塑料食品包装材料的应用现状和安全性问题

宋贤玲　高飞

摘 要：食品包装行业发展迅速，塑料优异的性能使其在包装行业得到广泛的应用，与此同时塑料包装材料的安全性问题受到越来越多的关注。本文对塑料食品包装材料中残留单体、加工助剂和油墨等物质的迁移对食品的安全影响进行了讨论，指出食品包装行业存在的问题。

关键词：食品安全；塑料包装材料；单体；助剂；油墨

食品在储存过程中易受外界环境的影响而变质，为了保证食品的品质，除了保证生产加工过程卫生安全外，选用合适的包装材料来降低环境对食品的影响也至关重要。随着生活水平的提高，休闲食品及冷冻食品的需求量快速增加，食品包装产业发展更加迅速。目前使用的食品包装材料包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸等。2015年中国包装工业的总产值可望突破6000亿元，每年平均增速约维持在16%的水平，其中方便携带的塑料包装材料是食品包装材料中最主要的一类。

相对于其他包装材料，塑料食品包装材料发展迅速，并具有以下特点：

（1）种类多，适用于多种食品。常见的聚合物如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对笨二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚乙烯醇（PVA）等，均在包装领域有广泛的应用。

（2）功能多样化，如：阻隔，耐热，保鲜，导电等。

（3）具有一定的强度和韧性，物理化学性能优良；耐酸碱，耐腐蚀。

（4）质轻，方便储运；携带方便。

（5）易加工成型：塑料熔点低加工工艺多样化。

近年来，食品安全问题成为世界各国密切关注的话题。食品安全包括两个方面：食品本身的安全和食品包装安全。食品包装材料与食品接触，其安全性与食品安全密切相关，更与人类健康有着极大的关联。为了改善塑料的加工使用性能，在加工中需要加入一些助剂（增塑剂，稳定剂，抗氧剂，润滑剂等）。塑料中残留的单体、助剂、印刷油墨和包装粘合剂等物质均是包装材料中污染物来源。包装材料与食品接触时，残留物质向食品发生迁移造成食品污染，对食品安全和人类健康产生危害，同时对环境造成影响，FDA将可迁移至食品的包装材料定义为间接食品添加剂。

塑料食品包装材料中存在的污染物

1 单体和低聚物

塑料的主要成分是高聚物，纯净高聚物分子量大，不易迁移，不会对人类健康产生危害。聚合物中残留的单体分子量小，有较高的毒性，容易向食品迁移。氯乙烯，苯乙烯，双酚A，丙烯腈，异氰酸酯等均为有毒物质。

氯乙烯毒性较大，可引起氯乙烯病，慢性中毒可造成死亡，同时该品为致癌物，长期接触可致肝癌，人体的安全限量值为1mg/kg2。因此我国禁止将聚氯乙烯用作食品和化妆品包装材料。

苯乙烯与苯一样具有毒性，其毒性弱于苯，对眼和上呼吸道有刺激和麻醉作用，我国规定食品包装用聚苯乙烯树脂中苯乙烯的含量不能超过0.5%。

双酚A在工业上被用来合成聚碳酸酯和环氧树脂等材料，可以增加包装材料的透明度和耐用性，其广泛存在于饮用水瓶，婴儿奶瓶和罐头瓶中。研究可知，双酚A是一种公认的动物内分泌干扰物，具有雌激素活性，对神经发育及子宫、乳腺等器官的影响仍需进一步的研究。许多国家将双酚A列为有毒化合物，欧盟从2011年3月起禁止生产含有双酚A的婴儿奶瓶，我国卫生部也于2011年5月下令禁止将双酚A用于婴儿奶瓶。

2 加工助剂

为了改善塑料的加工性和物理化学性质，通常在加工过程中需要添加大量的加工助剂，加工助剂溶出或向食品迁移，会造成食品的污染。

2.1 增塑剂

增塑剂是加工助剂中最重要的一类，除塑料外，胶合剂、油墨中也存在增塑剂。增塑剂可以削弱聚合物分子间的范德华力，显著降低聚合物的硬度、模量和脆性，增加柔韧性和断裂伸长率，显著改善塑料的加工性能。增塑剂的种类很多，主要有苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类等。邻苯二甲酸酯类增塑剂的应用最为广泛，约占全部增塑剂消费量的70%，其卫生安全也备受关注。邻苯二甲酸酯与聚合物间没有化学键的相互作用，经过长时间的使用，该物质会从塑料中迁移至外部环境，对人体和环境产生危害。邻苯二甲酸酯分子结构与雌激素有相似性，进入人体后产生与激素相同的作用，影响人体的内分泌，对人类生殖能力和肾脏产生极大危害。研究中发现，产妇和胎儿的体液中含有邻苯二甲酸酯代谢物，因此这类物质会影响人类的生殖发育。人体内高浓度的邻苯二甲酸酯残留可导致女童乳房发育成熟和男婴生殖系统出现畸形。《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》GB9685-2008中规定邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）的迁移限量分别为0.3、1.5、9.0mg/kg6。食盐的主要成分NaCl对有机物的吸附能力较低但仍然存在，程慧峰研究了食盐软塑包装材料中四种典型增塑剂的迁移规律发现，随着时间的延长、温度的升高、油脂物质的粘附增多，增塑剂迁移量越多。随着人们对增塑剂问题的重视，一些低毒无毒增塑剂如柠檬酸酯、均苯四酸四辛酯、二甘醇二苯甲酸酯等受到越来越多的关注，低毒性增塑剂有广阔的应用前景。贾芳等人研究了柠檬酸酯的迁移规律，有助于食品包装材料生产工艺的确立和优化。

2.2 稳定剂

广义来讲能增加塑料稳定性的化合物都叫做稳定剂，稳定剂是除增塑剂外塑料制品中用到最多的添加剂，稳定剂可分为光稳定剂和热稳定剂。高分子材料在使用过程中受环境中光热水气等因素的影响，产生老化而逐渐失去物理机械性能，稳定剂的使用可以延长塑料的使用寿命。热稳定剂有金属热稳定剂和非金属热稳定剂两种，前者主要为Pb、Ca等的硬脂酸盐及衍生物，后者以单或双羰基烷烃类化合物为主。热稳定剂与PVC树脂的诞生和发展同步，铅类热稳定剂性能优良但毒性较大，近些年来稀土类、有机锑类、钙锌复合类和水滑石类热稳定剂研究发展迅速，无毒热稳定剂完全取代铅盐稳定剂为时不远。光稳定剂能减缓光照下光化学反应对塑料的危害，延长塑料制品使用寿命。目前的光稳定剂按作用机理可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、自由基捕获剂、激发态猝灭剂等。食品包装材料中使用的光稳定剂毒性较低，但其向食品迁移过多也会造成食品污染，危害人类健康。我国规定了9种常用的光稳定剂的特定迁移量和最大使用量，规范光稳定剂的使用。

2.3 抗氧剂

在氧气存在条件下，塑料及其制品在加工和储存的过程中会产生热氧化反应，塑料的物理机械性能降低，失去原有功能和使用价值。抗氧剂是一种能延缓聚合物材料氧化和降解的化学添加剂，相对于塑料基体，抗氧剂更易氧化。理想抗氧剂应具有高的抗氧化能力且与树脂相容性好，在加工温度下不挥发、不分解。食品包装材料的抗氧化剂还要有良好的耐抽出性和低毒无毒性，减少抗氧化剂向食品的迁移对食品造成的污染。常用的塑料抗氧剂按分子结构和作用机理可分为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代类及复合类。抗氧剂按照作用原理可分为主抗氧化剂和辅抗氧化剂。不同主、辅抗氧剂，作用功能和应用效果存在差异，因此通常采用两种或两种以上的抗氧化剂进行复配来达到使用效果。塑料的老化是空气和光共同作用的结果，因此塑料防老化需要抗氧化剂和光稳定剂的共同作用，抗氧化剂复合、抗氧化剂和光稳定剂复合的协同作用可有效防止塑料包装老化，延长塑料使用寿命。抗氧剂中杂质或抗氧化剂的分解产物的迁移溶出会导致危害，对食品安全造成威胁。

3 油墨残留

油墨的主要成分为色料、连接料、填充料和辅助料等，食品包装的印刷油墨主要有树脂型印刷油墨和溶剂型印刷油墨。溶剂型印刷油墨一般都含有乙醇、乙酸丁酯、苯类等溶剂，按照要求这些溶剂在生产过程中会挥发掉，但实际使用过程中仍有部分溶剂残留，对食品安全产生威胁。苯类溶剂的毒性较大，被美国FDA列入可致癌化学品，长期接触含苯类物质会使红细胞、白细胞数量减少，影响生殖系统和免疫系统，还会有遗传影响。欧盟已明令禁止在食品生产、包装过程中引入苯类物质，我国也对苯类物质使用作出相关规定。

近年来，绿色环保的油墨备受人们青睐，水性油墨、UV油墨、豆油基油墨等均属于环保型油墨。水性油墨的主要成分为水，颜料、助剂及高分子树脂。水性油墨的最大特点是减少了大气中排放的有机挥发物，大气污染较小，油墨中的有毒物质对包装食品的污染和人体的危害降低，符合食品包装绿色环保健康的要求。大豆油墨是采用绿色天然的大豆油替换油墨中矿物油，可以有效降低有机挥发物含量，改善塑料印刷环境，提高使用安全。

在一定温湿度下，树脂型和溶剂型印刷油墨中的颜料小分子会脱离晶格，随有机分子一起迁移造成颜色变化，颜色分子中存在的重金属如铅镉、汞、铬等也会随其迁移到食物中造成食品污染。长期接触重金属汞对大脑神经破坏极大，产生精神障碍；铬会造成四肢麻木精神异常，有明显致癌作用；镉可导致高血压，引起心脑血管疾病。研究发现，温度越高，湿度越大，油墨的迁移越严重，迁移量越大，对食品污染越严重。

4 粘合剂

软包装复合膜是由多层不同材质的薄膜复合而成，其性能优异，被广泛用于食品包装行业。软包装复合膜粘合剂主要有溶剂型粘合剂、水性粘合剂和无溶剂粘合剂，复合薄膜的生产工艺有基础复合法和干式复合法两种。溶剂型粘合剂在生产中排放大量的有机溶剂，对环境造成污染；使用中，残留溶剂向食品进行迁移，导致食品污染变质。聚氨酯粘合剂是常用的溶剂型粘合剂，粘合剂中含有的有机溶剂和重金属迁移会污染食品，对人体健康造成威胁。水性粘合剂和无溶剂粘合剂对环境和人体的伤害较小，更符合环保健康和安全的要求，在今后的发展中将逐步替代溶剂型粘合剂。

我国近些年来屡次出现食品安全问题，引起了各方广泛关注，尽管我们已经逐步完善各项监管制度，与欧盟和其他发达国家仍存在相当大的差距，食品安全问题的研究也相对落后。食品包装材料中有毒有害物质的迁移是食品污染的重要来源，为了保障食品安全，我们还要付出巨大的努力保障食品安全不仅需要增大国家监管力度，完善相关法律法规，更需要企业自身强化安全生产，从生产运输销售各个方面重视安全问题，让老百姓买的放心，吃得安心。

参考文献

[1]黄崇杏.国内外食品接触纸质包装材料安全法规的现状[J].包装工程，2008，29（9）：204-207.

[2]李波平，林勤保.PVC 包装材料中化学物向食品迁移的研究[J].食品工业科技，2007，28（8）：197-200.

[3]孟平蕊，李良波.PS食品容器中单体及其二、三聚体的GC/MS分析[J].合成树脂及塑料，2004，21（6）：15-19.

[4]Howdeshell K L，Rider C V，Wilson V S，et al.Mechanisms of action of phthalate esters，individually anin combination，to induce abnormal reproductivedevelopment in laboratory rats[J].Environ Res，2008，（108）：168-176.

[5]朱慧.邻苯二甲酸酯危害和检测方法的研究进展[J].粮食与食品安全，2013，20（6）：56-60.

[6]程惠峰.食盐软塑包装PAEs 增塑剂的迁移规律研究[J].包装工程，2011，32（15）：58-61.

[7]贾芳.食品包装材料中柠檬酸酯增塑剂的迁移研究[J].塑料科技，2014，42（10）：108-111.

[8]颜国栋.环保大豆油墨的研究[D].东北农业大学，2010.

[9]吕玲.水性胶黏剂能否分的软包装市场的一杯羹[J].印刷技术，2013，（14）：10-12.

（作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心）