




摘 要:近年來,鄰苯類塑化劑不斷被曝出各式各樣的安全隱患問題,其使用已經被嚴格限制。與此同時,非鄰苯類塑化劑由于具有比鄰苯類塑化劑更低的毒性,在實際應用中越來越受到廠家的青睞,被廣泛使用于食品接觸材料當中。然而,伴隨著其使用范圍的不斷拓展以及使用量的持續增加,食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的遷移情況以及其可能帶來的危害絕不能忽視。本文對食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的相關概念及種類、遷移情況、潛在危害、檢測方法進行了綜述,旨在為針對食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑進行準確的風險評估提供重要的參考依據。
關鍵詞:食品接觸材料;非鄰苯類塑化劑;遷移;潛在危害
Abstract: In recent years, various safety hazard problems of phthalate plasticizers have been continuously exposed, and their use has been strictly restricted. At the same time, non-phthalate plasticizers, are currently increasingly favored by manufacturers in practical applications and are widely used in food contact materials, due to the characteristic of having lower toxicity compared to phthalate plasticizers. However, along with the continuous expansion of its application range and the continuous increase in usage amount, we must by no means neglect the migration situation and the possible harm of non-phthalate plasticizers in food contact materials. This article reviews the relevant concepts and types, migration situation, potential harm, and detection methods of non-phthalate plasticizers in food contact materials, aiming to provide an important reference basis for further accurate risk assessment of non-phthalate plasticizers in food contact materials.
Keywords: food contact materials; non-phthalate plasticizers; migration; potential hazards
非鄰苯類塑化劑是一類用于“取代”鄰苯類塑化劑的化學物質[1-2]。近年來,伴隨對鄰苯類塑化劑監管力度的不斷加大,越來越多的非鄰苯類塑化劑開始涌現出來,并被大量應用于食品接觸材料領域[3-5]。相對鄰苯類塑化劑而言,非鄰苯類塑化劑展現出更低的毒性,在有力保障食品接觸材料使用性能的情況下,還極大地降低了潛在的風險[3-4,6]。非鄰苯類塑化劑在安全性、可加工性以及穩定性等方面都具有明顯優勢,并且能夠很好地滿足包括歐盟化學品注冊、評估、許可和限制(Registration,Evaluation,Authorization and Restriction of Chemicals,REACH)法規,美國消費品安全改進法案(The Consumer Product Safety Improvement Act,CPSIA)以及我國《中華人民共和國食品安全法》《中華人民共和國產品質量法》等在內的世界各地諸多法規對于食品接觸材料在安全和環保方面的要求[7-10]。鑒于此,本文將針對食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的遷移情況以及潛在危害等方面的研究進行綜述。
1 非鄰苯類塑化劑種類
非鄰苯類塑化劑通常分為傳統塑化劑和綠色環保塑化劑兩大類[2,11]。傳統塑化劑又可分為酯類(傳統酯類、對苯二酸酯、脂環族酯類、聚酯)、聚合物、反應性塑化劑[11];綠色環保塑化劑可分為油性酯類、異山梨醇衍生品、檸檬酸鹽類和其他類[1,11]。相對綠色環保塑化劑,傳統塑化劑的使用會帶來潛在的風險,例如可能含有毒性物質和對環境不友好,在一些情況下,它們可能會從食品接觸材料中滲出,通過遷移的方式對食品或環境造成污染。出于對健康和環境安全的考慮,一些傳統塑化劑的使用已受到限制或禁止[11]。綠色環保類塑化劑通常被認為具有較低的毒性,對環境的影響較小[1,11]。目前被廣泛應用在食品接觸材料、兒童玩具、醫療器械等領域[1,6]。非鄰苯類塑化劑的分類見圖1。
非鄰苯類塑化劑按照化學結構進行分類,主要包括脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、苯多酸酯類、聚酯類、含氯類、環氧類、檸檬酸酯類、反應性增塑劑等[2,12]。按照來源進行分類,非鄰苯類塑化劑主要包括生物源類的塑化劑和一些傳統化學類的塑化劑[11]。
2 食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的遷移情況
2.1 非鄰苯類塑化劑的遷移限值
前期,非鄰苯類塑化劑因具有較低毒性而被越來越多地用于代替鄰苯類塑化劑[1-2]。然而,伴隨著其使用范圍的不斷拓展以及使用量的持續增加,特別是對食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑遷移情況研究的持續深入,非鄰苯類塑化劑的合規性風險逐漸顯現[3,5,7,13-15]。基于此,需要通過嚴格的管理來確保其使用的安全性和規范性,以保障公眾的健康和環境的穩定。《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品用添加劑使用標準》(GB 9685—2016)中非鄰苯類塑化劑管控情況見表1。
2.2 遷移試驗
遷移試驗是指在規定條件下,為測定食品接觸材料及制品中非鄰苯類塑化劑的組分遷移到與之接觸的食品或者食品模擬物中的量而進行的試驗[16]。遷移試驗條件應盡可能反映食品接觸材料及制品實際的使用條件,在可預見的使用情況下,應選擇最嚴苛的試驗條件(如最高使用溫度和/或最長使用時間),比如食品用保鮮膜遷移條件選擇為水、70 ℃、2 h等;在尚無法確定使用時間和溫度的情況下,應選擇有科學證據支撐的最嚴苛的測試溫度和時間[16]。
《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則》(GB 31604.1—2023)規定了遷移試驗的具體選擇原則。開展遷移試驗時應選擇的食品類別與食品模擬物見表2,特定遷移試驗條件(時間、溫度)見表3。
2.3 遷移情況
在食品接觸材料中開展非鄰苯類塑化劑的特定遷移研究,能夠深入了解非鄰苯類塑化劑在不同條件下向食品中遷移的具體情況和規律,為后續監管部門制定科學合理的標準和政策提供數據支撐。同時,開展食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的特定遷移研究有助于促使相關產業不斷改進技術和工藝,提升產品質量,形成良性循環。
劉世途等[17]測定了食品接觸材料及制品中檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯和乙酰檸檬酸三丁酯4種檸檬酸酯類非鄰苯類塑化劑的遷移量。分別在4%乙酸、10%乙醇、20%乙醇、50%乙醇、95%乙醇、異辛烷和橄欖油7種食品模擬物中進行遷移試驗。結果顯示,在測定的15款食品接觸材料樣品中有4款聚乙烯塑料包裝袋檢出乙酰檸檬酸三乙酯,食品模擬物均為50%乙醇,遷移量為0.35~0.55 mg·kg-1;1款聚丙烯紙塑復合袋檢出乙酰檸檬酸三丁酯,食品模擬物為異辛烷,遷移量為4.6 mg·kg-1。
羅爾倫等[3]測定了食品接觸材料及制品中己二酸二(2-乙基己)酯、二甘醇二苯甲酸酯、1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯3種非鄰苯類塑化劑的含量和遷移量。在測定的10批次聚氯乙烯保鮮膜中,9批檢出己二酸二(2-乙基己)酯,含量為9.40%~33.9%;3批檢出1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯,含量在1.24×103~1.31×105 mg·kg-1;對檢出的樣品進行遷移試驗,當選擇模擬條件為4%乙酸水、70 ℃、2 h時,己二酸二(2-乙基己)酯、1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯均未被檢出;而選擇95%乙醇、40 ℃、2 h,正己烷、40 ℃、2 h,正己烷、70 ℃、2 h這3種模擬條件時,10個樣品的遷移量均不同程度地被檢出。
陳燕芬等[18]測定了食品接觸用密封圈中環氧大豆油的遷移量。結果顯示,在測定的24種聚氯乙烯密封圈中有3種樣品檢出環氧大豆油,且其含量處于較低水平。而選擇橄欖油模擬物時,有7種檢出環氧大豆油,占比29.2%,且均超出60 mg·kg-1的限量,其中遷移量最大可達501.8 mg·kg-1,為法規限量的8.4倍。
3 食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的潛在危害
3.1 非鄰苯類塑化劑中非有意添加物質的毒性
值得特別強調和引起關注的是,盡管從某種程度上來說,非鄰苯類塑化劑比鄰苯類塑化劑的毒性低,但是當歷經一系列復雜的反應過程時,這些非鄰苯類塑化劑的分解產物可能具備一定程度的毒性[19]。這無疑是一個需要高度重視的問題,因為這些分解產物可能會在不知不覺中對人體健康或者環境造成危害。
除此之外,非鄰苯類塑化劑中可能存在一些不容忽視的雜質或非有意添加物質,這些雜質或非有意添加物質同樣具有一定的毒性[20]。必須要清醒地認識到,即使非鄰苯類塑化劑本身的毒性相對較低,但加上其分解產物以及所含雜質或非有意添加物質的毒性,綜合起來所帶來的影響依然不容小覷。
由美國環境保護署公共數據庫、Ernest Flick的塑料添加劑數據庫、相關行業報告、專業學術文獻、監管清單、網站、書籍等多種來源共同構建而成的與塑料包裝相關的化學品數據庫CppDB(http://cppcms.com/sql/cppdb/)中的數據顯示,磷酸三苯酯和鄰磷酸三甲酚酯均屬于非有意添加物質,都可能混淆或夾雜在非鄰苯類塑化劑中被廣泛使用,進而威脅食品安全[19-20]。
3.2 非鄰苯類塑化劑的生殖與免疫毒性
動物學實驗的結果表明,長期多次攝入己二酸二(2-乙基己)酯會導致肝臟中的過氧物酶體含量明顯上升,進而導致肝部發生腫瘤的概率明顯升高。長期攝入己二酸二(2-乙基己)酯還會對生育能力帶來嚴重的影響,如導致卵巢小囊閉鎖,雌性激素分泌周期延長,胎兒的骨骼及臟器分化遲緩等。除此之外,多項研究結果表明,發育中的個體對己二酸二(2-乙基己)酯的影響更為敏感[21]。
同時,根據巴斯夫公司的動物學研究結果,通過食物攝入1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯會導致血液中伽馬谷氨酰轉移酶的含量和尿液中上皮組織細胞的含量上升。多次攝入1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯會導致肝臟和甲狀腺重量增加,血液中伽馬谷氨酰轉移酶和甲狀腺激素的含量上升以及導致甲狀腺濾泡增生。長期攝入1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯還會引發甲狀腺濾泡性腺瘤。與己二酸二(2-乙基己)酯相似的是,1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯也會對生殖系統和生育能力帶來影響。相關動物學實驗的結果顯示,1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯會提高血液中伽馬谷氨酰轉移酶和膽紅素的含量,并對精子數量、繁殖力、交配能力產生影響[21]。
3.3 非鄰苯類塑化劑的蓄積危害及潛在致癌性
非鄰苯類塑化劑通過遷移被人體攝入從而進入體內。之后,其中的大部分會被人體的代謝器官進行相應的代謝處理。然而需要引起重視的是,部分非鄰苯類塑化劑具有特定的脂溶性[18,23]。這一特性使得它們在進入人體后,有較大的可能性逐漸蓄積到那些脂肪含量相對較高的器官當中[19]。當蓄積的量達到一定程度時,就有可能超出人體自身的代謝代償能力,引發一系列的健康問題,給身體帶來極大的負擔和隱患[19]。例如,檸檬酸酯和癸二酸酯通常被視作低毒乃至無毒的化合物,然而研究發現,長期攝取檸檬酸三乙酯會致使行為睡眠時間發生改變(涵蓋扶正反射的變動),對肺、胸腔或者呼吸功能產生影響,如引發呼吸抑制,在營養性以及總代謝性方面會導致體溫下降等[22-24]。
當人體長期暴露在這些非鄰苯類塑化劑的環境中時,癌癥發生的風險就會增加[22-23]。非鄰苯類塑化劑中的某些成分可能會對細胞的正常機制造成干擾和破壞,誘導細胞發生異常變化,久而久之,便可能促使癌癥的形成和發展。
4 食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的檢測方法
由于食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑的種類極為繁多,其結構也各不相同,呈現出多樣化的特點,而且相對分子質量也存在著較大差異,導致同時對這些物質進行檢測面臨著相當大的難度。同時,不同的檢測技術在精密度、檢測限、分析時間等方面也可能存在差異,在實際應用中需要根據具體需求和樣品特點選擇合適的方法[19]。例如,氣相色譜-質譜具有高靈敏度和特異性,但需要進行復雜的樣品前處理和專業的儀器設備;高效液相色譜適用于分析極性化合物;紅外光譜和核磁共振可以提供化合物的結構信息,但紅外光譜靈敏度相對較低;傳感器技術實時便捷,但選擇性和穩定性可能需要進一步提高。不同檢測方法的優缺點見表4。
當前,非鄰苯類塑化劑的檢測技術主要為氣相色譜-質譜法。隨著科技的不斷發展,新的檢測技術和方法也在不斷涌現,為非鄰苯類塑化劑的檢測提供了更多的選擇和可能性。
劉世途等[17]建立了食品接觸材料及制品中檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯和乙酰檸檬酸三丁酯遷移量的氣相色譜-質譜法。結果顯示,4種目標化合物的標準工作曲線在0.2~2.0 mg·L-1濃度范圍內線性關系良好,相關系數(R2)>0.995;4種檸檬酸酯類化合物在4%乙酸、10%乙醇、20%乙醇、50%乙醇、95%乙醇、異辛烷、橄欖油等模擬物中的檢出限為0.05~0.11 mg·L-1,定量限為0.15~0.30 mg·L-1;加標回收率在93.3%~110.0%,相對標準偏差為1.6%~8.6%。
羅爾倫等[3]建立了食品接觸材料及制品中己二酸二(2-乙基己)酯、二甘醇二苯甲酸酯、1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯3種非鄰苯類塑化劑的氣相色譜-質譜法。結果顯示,3種目標化合物在質量濃度0.1~10.0 mg·L-1的范圍內線性關系良好,相關系數(R2)>0.999;3種目標化合物遷移量定量限均為0.1 mg·kg-1;加標回收率為82.7%~110.0%,相對標準偏差為0.279%~7.970%。
梁小剛等[25]建立了食品接觸塑料材料中非鄰苯類塑化劑2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯遷移量的氣相色譜-質譜法。結果顯示,選擇離子模式進行分析,外標法定量,線性關系良好(R2>0.995),定量限為0.02 mg·kg-1,加標回收率為106.60%~119.90%,相對標準偏差為2.30%~6.50%。
2024年3月,《食品安全國家標準審評委員會秘書處關于征求2024年度食品安全國家標準立項計劃(征求意見稿)意見的函》(食標秘發〔2024〕3號)發布,食品接觸材料及制品1,2-環己二羧酸二(異壬基)酯和1,4-苯二羧酸雙(2-乙基己基)酯遷移量的測定已列入標準制定計劃。非鄰苯類塑化劑食品安全國家標準立項計劃,為食品接觸用非鄰苯塑化劑的檢測又增添了新思路和手段。
5 食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑暴露的控制措施
近年來,在加強食品安全監管的大浪潮中,各國都強化了對食品接觸材料安全性的法規管理,并出臺了不少相關的標準。基于此,筆者認為食品接觸材料中非鄰苯類塑化劑暴露的控制措施主要有以下幾個方面。
(1)要建立嚴格且全面的檢測體系。嚴格落實產品上市前的符合性測試,加大對食品接觸材料從生產源頭到市場流通各環節的檢測力度,做好產品符合性聲明。對檢測不合格的產品要嚴格追溯并予以處理,從根源上杜絕問題產品進入市場。
(2)加強對生產企業的監管和指導。促使企業提升對生產及使用非鄰苯類塑化劑的重視程度,完善生產工藝和流程,在保證產品質量的同時,嚴格控制非鄰苯類塑化劑的使用。通過定期培訓和檢查,增強企業的責任意識和安全意識。
(3)及時關注政府監管動態及標準更新情況。特別關注GB 9685—2016等標準對非鄰苯類塑化劑使用范圍和使用量的限制,避免超范圍使用,同時在達到預期效果的前提下盡量減少使用量。
(4)完善監測與檢測體系。建立健全對食品接觸材料,如塑料、涂層、紙制品等各個領域中非鄰苯類塑化劑的監測網絡,實時掌握其含量水平和變化趨勢,以便及時發現問題并采取相應措施。
(5)提高消費者的認知水平。通過廣泛的宣傳教育活動,讓消費者了解非鄰苯類塑化劑可能的長期暴露危害以及如何正確選擇安全的食品接觸材料,使消費者具備辨別產品優劣的能力。
(6)推動科技研發和創新。鼓勵科研機構和企業積極探索更加安全、穩定、可靠、新型的安全材料和技術,逐步替代可能存在風險的食品接觸材料,從技術層面為食品安全提供更堅實的保障。
參考文獻
[1]楊彬,高云方,沈小寧,等.新型綠色環保增塑劑的開發與應用[J].聚氯乙烯,2021,49(4):1-7.
[2]石萬聰,司俊杰,劉文國.增塑劑實用手冊[M].北京:化學工業出版社,2008.
[3]羅爾倫,李蕓,王維茜,等.氣相色譜-質譜聯用法測定塑料食品接觸材料中3種非鄰苯塑化劑含量及其遷移量[J].食品科技,2023,48(11):281-286.
[4]劉玉芬,安欣,袁濱,等.環保型增塑劑DINCH的研究進展[J].精細與專用化品,2022,30(10):8-11.
[5]焦遜,趙鵬,徐龍華,等.PVC保鮮膜中DEHP和DEHA向豬肉中遷移規律研究[J].食品科學技術學報,2018,36(4):55-60.
[6]吳海龍,黃永富,曹宇,等.環保型增塑劑環氧大豆油的研究現狀及應用進展[J].合成樹脂及塑料,2021,38(6):55-59.
[7]楊詩嘉,馬玥玲,鐘慈平,等.白酒中42種非鄰苯類塑化劑的測定方法研究及含量分析[J].食品科技,2023,48(8):270-277.
[8]European Parliament and the Council. Directive 2007/19/EC, amending Directive 2002/72/EC relating to plastic materials and articles intended to come into contact with food and Council Directive 85/572/EEC laying down the list of simulants to be used for testing migration of constituents of plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs[S]. Brussels: European Parliament and the Council, 2007.
[9]WADEY B L. An innovative plasticizer for sensitive applications[J].Journal of Vinyl and Additive Technology,2003,9(4):172-176.
[10]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品用添加劑使用標準:GB 9685—2016[S].北京:中國標準出版社,2016.
[11]BIRON M.Plastics solutions for practical problems[M]//BIRON M.Thermoplastics and thermoplastic composites.2nd ed. Oxford,UK:Elsevier,2013.
[12]趙海娟,張文潔,鄭美玲,等.GC-MS法測定煙用包裝材料中非鄰苯酯類增塑劑[J].包裝工程,2019,40(9):59-65.
[13]楊瀟,芮光偉,陳祥貴.氣相色譜-質譜聯用法測定塑料食品包裝材料中非鄰苯二甲酸酯類增塑劑DINCH遷移量[J].食品科學,2013,34(24):213-216.
[14]李樹恒,趙海娟,李文偉,等.氣相色譜-質譜法測定日化產品包裝材料中非鄰苯酯類增塑劑含量的研究[J].化學試劑,2018,40(4):361-364.
[15]ZHANG W,JIE J,XU Q,et al.Characterizing the obesogenic and fatty liver-inducing effects of acetyl tributyl citrate (ATBC) plasticizer using both in vivo and in vitro models[J].Journal of Hazardous Materials,2023,445(5):130548.
[16]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則:GB 31604.1—2015[S].北京:中國標準出版社,2015.
[17]劉世途,曾銘,陳湘穎,等.氣相色譜-質譜法測定食品接觸材料及制品中4種檸檬酸酯類化合物的遷移量[J].分析試驗室,2024,43(4):463-468.
[18]陳燕芬,鐘懷寧,胡長鷹,等.PVC密封圈中環氧大豆油向食品模擬物遷移量的測定[J].食品工業科技,2015,36(5):277-281.
[19]劉澤,王瑋,孫楓林,等.食品接觸塑料中抗氧化劑遷移及潛在危害的研究進展[J].預防醫學論壇,2023,29(3):233-240.
[20]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品通用安全要求:GB 4806.1—2016[S].北京:中國標準出版社,2016.
[21]BABICH M A.Review of exposure and toxicity data for phthalate substitutes[EB/OL].(2010-04-15)[2024-05-11]. https://www.cpsc.gov/s3fs-public/phthalsub.pdf.
[22]沈聰文,賈芳,陳意光,等.氣相色譜-質譜法測定食品塑料包裝中檸檬酸酯類增塑劑[J].廣東化工,2014,41(9):213-214.
[23]趙海娟,董振山,李文偉,等.食品包裝材料中檸檬酸酯類增塑劑GC/MS/SIM分析[J].食品工業,2018,39(4):268-271.
[24]蔣平平,崇明本,張典鵬,等.加快我國新型環境友好增塑劑檸檬酸酯研究與應用[J].塑料助劑,2003(5):1-8.
[25]梁小剛,黃煥婷,龍丹,等.GC-MS 法測定白酒接觸塑料材料中非鄰苯類塑化劑TXIB的遷移量[J].現代食品科技,2022,38(2):319-325.
基金項目:廣東省市場監督管理局科技項目(2023CS06)。
作者簡介:王杰(1986—),男,湖北荊門人,碩士,高級工程師。研究方向:食品相關產品檢測和管理。
通信作者:謝艷姣(1987—),女,湖南永州人,碩士,高級工程師。研究方向:食品相關產品檢測和管理。E-mail: 317159078@qq.com。