不銹鋼保溫飯盒重金屬遷移量的研究分析

楊巖 吳曉朦

引言

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們對食物的健康更加關(guān)注。盡管近年來食品工業(yè)與餐飲外賣獲得了高速發(fā)展，為人們的生活提供了極大的便利，但仍然難以滿足人們對健康、新鮮食物的需求[1,2]。很多人在日常的學(xué)習(xí)、工作、外出旅游等過程中會選擇攜帶自制的食物，飯盒是他們必不可少的工具。飯盒在使用過程中，與食物接觸，有可能發(fā)生重金屬向食物的遷移。重金屬通過食物鏈在人體中緩慢積累，會對人體健康造成直接或潛在的危害［3,4］。

1 飯盒的發(fā)展現(xiàn)狀

70 年代鋁制飯盒被廣泛使用，是當(dāng)時一種標(biāo)志性的生活用品。鋁制飯盒單層，加熱快，沒有保溫功能。鋁合金制品不適合應(yīng)用在高溫度的食品行業(yè)中，如果長期在高溫環(huán)境中使用，各類元素遷移至食品的風(fēng)險將陡然增加［5］。鋁是人體非必需微量元素，其過量攝入會對人體心臟、肝、皮膚以及神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生巨大危害，長期過量鋁暴露與阿爾茨海默病有一定相關(guān)性［6］。

老式鋁制飯盒漸漸的被不銹鋼材質(zhì)飯盒所替代。第一代不銹鋼飯盒，比單層鋁制飯盒提高了消費者的使用體驗，結(jié)構(gòu)上增加了一層，飯菜可以分開盛裝。加了可折疊把手，盛裝后不會燙手。材質(zhì)使用SUS304 不銹鋼，衛(wèi)生安全性提高了。第二代提鍋式不銹鋼飯盒，采用304 不銹鋼材質(zhì)，高筒狀的形狀設(shè)計比第一代不銹鋼雙層飯盒更方便攜帶，有密封圈，有一定的保溫功能，配置了更多內(nèi)盒，使得攜帶的食物多樣化。第三代提鍋式不銹鋼飯盒。采用SUS304 不銹鋼材質(zhì)，相比第二代提鍋式不銹鋼飯盒，內(nèi)盒有獨立的PP 外殼和蓋子，保溫效果得到了提升，結(jié)構(gòu)上設(shè)計了勺和筷子的存儲位置，更加美觀、便利，深受大家的喜愛。SUS304 不銹鋼制品理化指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)也隨著社會的發(fā)展而不斷優(yōu)化。標(biāo)準(zhǔn)GB 9684—1988《不銹鋼食具容器衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、GB 9684—2011《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 不銹鋼制品》、GB 4806.9-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用金屬材料及制品》中，不銹鋼制品理化指標(biāo)只對鉛、鉻、鎘、砷、鎳五中元素有要求，而即將實施的標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2023《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用金屬材料及制品》中理化指標(biāo)已經(jīng)增加了重金屬元素種類，并從基材成分及加工工藝角度，將重金屬元素分為雜質(zhì)元素（包括砷、鎘、鉛、銻）和合金元素（包括鋁、鉻、鈷、銅、錳、鉬、鎳、錫、鋅）共計13 種。標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2023 參考了國際標(biāo)準(zhǔn)，綜合了我國的國情以及金屬行業(yè)現(xiàn)狀，更改了重金屬元素的限值。食品接觸用不銹鋼制品的重金屬的污染問題，一直備受關(guān)注，是食品質(zhì)量安全的隱患。摸索不銹鋼制品在進行三次遷移試驗時重金屬元素遷移量的變化情況十分必要，為保障遷移試驗條件更接近實際使用情況，提供更有力的科學(xué)依據(jù)。

圖1 飯盒

2 重金屬元素遷移量變化

2.1 儀器設(shè)備及參數(shù)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-Prodigy XP，美國利曼-徠伯斯公司)ICP-OES 具有檢出限較低、靈敏度高、檢測區(qū)間良好，適合多元素同時分析等特點[7]在金屬礦石、水體樣品、食物樣品等的分析測定上應(yīng)用廣泛[7]。儀器參數(shù)設(shè)置見表1。

表1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀設(shè)置參數(shù)

2.2 試驗步驟

樣品選用第三代提鍋式不銹鋼飯盒。取相同提鍋式不銹鋼飯盒9 個，將樣品分為三組，每組三個，進行編號。將每組中三個樣品分別加入100℃ 4%乙酸溶液、5（g·L-1）檸檬酸溶液、人造自來水的浸泡液，模擬正常使用，扣合飯盒，浸泡4h、24h 后分別取樣，作為第一次遷移試驗溶液，清洗樣品依次留取第二次、第三次遷移試驗溶液。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置

混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液見表2。

表2 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液

3 試驗結(jié)果

圖2 Cr 元素遷移量變化圖

圖3 Pb 元素遷移量變化圖

圖4 Ni 元素遷移量變化圖

圖5 Sb 元素遷移量變化圖

通過以上遷移量變化圖可以看出：

3.1 從提鍋式不銹鋼飯盒中遷移出的鉻、鉛、砷、鎘、鎳、錳元素的量符合最新版國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2023的指標(biāo)要求，其中錳、砷、鎘元素未檢出或微量檢出，銻元素的量超出了標(biāo)準(zhǔn)要求。長期使用銻元素超標(biāo)的容器，銻元素在人體內(nèi)蓄積，銻元素會在人體細(xì)胞中產(chǎn)生不可逆的結(jié)合，進而引發(fā)對人體各器官的損害。

3.2 在三次遷移試驗酸性浸泡液中，元素鉻、鉛、鎳更易遷移到溶液中，元素銻在檸檬酸中最易遷移出來。三次遷移試驗酸性浸泡液中，元素鉻、鉛、銻隨遷移次數(shù)的增加，遷移量有減少趨勢。而元素鎳隨著遷移次數(shù)的增加，有先減少后增加的趨勢。

即將實施的標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2023，不僅在重金屬遷移理化指標(biāo)方面有所改動，還增加了金屬材料成分的要求及金屬表面處理的要求。標(biāo)準(zhǔn)從原料出發(fā)，再到工藝流程，最后是對成品，包含了全過程的管控要求。使得食品接觸用不銹鋼制品質(zhì)量的相關(guān)監(jiān)管部門，有據(jù)可依，更好的發(fā)揮管控職能。對食品接觸用金屬制品的嚴(yán)格要求，就是對食品質(zhì)量安全更大的保障。對于食品接觸用金屬制品生產(chǎn)企業(yè)來說，執(zhí)行新版標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2023 也是一個新的挑戰(zhàn)。新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布推進了食品接觸用金屬制品極其原材料生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。

4 消費者使用體驗

在保障食品安全的情況下，使用體驗是現(xiàn)代消費者選擇產(chǎn)品的重要因素之一。目前提鍋式不銹鋼飯盒主要分為兩類，一類執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB 29601-2013《不銹鋼器皿》如圖6，另一類執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29606-2013《不銹鋼真空杯》如圖7。后者根據(jù)容量及口徑有對保溫效能的要求，保溫效果更好，并且后者標(biāo)準(zhǔn)中有對密封用蓋（塞）及熱水異味、橡膠制品耐熱水性、手柄及提環(huán)安裝強度、背帶、吊帶強度等指標(biāo)的要求。

圖6 提鍋式不銹鋼飯盒

圖7 提鍋式不銹鋼飯盒

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)影響著產(chǎn)品的使用體驗。怎樣從改變提鍋式不銹鋼飯盒的結(jié)構(gòu)，來提升消費者的使用體驗，從以下六點簡析：

1.飯盒的外部提拉方式主要有吊帶、背帶、提手三種，容量大的采用背帶方式更容易攜帶，小容量用吊帶或提手更便捷。

2.有獨立的內(nèi)蓋式內(nèi)盒的設(shè)計更優(yōu)，不僅保溫效果更好，而且盛裝的食物也不容易灑出來。

3.內(nèi)盒的內(nèi)蓋上或內(nèi)盒邊緣應(yīng)設(shè)有小提手，方便內(nèi)盒的取出，不燙手。

4.一般飯盒的內(nèi)部防溢蓋上會設(shè)置凹槽，用于放置小勺，或者飯盒上部或側(cè)面單獨附加獨立空間放置小勺及筷子，使消費者開啟即可使用。

5.飯盒的開啟分為旋合、鎖鍵開合及旋合搭配插鍵鎖合三種，它們各有利弊。鎖鍵開合式飯盒容易開啟，但折頁位置極容易斷裂，特別在北方，冬季氣溫較低，蓋子材料易變脆，稍有磕碰，飯盒蓋子就不能再使用了，極大的影響了消費者的使用體驗。建議考慮圖8 中折頁的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及增加折頁材質(zhì)韌性。旋合開啟式飯盒，企業(yè)出廠檢驗重點要關(guān)注旋合開啟時的力，有的飯盒需要很大的力才能開啟，尤其盛裝熱的食物后，飯盒內(nèi)容易產(chǎn)生負(fù)壓，飯盒極難打開，直接影響到消費者的使用。由于飯盒蓋子直徑比較大，女士很難一手抓住蓋子旋開，建議在蓋子上邊緣設(shè)計防滑結(jié)構(gòu)，增加摩擦力，或者設(shè)計可有效幫助旋合的蓋鈕或其他結(jié)構(gòu)。如圖6 中第一個圖，雖然設(shè)計了蓋鈕，但是尺寸及結(jié)構(gòu)不易于消費者用力。第二個圖的蓋鈕的設(shè)計有效的幫助了蓋的旋開。

圖8 折頁結(jié)構(gòu)

6.由于飯盒經(jīng)常盛裝的是熱的食物，底部應(yīng)設(shè)置防滑的結(jié)構(gòu)，以免消費者不慎碰灑，造成燙傷事件。