陶 強，吳雄杰，齊 敏，胡 偉，高 江，項 楊，李大偉

(安徽省包裝印刷產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，安徽桐城 231400)

0 前言

據(jù)統(tǒng)計，塑料用于食品包裝的銷量占塑料總產(chǎn)量的四分之一左右，在各個超市及商場很多食品包裝材料是用塑料做的，塑料包裝產(chǎn)品已成為人們生活中不可或缺的一部分，其發(fā)展速度較其他工業(yè)領(lǐng)域也相對迅速。目前，我國塑料包裝企業(yè)的準入門檻低，技術(shù)含量低，其中絕大部分為中小企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備普遍較為落后，產(chǎn)品質(zhì)量較低。因此，應(yīng)嚴格按國家發(fā)布的相關(guān)標準執(zhí)行控制相關(guān)生產(chǎn)工藝，否則會造成食品污染，危害人類生命健康[1-4]。

近年來，塑料食品包裝材料的安全問題也是百姓關(guān)心、國家重視的一個熱門話題。我國早在很多年前就規(guī)定與食品直接接觸或間接接觸的塑料食品包裝材料不得含有對人體有毒、有害的成分，這類材料必須符合《食品包裝管理規(guī)定》和相應(yīng)的衛(wèi)生標準的要求。

如今，用于塑料食品包裝的聚合物材料日益增多，這些聚合物包裝生產(chǎn)制造時為提高相應(yīng)的性能往往會加入一些助劑或化學(xué)添加劑，如增塑劑、填充劑、潤滑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑等。在日常使用中聚合物包裝與食品接觸時，材料內(nèi)的助劑或化學(xué)添加劑會向食品中遷移，影響人們的身體健康，如共聚體、游離單體、低聚體、大分子降解產(chǎn)物等。筆者列舉了生活中幾種常見的用于食品的包裝塑料，簡要概述了可能產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)以及對人體的危害，并對食品包裝塑料安全性進行了展望[5-7]。

1 常見的食品包裝塑料

1.1 聚乙烯及加工方法

由乙烯單體聚合而成的聚乙烯(PE)是目前最大的通用塑料產(chǎn)品之一，主要分為三大類：低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)。在食品包裝中常用作保鮮膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、水壺等。

PE塑料可用不同的加工法制造，添加少量抗氧劑、爽滑劑等塑料助劑后造粒制成。其中阻止PE自動氧化鏈反應(yīng)的抗氧劑品種繁多，如抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑BHT等。以乙烯為主要原料，己烯、丙烯、1-丁烯為共聚體，在添加催化劑的條件下，采用氣相聚合或淤漿聚合工藝，再經(jīng)過閃蒸、分離、干燥、造粒等工序，制得均勻的成品顆粒，產(chǎn)品最終的成型工藝主要有片材、型材、擠塑、吹塑、注塑、滾塑和薄膜擠出等[8]。PE大多用于薄膜，PE薄膜加工一般用普通平擠加工法或吹膜加工法；通用LDPE或LLDPE都可用平擠加工法或吹膜加工法；HDPE薄膜一般用于要求優(yōu)越的拉伸性和極好的防滲性的地方，如商品袋、雜貨袋和食物包裝。

1.2 聚丙烯及加工方法

聚丙烯(PP)主要用于一次性塑料餐盒的制作，是由丙烯聚合而成的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯和無規(guī)聚丙烯三種。與PE食品包裝材料相比，PP有較好的耐熱性能和耐油性能，而且健康、環(huán)保。雖然PP的耐寒性不及其他塑料包裝材料，但是仍成為微波食品包裝的原材料之一。

PP生產(chǎn)工藝主要由本體法、氣相法和溶液法等組成，其中氣相法是一種比較先進的工藝[9-10]。近年來，氣相法在塑料包裝制造中得到了廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)技術(shù)的進步促進了我國塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前市面上流通的PP塑料餐盒幾乎都是通過氣相法生產(chǎn)的。氣相法的迅速發(fā)展,使其可以與Spheripol技術(shù)融合。Spheripol技術(shù)由巴塞爾(Basell)聚烯烴公司研發(fā)，自1982年成功工業(yè)化以來，是迄今為止應(yīng)用最廣泛的PP生產(chǎn)工藝。

隨著加工技術(shù)的不斷改進，PP新品在微波食品包裝領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用。西班牙塑料技術(shù)中心和西班牙Bandesur(Jaen)公司在西班牙國家基金項目的資助下[11]，聯(lián)合開發(fā)出一種新型PP耐熱微波爐專用食物托盤用來烘烤食物，該托盤可盛放新鮮的魚、禽等肉制品，也可以盛放預(yù)制烹制的面食、蔬菜等食品。Veriplast International公司采用PP材料注塑生產(chǎn)的Serve and Dine碗[12]，可用于微波加熱，也可以用于盛裝熱湯、炒菜或冷飲。

1.3 聚對苯二甲酸類塑料及加工方法

聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而制得的聚合物，是主要以聚對苯二甲酸類材料為代表的熱塑性飽和聚酯的總稱，包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PCT)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)及其共聚物。聚酯類塑料主要指聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，通常也包括PBT和聚芳酯等線型熱塑性樹脂[13]。其中，PET是包裝領(lǐng)域20世紀80年代以來應(yīng)用最廣泛的材料之一[14]。

在包裝領(lǐng)域中，PET尤以包裝容器的發(fā)展最為引人注目，我國PET瓶年產(chǎn)量為50億只以上，且呈逐年上升趨勢。PET瓶在碳酸軟飲料(CSD)領(lǐng)域應(yīng)用最為成功，以雪碧、可樂、芬達等為代表，早在2015年，中國建材網(wǎng)在商業(yè)資訊欄目中報道CSD用瓶已占PET瓶市場總量的33%。PET塑料容器在常溫條件下使用，幾乎不會產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，所以目前國內(nèi)市面上的食用調(diào)和油大多采用聚酯塑料瓶或桶盛裝，各大超市售賣的色拉油、菜籽油、花生油、大豆油等各種食用油幾乎都使用聚酯塑料瓶或桶盛裝。

PET吹塑瓶的生產(chǎn)按型坯的預(yù)成型不同可分為注塑拉伸吹塑和擠出拉伸吹塑，在這兩種成型方法中，由于注塑拉伸吹塑工藝易控制、生產(chǎn)效率高、次品率少而較為常用。雖然這類產(chǎn)品廠家不同，但其工藝系統(tǒng)相似，一般由五大部分組成，分別為供坯系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、吹瓶系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔機。PET吹塑瓶可分為有壓瓶與無壓瓶兩類：有壓瓶用來裝CSD；無壓瓶用來充裝油、茶、水等。

1.4 聚苯乙烯及加工方法

聚苯乙烯(PS)是一種無色透明的熱塑性塑料，具有較強的絕緣性、較好的絕熱性以及優(yōu)越的透明性能，但是在低溫情況下質(zhì)地較脆，容易出現(xiàn)裂紋。另外，PS具有在高于100 ℃的情況下實現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此經(jīng)常被用來制作各種需要承受開水溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒等。

1999年1月，國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布第6號令，一次性PS發(fā)泡塑料餐具被禁用，限期在2000年底全面淘汰。多年以來，一次性PS發(fā)泡塑料餐具總是與有毒、白色污染等詞聯(lián)系在一起，但是國家發(fā)展和改革委員會在2013年2月26日發(fā)布了第21號令，在淘汰類產(chǎn)品目錄中刪除了“一次性發(fā)泡塑料餐具”，于是一次性發(fā)泡塑料餐具再次在市場上活躍起來[15-17]。

PS主要通過本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合、乳液聚合、離子型聚合等方法加工而成，工業(yè)上較多采用本體聚合與懸浮聚合。PS在生產(chǎn)時除本身的單體苯乙烯外，還使用多種添加劑，如引發(fā)劑、助分散劑、分散劑和發(fā)泡劑等。引發(fā)劑通常用有機過氧化物或偶氮類化合物，通常是過氧化氫、過氧化二苯甲酰、過氧化二叔丁基以及偶氮二異丁腈等。分散劑常用的有聚乙烯醇、羥乙基纖維素以及磷酸三鈣。助分散劑一般使用鈉鹽，如十二烷基苯磺酸鈉、苯乙烯/順丁烯二酸酐共聚物等。發(fā)泡劑有多種，主要分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類，我國多使用物理發(fā)泡劑，早期多使用氟利昂做發(fā)泡劑，現(xiàn)被低沸點的丁烷、液化石油氣和二氧化碳替代。

2 食品塑料包裝材料的安全性

2.1 單體污染

PE、PP兩種單體沸點低、易揮發(fā)，通常條件下一般不存在殘留問題。PS本身無毒，屬于衛(wèi)生、安全的食品包裝塑料，但其前驅(qū)體苯乙烯及乙苯、異丙苯、甲苯等揮發(fā)性物質(zhì)具有一定毒性[18]，尤其是苯乙烯單體，它可以引起神經(jīng)、消化、血液等系統(tǒng)的損害。以成年大鼠為例，當苯乙烯單體質(zhì)量分數(shù)超過0.05，大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)就會被抑制而引起心率不整，其生育能力、肝臟及腎臟的平均質(zhì)量均會下降。聚對苯二甲酸乙二醇酯結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，70 ℃以下使用幾乎不產(chǎn)生任何有毒、有害物質(zhì)，當溫度達到100 ℃以上時才會發(fā)生化學(xué)變化，所以通常不會有單體殘留。

2.2 塑料助劑污染

2.2.1 增塑劑

增塑劑也叫塑化劑，是塑料工業(yè)上廣泛使用的助劑，在生產(chǎn)過程中加入增塑劑，可以使塑料柔韌性增強，易于設(shè)備加工，是合法的工業(yè)生產(chǎn)助劑。生產(chǎn)廠家常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、二己二酸酯(DEHA) 等 。增塑劑的急性毒性很低，人體攝入后短時間內(nèi)幾乎沒有急性中毒的表現(xiàn)，相反，其慢性毒性對人體的危害相當大[19-21]。國外的動物研究結(jié)果表明，增塑劑具有致突變性和致癌性，可導(dǎo)致動物存活率降低、血中紅細胞減少、肝腎功能下降、體重減輕[22]。日常用的PET食品包裝容器和PP塑料一次性餐飲具在制作加工過程中無需添加增塑劑，因此PET瓶和一次性PP飯盒加熱后，均不會產(chǎn)生塑化劑的釋放和遷移。PE是在200～300 ℃高溫和100～200 MPa高壓下，將乙烯聚合制成，這樣制得的PE密度低、質(zhì)地柔軟，對于化學(xué)試劑、陽光、空氣以及水分都具有較強的穩(wěn)定性，所以無需外加增塑劑。在常溫下PS的突出特點是性脆，主要是由于PS是線性結(jié)構(gòu)，苯環(huán)側(cè)機在主鏈上是無規(guī)則的，造成軟化點較高，即脆性較大。所以為提高黏膠劑的質(zhì)量，必須在PS中加入增塑劑，如DOP與DBP，其中DOP能使嚙齒類動物的肝臟產(chǎn)生癌變，DBP對人類的上呼吸道黏膜細胞及淋巴細胞有遺傳毒性[23-24]。

2.2.2 穩(wěn)定劑

穩(wěn)定劑是除增塑劑外塑料制品中使用較多的添加劑，主要有光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑等。光穩(wěn)定劑有阻胺光穩(wěn)定劑、鎳猝滅劑等；熱穩(wěn)定劑有鉛穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑、金屬皂穩(wěn)定劑等。當塑料包裝材料接觸食品后，這些穩(wěn)定劑中的重金屬易遷入食品中，特別是鉛、鎘等對人體危害較大。諸如PP、PE、PET、PS中均會添加光穩(wěn)定劑，因為光穩(wěn)定劑的加入能夠抑制或者減緩材料的光老化速度，提高材料的耐光性能，延長使用壽命[25-26]。因此，國家質(zhì)檢總局規(guī)定食品接觸材料及制品必須滿足GB/T 31604.9—2016 《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 食品模擬物中重金屬的測定》要求。

3 食品包裝材料的發(fā)展對策

3.1 倡導(dǎo)低碳和環(huán)保包裝

在整個食品產(chǎn)業(yè)鏈上，低碳、環(huán)保已是主流趨勢，人們越來越重視包裝材料廢棄后造成的環(huán)境污染與資源浪費等問題。對包裝實行低碳化、減量化、無害化、資源化、回收再利用以及安全化勢在必行；其次，應(yīng)加大對食品包裝物資金、科研的投入。2015年9月中國首個大型年處理15萬t PET再生塑料加工項目正式投產(chǎn)，該項目能生產(chǎn)出應(yīng)用于汽車食品包裝、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生、服裝等行業(yè)的再生塑料。PE、PS、PP等有較好的穩(wěn)定性，不易降解，利用甲殼、淀粉、纖維素等天然高分子材料與它們合成，能夠生產(chǎn)出生物降解食品包裝塑料。2019年全球生物塑料產(chǎn)能有望達到780萬t。

3.2 完善食品包裝材料的安全體系

提高包裝材料企業(yè)的準入門檻，將質(zhì)量安全體系與環(huán)境監(jiān)督評審有機結(jié)合，積極開展強制性認證工作。對已獲生產(chǎn)許可的企業(yè)采取不定期審查，努力打造一道長效的食品包裝材料的安全壁壘。學(xué)習(xí)建立完善的食品包裝監(jiān)管系統(tǒng)：食品包裝質(zhì)量安全認證制度、可溯源的食品包裝的安全數(shù)據(jù)中心以及食品包裝的召回準則等，從而有效監(jiān)控塑料包裝材料的全過程[27]。

3.3 加大執(zhí)法力度

包裝行業(yè)除了要向低碳化、減量化、無害化、資源化、回收再利用以及安全化六個方向發(fā)展外，還應(yīng)該加大對不法企業(yè)的監(jiān)管和處罰力度。食品包裝工業(yè)是食品加工的一個重要組成部分，在歐美、日本等國家，食品包裝等同于食品，應(yīng)和食品安全一樣，依據(jù)國家法律法規(guī)，采取定期監(jiān)督抽查與檢驗、年審等措施，加大對家庭作坊、小微企業(yè)的監(jiān)管力度和對違規(guī)企業(yè)的處罰力度。

4 結(jié)語

面對塑料食品包裝行業(yè)存在的問題與挑戰(zhàn)，企業(yè)應(yīng)在國家包裝產(chǎn)業(yè)方針政策的指導(dǎo)下，積極吸納高層次人才，以發(fā)展綠色包裝為重點，以節(jié)能減排為目標，著力提高生產(chǎn)設(shè)備水平，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，改善經(jīng)營管理，不斷增強軟包裝領(lǐng)域的競爭能力，努力實現(xiàn)軟包裝行業(yè)又好又快的發(fā)展目標。