快操作簡便可以定量分析組分。氣相色譜儀固定相分類可以分為氣固色譜和氣液色譜，因為氣液的分離能力更加優越，所以已經廣泛運用在各個檢測領域。

3.2 以液相色譜為主的分析儀器

液相色譜法發展于上個世紀70年代，但到了90年代出現的HPLC不僅推廣到GC所應用的領域，還能適應更復雜條件的分析。液相色譜法能夠分析更高沸點，難揮發的物質，從而減少了對組分分析的一些限制。液相只要求組分能溶于溶劑常溫分離，不僅免去氣化，還減少高溫對物質的分解。而且液相色譜一樣具有高靈敏度、檢測效率高、分析速度快等特點。

4 結束語

目前，食品包裝材料的安全性已經引起國內外許多研究學者的重視，長期使用劣質食品包裝袋，由于與食品直接接觸，其中的有害物質會緩慢的遷移到食品中，對人類的身體健康造成極大的危害，某些個別有害物質甚至會致癌，為此，食品包裝材料中主要有害物質的提取處理方法和分析檢測手段顯得尤為重要，仍需要開發高效率、高靈敏度、分析速率快的處理方法和檢測方法，為食品包裝材料的安全性提供保障。