食品塑料包裝中PAEs遷移危害研究現(xiàn)狀

李明元, 胡銀川

(西華大學生物工程學院,四川成都 610039)

食品塑料包裝中PAEs遷移危害研究現(xiàn)狀

李明元, 胡銀川

(西華大學生物工程學院,四川成都 610039)

綜述了國內(nèi)外食品塑料包裝材料中增塑劑的使用、鄰苯二甲酸酯類化合物(PAEs)的毒理,以及包裝過程中該類增塑劑各單體的遷移規(guī)律研究現(xiàn)狀。比較了我國與主要發(fā)達國家的限量標準,并有針對性地提出了加強我國食品包裝材料開發(fā)研究與管理的建議。

食品;包裝;PAEs;遷移危害

食品塑料包裝材料含有增塑劑、添加劑、低聚體等化合物,在其與食品接觸過程中具有潛在遷移而污染食品,從而對人體健康產(chǎn)生危害。而這些化合物中以增塑劑在塑料中的使用量和食品中的潛在遷移量最大,對人體健康有較大的影響。目前,我國現(xiàn)有的食品用塑料包裝材料的相關(guān)標準檢驗項目少且限量要求與美國FDA和歐盟EC還有一定的差距。為了保護我國食品類進出口企業(yè)的利益和消費者的健康。因此有必要對塑料包裝中的增塑劑在食品中的遷移進行更深入的研究。

1 食品包裝材料中增塑劑使用現(xiàn)狀

增塑劑是一種添加到聚合物體系中能使聚合物體系的塑性增加的物質(zhì)。其主要作用是削弱聚合物分子之間的范德華力,提高其伸長率、曲撓性和柔韌性。增塑劑按其作用方式可以分為兩大類型,即內(nèi)增塑劑和外增塑劑,現(xiàn)在人們一般說的增塑劑都是指外增塑劑。外增塑劑一般是一種高沸點的難揮發(fā)粘稠液體或低溶點固體,而且絕大多數(shù)都是酯類有機化合物。據(jù)統(tǒng)計顯示,全世界每年約使用816萬噸增塑劑,并且每年以10.9%的速度增長,其中鄰苯二甲酸酯類(PAEs)增塑劑占增塑劑總消耗量的90%左右,食品包裝塑料消耗的增塑劑占增塑劑總消耗量的20%左右[1]。隨著人們健康意識的提高,食品塑料包裝制品對增塑劑提出了更高的要求,以持效、高效、無毒、環(huán)保的增塑劑新品替代傳統(tǒng)品種已成大勢所趨。

由于傳統(tǒng)增塑劑存在潛在的致癌危險,歐美發(fā)達國家對食品塑料包裝制品中增塑劑使用采取嚴格的限制措施,大多采用無毒、環(huán)保的新增塑劑。另外,國外加快了對衛(wèi)生要求高的食品塑料包裝制品的基礎(chǔ)應(yīng)用研究,從而使食品塑料包裝制品使用的規(guī)格細化、多功能化和環(huán)?；Ｈ毡疽验_發(fā)并日益擴大生產(chǎn)耐油性能優(yōu)良、無毒、耐遷移的用于食品包裝的混合醇酯增塑劑。

我國是亞洲增塑劑生產(chǎn)和消費量最大的國家,但是,國內(nèi)生產(chǎn)食品塑料包裝制品企業(yè)應(yīng)重視對檸檬酸酯等無毒、持效、綜合性能好的新型增塑劑的開發(fā)和推廣。

2 PAEs毒理研究現(xiàn)狀

PAEs類增塑劑是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的增塑劑,其為無色粘稠液體,難溶于水,易溶于有機溶劑,不易揮發(fā),其比重與水相近,凝固點較低,具有色澤淺、揮發(fā)性小、氣味小等優(yōu)點。鄰苯二甲酸酯一旦進入人體,便很快積蓄在脂肪組織里,不易排泄出去,從而導(dǎo)致人體內(nèi)殘留著高濃度的鄰苯二甲酸酯。

2.1 肺和腎中毒

Huber(1996)給大鼠靜脈注射大劑量的DEHP 200～300 mg/kg體重,結(jié)果引起呼吸道出血,發(fā)炎,繼而肺氣腫死亡。DEHP不僅能使肺中毒,而且能使腎中毒。Ward(1998)給大鼠喂食含12 000 mg/ L DEHP的食物,4～8周以后大鼠腎中毒,24周后腎管退化和萎縮。給大鼠喂食2.15 mg/(kg·d) DEHP,每周3次,持續(xù)一年,結(jié)果腎功能明顯降低,囊腫數(shù)明顯增加。

2.2 發(fā)育毒性

鄰苯二甲酸酯及其代謝產(chǎn)物可以透過胎盤屏障進而對發(fā)育中的胚胎產(chǎn)生毒性,還可以通過母乳傳給幼體[2]。Peters(1997)[3]研究表明,嚙齒動物經(jīng)喂食DEHP后,胎兒死亡率增加;幼仔發(fā)育受到損害、手足畸形、體細胞突變、心臟崎形、眼缺陷、腎盂積水、指趾移位、神經(jīng)管開裂、露腦。

2.3 生殖毒性

鄰苯二甲酸酯作為一種抗雄激素物質(zhì),對雄性生殖系統(tǒng)的發(fā)育有毒性作用。Agarwal(1996)[6]給成年雄性動物注射高劑量(0.9～20 g/(kg·d))的DEHP,結(jié)果精細管和精巢萎縮、精子生成功能喪失。鄰苯二甲酸酯不僅對雄性生殖有毒性,而且對雌性生殖也產(chǎn)生毒性。Koizumi(2000)在給雌鼠喂食DEHP后,造成雌鼠動情期延遲、排卵減少、產(chǎn)生不育癥;給懷孕初期的雌鼠喂食DBP后,胚胎致死率增加;給懷孕中期雌鼠喂食DBP后,則形成肪裂,椎骨、肋骨、頸部畸形,腎盂擴張等畸胎。鄭力行(2002)[8]對人體精液進行檢測,在多個精液樣品中均有鄰苯二甲酸酯檢出,并證明了鄰苯二甲酸酯的含量與男性精子濃度與精子活動度下降有關(guān)。

2.4 致癌作用

國際癌癥研究機構(gòu)、世界衛(wèi)生組織的國際腫瘤研究機構(gòu)、美國毒性物質(zhì)與疾病注冊管理局和美國環(huán)保局均認為DEHP是B2致癌物(即視作對人有可能慢性致癌的物質(zhì))。早在1982年,美國國家癌癥研究所對鄰苯二甲酸酯的致癌性進行了生物鑒定的結(jié)論是:鄰苯二甲酸酯是大鼠和小鼠的致癌物,能使嚙齒類動物的肝臟致癌[3]。此后,Keml (1999)給雄鼠喂食98.5～122 mg/kg的DEHP導(dǎo)致肝細胞腺瘤增長;給小鼠每天喂食146～789 mg/ kg的DEHP增加了肝細胞瘤的發(fā)生率,從而證實了DEHP能使大鼠和小鼠罹患肝細胞腫瘤。

3 PAEs在食品包裝過程中遷移規(guī)律研究現(xiàn)狀

據(jù)研究表明,影響增塑劑向食品遷移的主要因素有:材料中的增塑劑濃度、貯存時間、貯存溫度、食品脂肪含量和接觸面積。而遷移模擬試驗正是研究包裝材料中化學物向食品遷移的重要手段,同時也是管理機構(gòu)為確保食品安全,控制包裝材料中化學物遷移進入食品總量的重要手段。

3.1 國外研究現(xiàn)狀

歐美各國從20世紀60年代就開始關(guān)注食品塑料包裝的遷移問題,隨著分析技術(shù)的不斷提高以及高性能分析設(shè)備的大量涌現(xiàn),20世紀80年代以后各國對塑料食品包裝材料遷移的研究范圍不斷拓展,研究結(jié)果的可靠性也不斷提高。Badeka(1996)[4]研究了微波加熱對食品級PVC膜中增塑劑向橄欖油和水中遷移結(jié)果表明,增塑劑在不同溫度下遷移速度不同,且在橄欖油中比在水中的遷移速度快。Jean等(2003)[5]對PVC塑料中的DEHP向食品模擬溶劑遷移研究發(fā)現(xiàn),DEHP的遷移量隨遷移時間延長而逐漸增加。2006年,瑞士的食品安全控制機構(gòu)對瓶蓋內(nèi)墊中增塑劑對食品的污染情況進行了研究,實驗采用增塑劑添加量在25%～45%之間的90個瓶蓋內(nèi)墊樣品,分別進行了內(nèi)墊的質(zhì)量減少量實驗、不同增塑劑遷移比例實驗和特定遷移量實驗[6]。

3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

近幾年來,隨著國民對食品安全問題的重視,對食品包裝材料的遷移研究逐漸增多。朱勇等(2006)[7]基于Fick擴散定律,采用編程對食品塑料包裝中的增塑劑遷移進行了動力學研究表明,增塑劑遷移速度與接觸面積、遷移溫度、遷移時間、增塑劑的初始濃度呈正相關(guān),也與食品模擬溶劑有關(guān)。王成云等(2007)[8]采用氣相色譜—質(zhì)譜單離子檢測技術(shù)對PVC薄膜在模擬油脂介質(zhì)中增塑劑的遷移規(guī)律研究表明,增塑劑的遷移量與增塑劑種類相關(guān),并與浸泡時間成正相關(guān)關(guān)系。此后,徐俊(2008)[9]通過氣相色譜法對上海地區(qū)連鎖超市內(nèi)銷售PVC保鮮膜包裝食品中的DEHA含量進行測定結(jié)果顯示,食品中DEHA檢出率高達77.1%,檢測的83批樣品中有37批超過歐盟限制的遷移量標準。

4 世界各國標準限量現(xiàn)狀

雖然各國限制增塑劑的方式不盡相同,但基本上遵循兩個原則:其一,限制塑料中增塑劑的使用量;其二,限制向食品遷移的最大允許量。

4.1 國外相關(guān)限量標準

為了對食品包裝進行有效的管理,歐美發(fā)達國家制訂了完善的食品包裝材料安全評價體系和食品包裝標準,加強了對包裝材料組分及其遷移的控制。在歐盟,89/109/EC提出了總體要求,其中有兩種不同的遷移類型,允許總遷移限量和具體物質(zhì)的特定遷移限量。在對食品包裝總遷移量進行控制的同時,歐盟對食品包裝材料中允許使用塑料單體、添加劑遷移量也有嚴格控制。歐盟通過測定食品包裝殘留物在模擬溶劑的含量,對食品包裝成分吸收做評價。在后續(xù)的2002/72/EC、2004/19/EC、2005/79/EC歐盟指令中的可用于塑料生產(chǎn)和加工的單體、起始物和添加劑立標中找不到任何鄰苯二甲酸酯,也就意味著,鄰苯二甲酸酯不可以使用。在美國,FDA(美國食品和藥物管理局)規(guī)定,一種食品接觸物質(zhì)其所致累積飲食濃度低于0.5μg/kg值時,FDA認為其對人體是安全的,可以不接受遷移測試。當其累積飲食濃度大于1μg/kg時,在其進入美國市場前必須同食品添加劑一樣接受FDA法規(guī)的約束。

4.2 國內(nèi)相關(guān)限量標準

我國對直接接觸食品的包裝制品及其原料制訂了國家標準,但和世界先進的管理體系相比,仍存在一定的不足。在食品標準制訂和修訂過程中,我國始終堅持采用國際標準的方針,國內(nèi)標準與國際標準逐步接軌,有力地促進了國內(nèi)食品行業(yè)的發(fā)展和食品質(zhì)量的提高。但是,國內(nèi)仍有很多關(guān)于食品包裝標準的標齡較長,有的長達十幾年,不能與世界發(fā)達國家相接軌。很多采用國內(nèi)標準合格的包裝,到國外就變成不符合標準的產(chǎn)品而被退回。國內(nèi)標準對于市場上相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)的問題不能很好的控制,有的可能存在潛在危害的產(chǎn)品,采用國內(nèi)標準檢定可能是合格的。食品包裝行業(yè)的快速發(fā)展,包裝類型廣、數(shù)量大,從而出現(xiàn)有的產(chǎn)品現(xiàn)在沒有對其質(zhì)量進行控制的標準。另外,由于對材料工藝中添加劑或單體的研究還不夠全面,因而在包裝材料的選擇使用和合理控制上,尚未能建立起類似于歐盟的法規(guī)體系。

5 展 望

我國食品塑料包裝材料使用標準體系和安全評價體系與先進發(fā)達國家還有一定差距,針對我國食品塑料包裝的現(xiàn)狀,筆者提出以下幾點解決措施:第一,加大食品包裝安全宣傳,提高食品包裝安全意識;第二,高標準完善我國的食品包裝材料安全評價體系,直接與國際接軌。第三,加強基礎(chǔ)研究投入,加快食品塑料包裝材料標準體系、安全體系更新速度;第四,加大監(jiān)管力度,規(guī)劃統(tǒng)一管理;第五,加快安全環(huán)保的新型食品包裝材料研發(fā),并為其應(yīng)用提供政策扶持。

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(責任編輯:朱明)

Current Progress of the H azard of PAEs Migration in Plastic Package of Food

LI Ming-yuan, HU Yin-chuan
(Bioengineering College,Xihua University,Chengdu 610039,China)

In this review,the use of plasticizers,toxicity of PAEs and migration laws of monomers in such plasticizers under the packaging process at home and abroad are summarized,and some suggestions about strengthening research and management of food package materials are also provided through compared the limited standards between China and other major developed countries in this manuscript.

food,package,PAEs,migration hazard

TS 206.1

:A

1673-1689(2010)01-0014-04