＊伍換 蔣小良 李軒 陳瑤 周偉光*

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引言

自從改革開放以來，隨著國民物質需要的日益增長和經濟的發(fā)展，我國的食品工業(yè)也在飛速地發(fā)展。而食品包裝是食品生產最后一個重要步驟，發(fā)揮著確保食品品質與安全、儲存與運輸、以及提高食品價值等重要作用[1]。與包裝紙、金屬、木制品、玻璃等包裝材料相比，高分子材料的優(yōu)勢更加明顯，其包裝形式多樣[2]，并且在機械性能、耐溫性、阻隔性、避光性、透過性、化學穩(wěn)定性、促銷性、便利性等諸多方面表現優(yōu)異，基本能滿足各式各樣不同種類食品的包裝需求[3]。再加上高分子材料價格便宜、制作工藝成熟簡單，所以被廣泛應用于包裝工業(yè)中。

1.食品包裝高分子材料的種類及特點

食品包裝高分子材料，也通常被稱為食品包裝塑料，常見的主要有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA 6）這幾種[2,4]。

(1)聚乙烯(PE)

聚乙烯（Polyethene，簡稱PE），化學式為(C2H4)n（圖1），無毒無味，化學穩(wěn)定性出眾，耐低溫性能突出，電絕緣性優(yōu)良并且吸水性較低。聚乙烯是食品包裝塑料中使用最廣泛的一種原料，也是日常生活中最常用的高分子材料之一。根據聚合方式、分子量的大小、鏈結構的差異，聚乙烯可分為高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）以及線性低密度聚乙烯（LLDPE）[4]。

圖1 聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的結構式

其中，高密度聚乙烯，熔點約為130℃，其可以很好地耐熱和耐寒，且剛度和韌度優(yōu)良，被廣泛應用于食品和藥品包裝以及購物塑料袋、垃圾桶、清潔沐浴用品等的使用[5]。低密度聚乙烯能抵御大多數酸堿的腐蝕，在低溫時依舊柔軟，而且低密度聚乙烯抗沖擊和耐穿刺性能較高，在食品領域常被制作成薄膜材料，并大多數以保鮮膜、牛奶盒、休閑食品內膜等形式出現在我們的生活中[6]，為我們的生活提供便利。

(2)聚丙烯(PP)

聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP），化學式為(C3H6)n（圖1），其無臭、無色、無毒，在80℃以下能抵御酸堿的侵蝕，其較聚乙烯透明度、光澤性更好。聚丙烯自身的力學性能、耐化學性、耐熱性優(yōu)良，并且其韌性和耐磨性強度較高，接枝和復合功能也良好。在食品工業(yè)中，聚丙烯材料能在120℃的條件下正常使用，而且力學性能良好，不易變形破損，是當前世界范圍內認為較為安全的食品包裝材料之一[2]。相較于聚乙烯材料而言，聚丙烯的熔點更高，耐熱性更好，因此在我們生活中，聚丙烯常被用作塑料保鮮盒、一次性外賣打包盒、塑料餐具等食品包裝中，尤其是可以被用作微波爐餐盒等蒸煮包裝和微波加熱包裝[7]。

(3)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)

聚對苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Glycol Terephthalate，簡稱PET），化學式為(C10H8O4)n（圖2），無毒、無味，呈乳白色，其表面平滑光澤度好，耐蠕變、耐磨擦，耐氣候性，耐弱酸和有機溶劑，阻隔性優(yōu)良，并且抗化學藥品穩(wěn)定性優(yōu)異[2]。在食品包裝工業(yè)中，聚對苯二甲酸乙二醇酯被廣泛用作可樂，礦泉水，椰汁等飲品的包裝瓶[5]。但是由于PET不耐高溫，達到70℃時就會變形并伴隨塑化劑的釋放。所以，這種PET材料大多數被用于冷飲盛裝瓶的制作而不可應用于熱量較高的飲品的包裝中[4]。此外，該材料也不適合在生活中長期使用，有科學家曾表明，PET塑料包裝制品在長期使用后，可能會釋放出致癌物，對男性的睪丸傷害較大并影響其生殖系統(tǒng)，其使用時間期限通常不超過10個月[6]。所以，PET包裝塑料一定不要高溫加熱以及重復使用，否則將會危害身體健康。

圖2 聚對苯二甲酸乙二醇酯的結構式

(4)聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯（Polycarbonate，簡稱PC），化學式為(C16H14O3)n（圖3），其特點為無味無臭、無色透明，彈性系數好、透明性高、沖擊強度好、尺寸穩(wěn)定性強、蠕變小，耐疲勞，耐熱老化、耐溶劑且可自由染色。在我們的日常生活中，聚碳酸酯常被用于制作太空杯、餐具、桶裝水桶及水瓶等與我們食品相關的器具[4]。但是由于應用的聚碳酸酯主要由雙酚A和光氣來合成，而其合成單體雙酚A溶入食品后可能提高乳腺癌、前列腺癌、糖尿病等疾病的發(fā)病率，還會導致嬰幼兒提前發(fā)育，嚴重威脅胎兒和兒童的健康[4,8]。早在21世紀初期，我國衛(wèi)生部就出臺了相應條文規(guī)定，明確禁止了生產商使用雙酚A制造奶瓶。

圖3 聚碳酸酯的結構式

(5)聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯（Polystyrene，簡稱PS），化學式是(C8H8)n（圖1），無毒，無臭，無色透明，其特點是電性能良好、透明度出眾、耐腐蝕、剛度強、玻璃化溫度較高、隔熱性好、印刷性好而且價格低廉。由于聚苯乙烯的玻璃化溫度高于100℃，因此其經常被用來制作可耐此溫度及以下溫度的食品容器，如泡沫保溫盒、泡面盒等，此外聚苯乙烯常見的包裝制品還有透明蛋糕盒、快餐盒蓋等發(fā)泡餐具。但是要注意的是，聚苯乙烯不耐有機溶劑，油脂容易吸附表面難以清洗，而且其材質容器不能盛放強酸、強堿，因聚苯乙烯遇強酸、強堿會生成有毒物質[4-5]。此外，此材料高溫下也會釋放有害物質，因此，用聚苯乙烯餐盒盛放食物時不能用微波爐加熱，會影響我們的健康。不過，早在2018年全球就有大約27個國家相繼出臺了針對一次性聚苯乙烯塑料制品的禁令，與之對應的是我國政府也頒布了一系列相關指令與措施，我國將會階段性采取禁止和限制個別塑料制品的生產和使用[9]。

(6)聚酰胺(PA 6)

聚酰胺（Polyamide 6，簡稱PA 6），俗稱尼龍6，化學式為(C6H11NO)n（圖4）。首先聚酰胺薄膜可以在較寬的溫度區(qū)間內使用，其次其擁有較好的拉伸強度，能抵御有機溶劑、耐破裂、抗沖擊、抗穿刺性、耐油、耐化學性并且有著較好的氣體阻隔性[10]。因此，聚酰胺薄膜常被用于咖啡、糕點、醬料、粉末、果凍、酸奶、奶酪、冷藏食品等食品的包裝和盛放[11]。此外，由于其有著較強的吸水性，所以不適合被應用于盛裝含水量較高的食物及飲品[12]。

圖4 聚酰胺的結構式

2.食品包裝高分子材料的安全性

食品安全是一個深受廣大消費者關注的問題，而不僅僅是食品本身的質量問題影響著食品安全，同時食品包裝的安全也與其息息相關[13]。食品包裝的安全在食品安全中扮演著極其重要的角色，我們必須重視和了解食品包裝塑料對于食品安全的潛在威脅。

(1)包裝高分子材料自身的安全性

高分子材料是通過將小分子單體經過聚合反應，例如加聚或者縮聚反應等，形成的高分子聚合物。高分子聚合物通常自身幾乎沒有毒性，我們日常所用的食品包裝大多用的是無毒的塑料樹脂。但是在聚合物合成的過程中會常常殘留一些小分子單體，這些單體有一定毒性，甚至可能成為致癌的危險物質[14]。

例如：聚苯乙烯制成的各類食品塑料包裝袋中則包含著有毒單體苯乙烯，而苯乙烯為可疑致癌物[15]，對黏膜具有刺激性，長時間在此環(huán)境下甚至會引發(fā)阻塞性肺部發(fā)?。痪厶妓狨t會釋出雙酚A，它會在很大程度上破壞激素，抑制內分泌系統(tǒng)，惡化腫瘤。如果食品包裝中含有該類物質，會導致食品中含有一定量雙酚A。人若長時間食用被其污染過的食品，很容易導致內分泌紊亂，其對嬰幼兒的危害尤其明顯[13-14]；聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）的單體氯乙烯對肝腎甚至神經系統(tǒng)都有危害，且有明顯的致突變性[16]。并且若周圍溫度達到50℃以上，該類制品就會逐漸析出氯化氫氣體[17]，對眼和呼吸道黏膜有強烈的刺激性作用；還有以三聚氰胺（Melamine）為原材料制成的食品包裝受熱分解會釋放劇毒的氰化物氣體，并且其包裝袋中會有一定量游離的甲醛[18]，而甲醛已經被公認為是一種致癌物。接觸時間短的話主要會使人發(fā)生過敏等問題，而如果長期近距離接觸則有致癌、致畸的重大風險，甚至會對人體內的臟器造成不可逆的實質性損傷。另外，由于塑料中殘留的低聚物和部分有害單體可溶于食用油，容易向食品遷移，會很大程度上威脅食品的安全，從而影響消費者的身體健康，所以必須重視此類問題。

(2)添加助劑的安全性

在塑料制品的制備過程中，為了改善塑料的加工以及其使用性能，有些塑料會在制備過程中添加少量的添加劑，即塑料助劑，其中包括增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、著色劑等[13]。與主要成分聚合物樹脂相比，塑料助劑在整體配方中的用量不大，但其對塑料加工及應用性能的提高和改善起著至關重要的作用。這些添加助劑在一定溫度和壓力下，同樣也會從塑料包裝中析出，轉移到食品中，從而危害到人體健康[14,19]。一種塑料制品能否應用于食品相關的包裝，除了需要嚴格控制塑料單體含量之外，還需要考察所使用的助劑是否安全無毒或者低毒性。

(3)包裝高分子材料的不合理使用

由于對食品包裝高分子材料的了解不是很多，許多消費者使用或購買食品包裝塑料產品時，在沒有明確其材料特點信息的情況下就進行操作使用。例如：聚碳酸酯塑料制品就不能被用作嬰幼兒的奶罐或食品盛放，因為其主要由雙酚A和光氣合成，雙酚A會嚴重影響嬰幼兒的健康；聚苯乙烯塑料制品則不能盛放強酸、強堿類物品，而且不能用微波爐加熱，否則均會生成有毒物質影響我們的健康；聚對苯二甲酸乙二醇酯材料最高耐熱溫度為70℃，不可裝熱飲，有害物質容易溶出，危害人體健康。而且PET材質飲料瓶不可重復使用，不可長時間暴曬，亦不可盛裝酒、油、醋等食材，材料容易溶出和釋放有害化學物質，引發(fā)健康問題。一般來說塑料制品上會印有不同的數字，以提示消費者塑料制品的材料屬性。其中，數字1代表聚對苯二甲酸乙二醇酯，數字6代表聚苯乙烯，數字7則代表聚碳酸酯，所以在此提醒消費者需要特別注意和辨別上述幾類材料的屬性，合理使用包裝塑料[6]。

3.結論與展望

對食品包裝高分子材料進行了總結分類，并概述了聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺這六種材料的性能及特點，其次對影響食品包裝高分子材料安全的各個因素展開了分析討論。食品安全是關系人民幸福安康的大事，食品包裝高分子材料與食品安全密切相關，我們需要明確和熟悉食品包裝高分子材料的種類及安全性，盡可能地降低或消除食品包裝材料對食品安全的影響，從而最大程度上維護我國的食品安全，保證國民的飲食健康。