孫逸洲
摘要:近年來,我國的綜合國力的發展迅速,塑料制品的數量急劇增加,預計到2060年全球的塑料廢物將達2.7億t。塑料廢物在自然界中經風化、光照等過程最終分解為塑料碎片,造成微塑料(Microplastics,MPs)污染。微塑料是指直徑為1μm~5mm、既不溶于水也不可生物降解的合成聚合物,其化學性質極其穩定,半衰期長達數百年之久,可對環境造成持久性污染。作為一種獨立的新型污染物,MPs不同于普通的固體塑料廢物,其體積微小,具有極強遷移性,可隨著水循環、大氣循環在全球范圍內傳播,也可以被自然界中的生物體攝入累積,最終通過食物鏈進入人類的日常食品中。MPs可以對生物體誘發細胞毒性和氧化應激反應,造成健康隱患。近年來,MPs在牛奶、食鹽、海鮮等食品中被檢出引起了各國對食品中MPs污染的關注。目前,中國對于食品中MPs污染的專門防治仍處于空白狀態。
關鍵詞:食品;微塑料污染現狀;防治對策
引言
已有大量研究報道,微塑料在食品(海產品、食鹽、飲用水等)中被檢出,且可通過食物鏈到達人體多個器官,繼而引發累積毒性和聯合毒性。食品中微塑料污染可能來源于原材料及包裝材料污染。現代加工食品普遍使用塑料包裝,Hernandez等發現當飲用塑料材質的袋泡茶時,潛在攝入的微塑料水平遠遠高于其他食品。Koelmans等推測在飲用水的取樣、凈化、運輸過程中所使用的塑料設備的磨損可能是水樣中檢測到微塑料顆粒的原因,這些研究均提示了包裝材料對食品微塑料暴露風險的影響。準確檢測微塑料是開展其環境行為研究的關鍵,而樣品消解又是檢測的首要環節。方便面是全球普及、流行的一種食品,但是關于該類加工食品中的微塑料的研究卻少有報道。本文選用當前對環境樣品預處理中常見消解方法分別對方便面面的內容物進行消解,通過消化率、膜堵塞率、回收率及對塑料的影響等方面開展消解效果評價,以期找到適宜消解方便面內各種物質的消解方式,為食品微塑料分析標準化方法的建立提供參考。
1食品中微塑料對人體的危害
目前,人類接觸MPs的渠道包括3種:呼吸攝入、皮膚接觸、口腔攝入。據估計,每人每年通過食品攝入的MPs可達3.9~5.2萬個。受到尺寸、形態、表面性質等因素的影響,MPs被攝入生物體后的吸收和轉運情況略有不同。尺寸>150μm的MPs易在腸道中積累,但無法透過腸道滲入其他器官,可隨排泄物排出體外;尺寸<150μm的MPs可穿過哺乳動物的腸道屏障進入淋巴系統;尺寸更小的MPs(≤20μm)可深入細胞組織,造成細胞層面上的毒性效應。此外,MPs固有的物理性質還可以誘導腸梗阻造成組織擦傷,導致腸道免疫系統紊亂產生局部炎癥。為提升性能,塑料制品在生產過程中被摻入各種有毒添加劑。同時,MPs的疏水性和高表面積使其能夠吸附積累持久性污染物,形成毒性集合體,造成“特洛伊木馬”效應。不論是添加在塑料中的化學物質還是吸附在MPs表面的持久性污染物,都會隨著MPs進入人體發生釋放,造成二次傷害。根據添加劑和污染物的種類不同,將其健康威脅列于表2。總體而言,MPs對人體健康造成危害的途徑可分為兩類:①MPs本身對人體造成的危害;②通過附著多種毒害物質,產生復合毒性效應危害人體健康。但MPs具有惰性,對人體的急性損傷只有在攝入超高劑量時(超載情況)才會發生,所以上述“危害”主要是指持續攝入MPs所造成的“長期危害”。目前,難以確定精確的量化標準或明確的劑量—反應關系來表明MPs對人體的危害,仍需深入探究和相關的風險評估工作。
2加工助劑
加工助劑常用于塑料成型的改善,是一種常見的食品工業添加劑,當食品用塑料產品中加入此類添加劑以后,就會逐漸向食品中溶入,對人體健康產生較大的威脅和危害。調查發現,幾乎所有的加工助劑中均含有鄰苯二甲酸酯類物質,其屬于增塑劑、軟化劑,多見于游離態,與塑料基體之間無共價鍵;如果加入PAEs以后的PVC塑料直接用于食品包裝,尤其是油脂、水等液體,就會出現溶出問題;該類物質的分子結構與性激素相似,化學功能上來看類似于雌激素以及抗雄性激素,人們長期食用此類物質包裝的食品,可能會導致生殖系統疾病,甚至會引發基因突變,使人罹患癌癥。
穩定劑多見于PVC、共聚物等,其中PVC塑料的熱穩定性相對較差,如果在低溫條件下與HCL直接接觸,就會急劇降解、老化或者褪色[6]。實踐中為了有效提高其熱穩定性,企業會添加一些金屬熱穩定劑,比如鉛、鋇等硬脂酸鹽,這些物質對人體產生的危害非常大。此外,著色劑也是現代塑料工業中常用的一種顏色改造劑,其可以使塑料制品具有較好的視覺效果。然而,這些著色劑都是經過化工手段合成的,其中含有大量的重金屬,長期用于食品包裝就會溶入到食品之中,對人體造成嚴重的危害,甚至致癌。
在復合膜生產中,膠粘劑是不可或缺的材料,目前國內復合包裝材料中應用最多的就是雙組分聚氨酯膠粘劑,其主要由芳香類異氰酸酯單體構成,一旦水解就會產生二氨基甲苯,這是一種致癌物質,一旦遷移到被包裝的食品中,就會危及人體健康。對于熒光增白劑(FWA)而言,也是食品塑料包裝產品制造過程中常見的一種材料,其作用在于提高塑料制品的光澤度、白度,對于視覺效果的改善具有顯著的作用。然而,FWA進入人體以后,就會與人體蛋白相結合,難以通過正常的新陳代謝將其排出體外,大量積累就會影響人體免疫系統,不利于傷口的愈合,嚴重時可能會誘發細胞癌變。
3食品包裝材料的現狀分析
目前用于食品包裝的材料最主要的是紙材質和塑料材質,除此之外還有金屬材料、玻璃材料、有害材質等等。食品包裝中除了塑料包裝,占據了另外半壁江山的是紙包裝。紙材質比塑料材質要環保許多,隨著環保概念的普及,紙材質的包裝越來越多,將逐步超過塑料材質的包裝,有望成為全球用量最多的包裝材料。
3.1紙材質包裝
紙的原料來源非常廣泛,是由含植物纖維的原材料經過制漿、調制、抄造、加工等工藝流程制成。目前紙材質在食品包裝中應用的較多,這主要是因為紙材質的成本比較低,可以減少商家的制造成本。紙材質還具有很多其他材質不具備的優點:一是可回收再利用,符合節能環保的思想。二是紙材質的價格相比較其他材質來說便宜很多,而且在運輸過程中十分便捷,可以減少不必要的成本。三是紙材質相比較其他材質更輕薄,容易成型,可以制成很多不同形狀,用來適用不同產品。最后由于紙有很多纖維,這些纖維的結構又十分特殊,可以用來包裝需要透氣不適合密封的產品。以上就是紙材質包裝比較常見的一些優點。其中最安全的就是最原始的紙,無毒無害。最早在唐代的時候已經開始用厚紙板去制作簡單的包裝,比較常見的是拿紙包裝藥材。這也說明了紙是最安全的。近年來由于包裝材料引起的白色污染等環境問題越來越多,很多食物包裝開始舍棄塑料包裝轉用紙材質包裝。
3.2塑料材質包裝
塑料是以高分子樹脂為主要材料,綜合各種添加劑而制成的一種材料。塑料包裝也具有很多優點,一是透明度好,可以直接看到內裝食品,以方便消費者選擇。二是塑料材質的加工成本非常低。這是一個很重要的原因,很多商家就是因為便宜才一直使用塑料材質來包裝食品。三是可以和其他新加工技術迅速結合,比如能夠與表面處理和涂布結合,在塑料的表面做設計,用來宣傳產品信息以及吸引消費者。塑料與其他材質相比還具有幾個特性,比如大部分塑料都是良好絕緣體,耐高溫,質量輕且非常堅固。由于塑料的這些特性,它的出現改變和調整了整個包裝材料的結構和布局,塑料材質可以說是除紙材質以外發展最快的材質了。
3.3金屬材質包裝
食品包裝里的金屬材質原料主要為鐵和鋁。金屬與紙、塑料、玻璃等材質相比,具有更好的抗沖擊能力和穩定性,抗沖擊能力能使包裝不易破碎,穩定性則能夠在長時間里保證產品相對安全。金屬包裝還具有許多顯著的性能和特點:一是具有優良的阻隔性能,不僅可以阻隔氣體還可以阻隔光,尤其可以阻隔紫外線,還具有保香功能。二是方便性好,金屬材質包裝的食品不易破損,攜帶方便。三是能夠很好的裝飾表面,可以通過設計、印刷等制成美觀的商品形象,用來吸引消費者,促進銷售。近年來新型包裝材質不斷出現,不同材質之間的競爭也十分激烈,有些金屬材質的包裝已經被塑料或復合材料替代。但由于金屬材質這些優良綜合性能,它仍然能在包裝材質中占據主要地位。
3.4玻璃材質包裝
玻璃的原料分為主要原料和輔助原料,主要原料指石英砂、白云石等,輔助原料是三氧化銻、螢石等,兩者缺一不可。玻璃材質的優點是,一相比紙材質來說,更加透明,方便消費者從外面直接看到產品。
結語
綜上所述,食品用塑料包裝質量安全風險管控至關重要,實踐中應當不斷增大食品安全質量檢查力度,加強塑料包裝產品制造企業監督,從生產、流通以及存儲和消費等全過程入手,各方形成合力,為我國食品行業發展保駕護航。
參考文獻
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[2]呂世偉,周德慶,劉楠,等.響應面法優化斑馬魚中微塑料分離、提取的工藝[J].漁業科學進展,2021,42(2)∶87-95.