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食品包裝材料及主要材質的安全性分析

作者:王甫 來源:中國食品和包裝機械工業協會網 時間:2015-09-12 09:40:23 瀏覽次數:

 

食品包裝材料及主要材質的安全性分析

[  ]  分類介紹了塑料、紙類、金屬、玻璃、陶瓷等常見食品包裝材料,論述了其中存在的安全問題??梢姲b材料的安全性與食品安全有密切的關系,食品包裝必須保證被包裝食品的衛生安全,才能成為放心食品。食品包裝材料及主要材質的安全性分析旨在幫助人們關注食品安全,增加食品包裝企業的質量意識,提高消費者的鑒別能力。

 [關鍵詞]  食品包裝;食品安全;放心食品

食品包裝是現代食品工業的最后一道工序,它起著保護、宣傳和方便食品儲藏、運輸、銷售的重要作用。在一定程度上,食品包裝已經成為食品不可分割的重要組成部分,對食品質量產生直接或間接的影響。不但危害消費者的身體健康,而且影響我國整個食品包裝業甚至是食品工業的健康發展。食品包裝與食品安全有密切的關系,食品包裝必須保證被包裝食品的衛生安全,才能成為放心食品。

目前我國允許使用的食品容器、包裝材料從原料上可分為塑料制品;天然、合成橡膠制品;陶瓷、搪瓷容器;鋁、不銹鋼、鐵質容器;玻璃容器;食品包裝用紙;復合薄膜、復合薄膜袋;竹木;棉麻等。

1、塑料

塑料是一種以高分子聚合物—樹脂為基本成分,再加入一些用來改善其性能的各種添加劑制成的高分子材料。目前幾乎所有的食品,不論多少,都用塑料包裝。塑料包裝材料作為包裝材料的后起之秀,因其原材料豐富、成本低廉、性能優良、質輕美觀的特點,成為近四十年來世界上發展最快的包裝材料。

塑料包裝材料的安全性主要表現為材料內部殘留的有毒有害物質遷移、溶出而導致食品污染,其主要來源有以下幾方面:

1.1  樹脂本身具有一定毒性;樹脂中未聚合的游離單體、裂解物(氯乙烯、苯乙烯、酚類、丁腈膠、甲醛)、降解物及老化產生的有毒物質對食品安全均有影響。美國食品藥物管理局指出,不是聚氯乙烯(PVC)本身而是殘存于PVC中的氯乙烯(VCM)在經口攝取后有致癌的可能,因而禁止PVC制品作為食品包裝材料。聚氯乙烯游離單體氯乙烯(VCM)具有麻醉作用,可引起人體四肢血管的收縮而產生痛感,同時具有致癌、致畸作用,它在肝臟中形成氧化氯乙烯,具有強烈的烷化作用,可與DNA結合產生腫瘤[1]。聚苯乙烯中殘留物質苯乙烯、乙苯、甲苯和異丙苯等對食品安全構成危害。苯乙烯可抑制大鼠生育,使肝、腎重量減輕。低分子量聚乙烯溶于油脂產生臘味,影響產品質量。制作奶瓶用的聚碳酸酯樹脂原料產生苯酚,有一定毒性,產生異味。這些有害物質對食品安全的影響程度取決于材料中這些物質的濃度、結合的緊密性、與材料接觸食物的性質、時間、溫度及在食品中的溶解性等[2]。

1.2  塑料包裝表面污染。因塑料易帶電,易吸附微塵雜質和微生物,對食品形成污染。

1.3  塑料制品在制造過程中添加的穩定劑、增塑劑、著色劑等助劑的毒性。食品包裝常用塑料PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)PET(聚酯),因為加工過程中助劑使用較少,樹脂本身比較穩定,它們的安全性是很高的。

1.4  非法使用的回收塑料中的大量有毒添加劑、重金屬、色素、病毒等對食品造成的污染。塑料材料的回收復用是大勢所趨,由于回收渠道復雜,回收容器上常殘留有害物質,難以保證清洗處理完全。有的為了掩蓋回收品質量缺陷,往往添加大量涂料,導致涂料色素殘留大,造成對食品的污染。因監管原因,甚至大量的醫學垃圾塑料被回收利用,這些都給食品安全造成隱患。國家規定,聚乙烯回收再生品不得用于制作食品包裝材料。

1.5  油墨污染。油墨大致可分為苯類油墨、無苯油墨和醇性油墨、水性油墨等種類。油墨中主要物質有顏料、樹脂、助劑和溶劑。油墨廠家往往考慮樹脂和助劑對安全性的影響,而忽視顏料和溶劑間接對食品安全的危害。國內的小油墨廠家甚至用染料來代替顏料進行油墨的制作,而染料的遷移會嚴重影響食品的安全性;另外有的油墨為提高附著牢度會添加一些促進劑,如硅氧烷類物質,此類物質會在一定的干燥溫度下基團發生鍵的斷裂,生成甲醇等物質,而甲醇會對人的神經系統產生危害。在塑料食品包裝袋上印刷的油墨,因苯等一些有毒物不易揮發,對食品安全的影響更大。近幾年來,各地塑料食品包裝袋抽檢合格率普遍偏低,只有50%~60%,主要不合格項是苯殘留超標等,而造成苯超標的主要原因是在塑料包裝印刷過程中為了稀釋油墨使用含苯類溶劑。20057月《每周質量報告》報道,央視記者在甘肅、青海、浙江、江蘇4個省對十幾家不同規模的塑料彩印企業調查發現,由于甲苯價格低,企業為了把濃稠的油墨快速印制在塑料薄膜上,都把它作為調配混合溶劑的主要原料。蘭州質監稽查人員隨機抽查了7家生產復合型食品包裝膜的塑料彩印企業,送往甘肅省產品質量檢驗中心和國家包裝制品質量檢驗中心檢測,結果顯示,7個樣品中有5個被檢出苯殘留超標,涉及牛肉干、奶粉、糖果、鹵豆干、薯片五種食品的包裝。

1.6  復合薄膜用黏合劑。黏合劑大致可分為聚醚類和聚氨酯類黏合劑。聚醚類黏合劑正逐步在淘汰,而聚氨酯類黏合劑有脂肪族和芳香族兩種。黏合劑按照使用類型還可分為水性黏合劑、溶劑型黏合劑和無溶劑型黏合劑。水性黏合劑對食品安全不會產生什么影響,但由于功能方面的局限,在我國還沒有廣泛的應用[3]。在我國主要還是使用溶劑型黏合劑[4]。在食品安全方面,絕大多數的人們只是認為如果產生的殘留溶劑低就不會對食品安全產生影響,其實這只是片面的。在我國使用的溶劑型黏合劑有99%是芳香族的黏合劑[5],它含有芳香族異氰酸酯,用這種袋裝食品后經高溫蒸煮,可使它遷移至食品中并水解生成芳香胺,是致癌物質。我國目前沒有食品包裝用黏合劑的國家標準,各個生產供應商的企業標準中也沒有重金屬含量指標,但國外的食品包裝中對芳香胺有著嚴格的限制,歐盟規定其遷移量小于10ppb[5]。歐共體的94/62/EC90/128/EEC指令中,對制造復合包裝材料用膠和包裝袋成品中鉛、汞、鎘、鉻的含量規定了嚴格的指標要求[2]。

2紙類

紙包裝材料因其一系列獨特的優點,在食品包裝中占有相當重要的地位。在某些發達國家,紙包裝材料占總包裝材料總量的40% 50%,我國占40% 左右。國家標準對食品包裝原紙的衛生指標、理化指標及微生物指標有規定。單純的紙是衛生、無毒、無害的,且在自然條件下能夠被微生物分解,對環境無污染。紙中有害物質的來源及對食品安全的影響主要存在以下幾個方面:

2.1  造紙原料本身帶來的污染。生產食品包裝紙的原材料有木漿、草漿等,存在農藥殘留。有的使用一定比例的回收廢紙制紙,因為廢舊回收紙雖然經過脫色,但只是將油墨顏料脫去,而有害物質鉛、鎘、多氯聯苯等仍可留在紙漿中;有的采用霉變原料生產,使成品含有大量霉菌。

2.2  造紙過程中的添加物。造紙需在紙漿中加入化學品,如防滲劑/施膠劑、填料、漂白劑、染色劑等。紙的溶出物大多來自紙漿的添加劑、染色劑和無機顏料。其中多使用各種金屬,這些金屬即使在mg/kg級以下亦能溶出而致病[2]。例如,在紙的加工過程中,尤其是使用化學法制漿,紙和紙板通常會殘留一定的化學物質,如硫酸鹽法制漿過程殘留的堿液及鹽類。食品安全衛生法還規定,食品包裝材料禁止使用熒光染料或熒光增白劑,它是一種致癌物[6]。此外,從紙制品中還能溶出防霉劑或樹脂加工時使用的甲醛。

2.3  油墨污染較嚴重。我國沒有食品包裝專用油墨,在紙包裝上印刷的油墨,大多是含甲苯、二甲苯的有機溶劑型凹印油墨,為了稀釋油墨常使用含苯類溶劑,造成殘留的苯類溶劑超標。苯類溶劑在GB9685標準中不被許可使用,但仍被大量使用;其次,油墨中所使用的顏料、染料中,存在著重金屬(鉛、鎘、汞、鉻等)、苯胺或稠環化合物等物質,引起重金屬污染,而苯胺類或稠環類染料則是明顯的致癌物質。印刷時因相互疊在一起,造成無印刷面也接觸油墨,形成二次污染。所以,紙制包裝印刷油墨中的有害物質,對食品安全的影響很嚴重。為了保證食品包裝安全,采用無苯印刷將成為發展趨勢。

2.4  貯存、運輸過程中的污染紙包裝物在貯存、運輸時表面受到灰塵、雜質及微生物污染,對食品安全造成影響。

此外,紙包裝材料封口較困難,受潮后牢度會下降,受外力作用易破裂。因此,使用紙類作為食品包裝材料,要特別注意避免因封口不嚴或包裝破損而引起的食品包裝安全問題。

3金屬

金屬包裝材料是傳統包裝材料之一,用于食品包裝有近200年的歷史。金屬包裝材料以金屬薄板或箔材為原料加工成各種形式的容器用于包裝食品。由于金屬包裝材料的高阻隔性、耐高低溫性、廢棄物易回收等優點,在食品包裝上的應用越來越廣。

金屬作為食品包裝材料最大的缺點是化學穩定性差,不耐酸堿性,特別是用其包裝高酸性食品時易被腐蝕,同時金屬離子易析出,從而影響食品風味。

鐵制容器的安全問題主要是鍍鋅層,接觸食品后鋅會遷移至食品引起食物中毒。鋁制材料含有鉛、鋅等元素,長期攝入會造成慢性蓄積中毒;鋁的抗腐蝕性很差,易發生化學反應析出或生成有害物質,回收鋁的雜質和有害金屬難以控制;不銹鋼制品中加入了大量鎳元素,受高溫作用時,使容器表面呈黑色,同時其傳熱快,容易使食物中不穩定物質發生糊化、變性等,還可能產生致癌物,不銹鋼不能與乙醇接觸,乙醇可將鎳溶解,導致人體慢性中毒。

因此,一般需要在金屬容器的內、外壁涂涂料。內壁涂料是涂布在金屬罐內壁的有機涂層,可防止內容物與金屬直接接觸,避免電化學腐蝕,提高食品貨架期,但涂層中的化學污染物也會在罐頭的加工和貯藏過程中向內容物遷移造成污染。這類物質有BPA(雙酚-A)、BADGE(雙酚- A 二縮水甘油醚)、NOGE(酚醛清漆甘油醚)及其衍生物。雙酚- A 環氧衍生物是一種環境激素,通過罐頭食品進入體內,造成內分泌失衡及遺傳基因變異。

4玻璃

玻璃是一種古老的包裝材料,3000多年前埃及人首先制造出玻璃容器,從此玻璃成為食品及其它物品的包裝材料。玻璃是由硅酸鹽、金屬氧化物等的熔融物,是一種惰性材料,無毒無害。玻璃作為包裝材料的最大特點是:高阻隔、光亮透明、化學穩定性好、易成型,其用量占包裝材料總量的10% 左右。

用作食品包裝的玻璃是氧化物玻璃中的鈉-鈣-硅系列玻璃。在包裝安全性方面:

4.1  熔煉過程中有毒物質的溶出。一般來說,玻璃內部離子結合緊密,高溫熔煉后大部分形成不溶性鹽類物質而具有極好的化學惰性,不與被包裝的食品發生作用,具有良好的包裝安全性。但是熔煉不好的玻璃制品可能發生來自玻璃原料的有毒物質溶出問題。所以,對玻璃制品應作水浸泡處理或加稀酸加熱處理。對包裝有嚴格要求的食品藥品可改鈉鈣玻璃為硼硅玻璃,同時應注意玻璃熔煉和成型加工質量,以確保被包裝食品的安全性;

4.2  注意避免重金屬如鉛的超標。高檔玻璃器皿中如高腳酒杯往往添加鉛化合物,加入量一般高達玻璃的30%。這是玻璃器皿中較突出的衛生問題。

4.3  對加色玻璃,應注意著色劑的安全性。為了防止有害光線對內容物的損害,用各種著色劑使玻璃著色而添加的金屬鹽,其主要的安全性問題是從玻璃中溶出的遷移物,如添加的鉛化合物可能遷移到酒或飲料中,二氧化硅也可溶出[2]。

5陶瓷

我國是使用陶瓷制品歷史最悠久的國家,與金屬、塑料等包裝材料制成的容器相比,陶瓷容器更能保持食品的風味。例如用陶瓷容器包裝的腐乳,質量優于塑料容器包裝的腐乳,是因為玻璃容器,陶瓷容器具有良好的氣密性,而且玻璃,陶瓷分子間排列并不是十分嚴密,不能完全阻隔空氣,這有利于腐乳的后期發酵[7]。此外用其包裝部分酒類飲料,相當長時間不會變質甚至存放時間愈久愈醇香,由此產生了“酒  是陳的香”這句俗語。

陶瓷包裝材料用于食品包裝的衛生安全問題,主要是指上釉陶瓷表面釉層中重金屬元素鉛或鎘的溶出。一般認為陶瓷包裝容器是無毒、衛生、安全的,不會與所包裝食品發生任何不良反應。但長期研究表明:釉料主要由鉛、鋅、鎘、銻、鋇、銅、鉻、鈷等多種金屬氧化物及其鹽類組成,多為有害物質。陶瓷在10001500℃下燒制而成,如果燒制溫度低,彩釉未能形成不溶性硅酸鹽,在使用陶瓷容器時易使有毒有害物質溶出而污染食品[2]。如在盛裝酸性食品(如醋、果汁)和酒時,這些物質容易溶出而遷入食品,引起安全問題。國內外對陶瓷包裝容器鉛、鎘溶出量均有允許極限值的規定。

6橡膠

天然橡膠是以異戊二烯為主要成分的天然長鏈高分子化合物,本身不分解也不被人體吸收。加工時橡膠的添加劑有交聯劑、防老化劑、加硫劑、硫化促進劑及填充料等。天然橡膠的溶出物受原料中天然物(蛋白質、含水碳素)的影響較大,而且由于硫化促進劑的溶出使其數值加大。合成橡膠是用單體聚合而成,使用的防老化劑對溶出物的量有一定影響。單體和添加物的殘留對食品安全有一定影響[2]。

我國規定不得使用酚醛樹脂用于制作食具、容器、生產管道、輸送帶等直接接觸食品的包裝材料;我國規定氯丁膠一般不得用于制作食品用橡膠制品,氧化鉛、六甲四胺、芳胺類、α-巰基咪唑啉、α-巰醇基苯并噻唑(促進劑M)、二硫化二甲并噻唑(促進劑DM)、乙苯-β-萘胺(防老劑J)、對苯二胺類、苯乙烯代苯酚、防老劑124等不得在食品用橡膠制品中使用;我國規定在食品工業中使用的橡膠制品的著色劑應是氧化鐵、鈦白粉。因此在外觀上規定用紅、白兩種色澤的橡膠為食品工業用,強調黑色的橡膠制品為非食品工業用。

7綜述

以上對食品包裝材料及主要材質的安全性進行了簡單的介紹。隨著國家經濟的發展、政策的調整以及消費觀念的改變,人們已從過去對食品的視覺、觸覺、味覺的保護要求轉向對內在品質的營養保護、消除不可視或潛在的污染與危害的深層要求,迫切要求人們尋找對環境、對人類生存無害的綠色包裝材料以及相配的包裝技術。因此迫切需要借鑒發達國家的經驗,建立科學、有針對性、實用的食品包裝安全控制體系;建立健全食品包裝材料新的法規制度,加快產品標準修改制定工作,制訂與國際接軌的食品包裝質量標準體系。同時消費者要加大自我保護意識。從消費者對食品包裝材料衛生安全信任度的調查中可知,人們認為玻璃、陶瓷、金屬的安全性較高[8],但這些材料也存在安全隱患,消費者安全知識缺乏,如無法認清標簽上的信息標簽,影響到了對安全信息的接受程度[9],急需提高對包裝材料的鑒別能力。

放心食品,安全包裝,環保印刷。食品用包裝、容器、工具等制品市場準入制度讓消費者對食品本身放心的同時也對食品包裝的衛生狀況有信心,全社會共同努力促進我國食品包裝行業朝著安全、衛生、環保的方向發展。

參考文獻

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[6]黃崇杏,王志偉,王雙飛,紙質食品包裝材料中的殘留污染物[J]. 包裝工程,2007,28(7):43-46

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[9]劉金霞,食品安全信息缺失:消費者也有責任[J].中國經濟
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