食品包装材料中有害物质迁移的研究进展
林远洪
食品安全成为世界各国广泛关注的热点话题，食品包装材料的质量安全备受关注。 食品包装在原料、辅料、工艺等方面的安全性，将直接关系到食品的质量安全，对人体健康构成威胁。食品包装材料中有害化学物质的迁移成为引起食品污染的重要途径。目前，国内已经对食品包装材料中添加的功能性助剂以及包装印刷过程中使用有害化工材料为主要原料的油墨、溶剂及辅料的迁移规律进行了的研究，并通过限制用于食品包装材料的种类、小分子迁移量等指标，最大限度地降低对被包装食品的污染，以保障食品的安全。
食品包装中可能存在的有害物质
塑料包装材料的危害主要是材料内部残留的有毒有害化学污染物的迁移和溶出而导致食品污染。包装材料中有害物质的主要来源有以下几大类：
加工助剂。为改善聚合物材料的加工和使用性能，而在聚合过程中加入的添加剂会存在不同程度的向食品迁移溶出的问题，由于某些添加剂或者添加剂降解物对人体具有一定毒性。因此大多数加工助剂都可能构成包装材料安全的风险。常用的加工助剂有：增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂等。
油墨。油墨是用于包装材料印刷的重要材料，主要物质有粘接料、色料、填充料和辅助料等。食品包装材料的新型化使得印刷油墨在其上的使用越来越广泛，油墨的卫生安全性尤为突出。包装印刷油墨的危害表现在三个方面：苯类溶剂残留；油墨中所使用的颜料、染料中存在着重金属、苯胺或稠环化合物等物质；复合用粘胶剂可能残留挥发性有机化合物（VOC）。
原料。 原料本身含有的有毒有害物质，如残存于聚氯乙烯树脂中的氯乙烯，PS树脂中的苯乙烯，PET树脂中的低分子量低聚体，PC塑料树脂中的双酚A等。另外，塑料在聚合合成工艺中，因反应不完全或分子链断裂也会有一些可能致癌的单体残留，如氯乙烯、苯乙烯等；再生食品包装材料在再生生产过程中也会产生一些低分子物质。
食品包装材料中有毒有害物质的迁移规律
迁移指包装材料中化学物质向与食品接触的内表面扩散并被溶剂化或溶解。迁移是一个扩散和平衡的过程。迁移物在聚合薄膜中扩散迁移可分为三个相互联系的阶段：渗透质在聚合物内扩散、渗透质在聚合物与食品界面处溶解、渗透质溶入食品。迁移测试是用于评价包装材料向食品中流入的有毒有害物质的含量水平。迁移量除取决于迁移物质本身的性质和用量外，还与接触物质和环境系条件有关。塑料材料及制品在使用中可能接触的食品种类广泛，国家标准《GB/T 23296.1-2009食品接触材料 塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验和含量测定方法以及食品模拟物暴露条件选择的指南》允许使用常规的模拟物进行迁移实验。其中，水食品模拟物包括模拟物A、模拟物B、模拟物C；脂类食品模拟物，可用具有标准规格（特性）的合成甘油三酯混合物、向日葵油或玉米油代替。
塑料包装材料中有害物质的迁移规律。邻苯二甲酸酯类化合物對温度高、油脂含量高的食物相对温度低、油脂含量低的食物污染程度较大。邻苯二甲酸盐类被称为挥发性或半挥发性有机化合物，常作为增塑剂和阻燃剂广泛用于工业和消费产品。目前有文献研究了聚氯乙烯材料中增塑剂邻苯二甲酸盐类的迁移规律，发现邻苯二甲酸盐类短时间内没有迁移，但经过一定的时间后会发生迁移，同时指出邻苯二甲酸盐增塑聚氯乙烯的使用存在潜在毒性和高迁移性。
双酚是重要的有机化工原料，广泛应用于多种高分子材料和精细化工产品的生产。目前的研究中主要证实双酚从PC塑料瓶至水及其他饮料的迁移，同时研究了五种不同的清洁剂和漂白剂对PC塑料瓶释放出双酚的影响。结果表明，在最坏的情况下，即使PC塑料样本清洗三次，检出双酚的量仍保持约超出控制500倍的高浓度。同时，双酚迁移到食品模拟物以及众多塑料奶瓶的现象也已被证实。
纸质包装材料中有害物质的迁移规律。纸和纸板在使用时会经过后续加工处理：涂腊、涂清漆、淋膜聚乙烯或聚丙烯，其中包括消泡剂、脱墨剂、施胶剂、湿强剂等功能型助剂，还有油墨以及再生材料的二次污染。它们与食品具有高的接触面积，并且食品表面有脂肪，且大多都是高温接触，将加速材料中脂溶性物质的迁移。目前文献一方面研究了几个欧洲国家的快餐食品的包装，其中包括披萨、炸土豆、炸鸡翅的纸盒、三明治的纸包装，发现它们都不同程度地受到双酚和邻苯二甲酸酯类化学品的污染。结果发现，纸和纸板食品包装中的增粘剂松香酸和脱水松香酸类物质向不同食品模拟物中的迁移，且发现二者对DNA均具有破坏作用。另一方面研究了外卖食品包装纸和纸容器中的化学残留物。实验表明这些水或乙醇溶出物，主要成分有邻苯二甲酸酯、甾酮、树脂酸等，可以使细胞的渗透性、线粒体功能、细胞形态发生改变，阻止细胞生长速度和基因的复制能力。
有毒有害物质的迁移主要受食品模拟物、迁移时间和温度等因素的影响。目前的研究发现，在油性环境下，迁移物迁移相对量最大；在酸性和中环境下，迁移物迁移相对量均较少。时间和温度也是影响化学物质迁移的重要因素，短时高温浸泡与长时低温浸泡的效果相同。在相同的接触时间内，迁移量随温度升高而增大。同时，在相同温度条件下，总迁移量随时间延长而增加，且温度越高，增加趋势越明显。在低温条件下，即使接触时间较长，迁移的变化也很小。除此之外，微波加热、高压处理等都会加速有害物质的迁移速度。
有害物质迁移的标准状况
迁移试验是指在规定条件下，为测定食品接触材料及制品的组分迁移到与之接触的食品或制品模拟物中的量而进行的试验。目前，国外欧、美、日等发达国际和地区已建立了包装污染物在食品和食品包装系统中的分配迁移模型和公式，为迁移分析积累了大量的实验数据。2015年至2016年间，国家卫计委陆续发布《GB 4806.1～4806.11食品接触材料卫生标准》系列标准及《GB 31604.1～31604.49食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验》系列标准，食品接触材料卫生标准涵盖食品接触用纸和纸板材料及制品、金属材料及制品、橡胶材料及制品、陶瓷制品、搪瓷制品、玻璃制品、塑料树脂、塑料材料及制品、食品接触用涂料及涂层等材料；食品接触材料及制品迁移试验包括总迁移量、双酚A、1，3-苯二甲胺、1，3-丁二烯、丙烯腈、邻苯二甲酸酯、砷、镉、铬、铅、锑、锌等数十种化学污染物以及高锰酸钾消耗量、脱色试验、食品模拟物中重金属、树脂的质量从原料到成品的迁移试验。这样，前述系列标准与2009年国家质检总局发布的《GB/T 23296.1～23296.26食品接触材料 高分子材料 食品模拟物》系列标准形成食品接触材料迁移较完善的标准体系，牢牢筑起食品包装材料质量安全防线。
综上所述，食品包装材料本身所含有的有毒有害物质及其迁移是导致食品安全问题的重要因素之一。我国食品接触材料标准体系的日益完善，今后食品模拟物的适用性、稳定性及新的食品模拟物体系进一步研究，包装材料检测分析、政策法规、质量安全监管网络健全，我国食品包装行业将朝着安全、卫生、环保的方向发展，减小或遏制有害物质迁移、确保食品安全，大力推动食品工业的发展。
食品安全成为世界各国广泛关注的热点话题，食品包装材料的质量安全备受关注。 食品包装在原料、辅料、工艺等方面的安全性，将直接关系到食品的质量安全，对人体健康构成威胁。食品包装材料中有害化学物质的迁移成为引起食品污染的重要途径。目前，国内已经对食品包装材料中添加的功能性助剂以及包装印刷过程中使用有害化工材料为主要原料的油墨、溶剂及辅料的迁移规律进行了的研究，并通过限制用于食品包装材料的种类、小分子迁移量等指标，最大限度地降低对被包装食品的污染，以保障食品的安全。
食品包装中可能存在的有害物质
塑料包装材料的危害主要是材料内部残留的有毒有害化学污染物的迁移和溶出而导致食品污染。包装材料中有害物质的主要来源有以下几大类：
加工助剂。为改善聚合物材料的加工和使用性能，而在聚合过程中加入的添加剂会存在不同程度的向食品迁移溶出的问题，由于某些添加剂或者添加剂降解物对人体具有一定毒性。因此大多数加工助剂都可能构成包装材料安全的风险。常用的加工助剂有：增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂等。
油墨。油墨是用于包装材料印刷的重要材料，主要物质有粘接料、色料、填充料和辅助料等。食品包装材料的新型化使得印刷油墨在其上的使用越来越广泛，油墨的卫生安全性尤为突出。包装印刷油墨的危害表现在三个方面：苯类溶剂残留；油墨中所使用的颜料、染料中存在着重金属、苯胺或稠环化合物等物质；复合用粘胶剂可能残留挥发性有机化合物（VOC）。
原料。 原料本身含有的有毒有害物质，如残存于聚氯乙烯树脂中的氯乙烯，PS树脂中的苯乙烯，PET树脂中的低分子量低聚体，PC塑料树脂中的双酚A等。另外，塑料在聚合合成工艺中，因反应不完全或分子链断裂也会有一些可能致癌的单体残留，如氯乙烯、苯乙烯等；再生食品包装材料在再生生产过程中也会产生一些低分子物质。
食品包装材料中有毒有害物质的迁移规律
迁移指包装材料中化学物质向与食品接触的内表面扩散并被溶剂化或溶解。迁移是一个扩散和平衡的过程。迁移物在聚合薄膜中扩散迁移可分为三个相互联系的阶段：渗透质在聚合物内扩散、渗透质在聚合物与食品界面处溶解、渗透质溶入食品。迁移测试是用于评价包装材料向食品中流入的有毒有害物质的含量水平。迁移量除取决于迁移物质本身的性质和用量外，还与接触物质和环境系条件有关。塑料材料及制品在使用中可能接触的食品种类广泛，国家标准《GB/T 23296.1-2009食品接触材料 塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验和含量测定方法以及食品模拟物暴露条件选择的指南》允许使用常规的模拟物进行迁移实验。其中，水食品模拟物包括模拟物A、模拟物B、模拟物C；脂类食品模拟物，可用具有标准规格（特性）的合成甘油三酯混合物、向日葵油或玉米油代替。
塑料包装材料中有害物质的迁移规律。邻苯二甲酸酯类化合物對温度高、油脂含量高的食物相对温度低、油脂含量低的食物污染程度较大。邻苯二甲酸盐类被称为挥发性或半挥发性有机化合物，常作为增塑剂和阻燃剂广泛用于工业和消费产品。目前有文献研究了聚氯乙烯材料中增塑剂邻苯二甲酸盐类的迁移规律，发现邻苯二甲酸盐类短时间内没有迁移，但经过一定的时间后会发生迁移，同时指出邻苯二甲酸盐增塑聚氯乙烯的使用存在潜在毒性和高迁移性。
双酚是重要的有机化工原料，广泛应用于多种高分子材料和精细化工产品的生产。目前的研究中主要证实双酚从PC塑料瓶至水及其他饮料的迁移，同时研究了五种不同的清洁剂和漂白剂对PC塑料瓶释放出双酚的影响。结果表明，在最坏的情况下，即使PC塑料样本清洗三次，检出双酚的量仍保持约超出控制500倍的高浓度。同时，双酚迁移到食品模拟物以及众多塑料奶瓶的现象也已被证实。
纸质包装材料中有害物质的迁移规律。纸和纸板在使用时会经过后续加工处理：涂腊、涂清漆、淋膜聚乙烯或聚丙烯，其中包括消泡剂、脱墨剂、施胶剂、湿强剂等功能型助剂，还有油墨以及再生材料的二次污染。它们与食品具有高的接触面积，并且食品表面有脂肪，且大多都是高温接触，将加速材料中脂溶性物质的迁移。目前文献一方面研究了几个欧洲国家的快餐食品的包装，其中包括披萨、炸土豆、炸鸡翅的纸盒、三明治的纸包装，发现它们都不同程度地受到双酚和邻苯二甲酸酯类化学品的污染。结果发现，纸和纸板食品包装中的增粘剂松香酸和脱水松香酸类物质向不同食品模拟物中的迁移，且发现二者对DNA均具有破坏作用。另一方面研究了外卖食品包装纸和纸容器中的化学残留物。实验表明这些水或乙醇溶出物，主要成分有邻苯二甲酸酯、甾酮、树脂酸等，可以使细胞的渗透性、线粒体功能、细胞形态发生改变，阻止细胞生长速度和基因的复制能力。
有毒有害物质的迁移主要受食品模拟物、迁移时间和温度等因素的影响。目前的研究发现，在油性环境下，迁移物迁移相对量最大；在酸性和中环境下，迁移物迁移相对量均较少。时间和温度也是影响化学物质迁移的重要因素，短时高温浸泡与长时低温浸泡的效果相同。在相同的接触时间内，迁移量随温度升高而增大。同时，在相同温度条件下，总迁移量随时间延长而增加，且温度越高，增加趋势越明显。在低温条件下，即使接触时间较长，迁移的变化也很小。除此之外，微波加热、高压处理等都会加速有害物质的迁移速度。
有害物质迁移的标准状况
迁移试验是指在规定条件下，为测定食品接触材料及制品的组分迁移到与之接触的食品或制品模拟物中的量而进行的试验。目前，国外欧、美、日等发达国际和地区已建立了包装污染物在食品和食品包装系统中的分配迁移模型和公式，为迁移分析积累了大量的实验数据。2015年至2016年间，国家卫计委陆续发布《GB 4806.1～4806.11食品接触材料卫生标准》系列标准及《GB 31604.1～31604.49食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验》系列标准，食品接触材料卫生标准涵盖食品接触用纸和纸板材料及制品、金属材料及制品、橡胶材料及制品、陶瓷制品、搪瓷制品、玻璃制品、塑料树脂、塑料材料及制品、食品接触用涂料及涂层等材料；食品接触材料及制品迁移试验包括总迁移量、双酚A、1，3-苯二甲胺、1，3-丁二烯、丙烯腈、邻苯二甲酸酯、砷、镉、铬、铅、锑、锌等数十种化学污染物以及高锰酸钾消耗量、脱色试验、食品模拟物中重金属、树脂的质量从原料到成品的迁移试验。这样，前述系列标准与2009年国家质检总局发布的《GB/T 23296.1～23296.26食品接触材料 高分子材料 食品模拟物》系列标准形成食品接触材料迁移较完善的标准体系，牢牢筑起食品包装材料质量安全防线。
综上所述，食品包装材料本身所含有的有毒有害物质及其迁移是导致食品安全问题的重要因素之一。我国食品接触材料标准体系的日益完善，今后食品模拟物的适用性、稳定性及新的食品模拟物体系进一步研究，包装材料检测分析、政策法规、质量安全监管网络健全，我国食品包装行业将朝着安全、卫生、环保的方向发展，减小或遏制有害物质迁移、确保食品安全，大力推动食品工业的发展。
