食品塑料包裝材料中有害物質(zhì)的研究現(xiàn)狀

史 娜，任清剛，陳柏樺

(1.廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)學(xué)院，廣東 茂名 525000；2.廣東石油化工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 茂名 525000；3.五邑大學(xué) 應(yīng)用物理與材料學(xué)院，廣東 江門 529030)

食物在現(xiàn)代逐漸豐富化和多元化，不僅實(shí)現(xiàn)南北食物的相互交通，還可以跨季節(jié)儲(chǔ)存和提供。究其原因，有很大一部分功勞是食品包裝袋貢獻(xiàn)的(當(dāng)然運(yùn)輸和保鮮技術(shù)也是不可缺少)，食品包裝袋在原料采購、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸儲(chǔ)備等過程對(duì)食物起到保護(hù)防止損壞、保持水分、防止食物在運(yùn)輸過程中污染的作用[1]。然而即使是在食品包裝袋包裝完好的情況下，食品污染問題卻依然存在，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一部分原因是食品加工過程造成了污染；另一部分原因是食品包裝袋材料污染問題，如PVC保鮮膜致癌事件、白酒塑化劑超標(biāo)事件、產(chǎn)品包裝袋的印刷油墨滲透污染事件、廢舊光盤制作嬰兒奶瓶事件等；這說明在食品包裝袋使用越來越普遍的今天，食品包裝袋質(zhì)量保障已經(jīng)是一個(gè)不可忽視的問題[2]。

食品包裝袋種類繁多，常見的有塑料制品、紙制制品、玻璃制品、陶瓷制品、金屬制品等[3]。塑料包裝袋的主要材質(zhì)為PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等，其他成分還有增塑劑(苯二甲酸酯類、多元醇酯類、氯化烴類等)、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、粘接劑等助劑。這些合成的高分子與食品接觸本是無毒或低毒的，但這些塑料包裝材料中的添加劑、游離單體的殘留以及重金屬等都存在不同程度的向內(nèi)部食品滲出遷移的現(xiàn)象，且添加劑及其降解物從某種程度上均有一定的毒性，這些都會(huì)成為消費(fèi)者使用包裝材料的安全隱患[4]。本文主要從食品包裝材料的主要有害物質(zhì)、及其處理和檢測(cè)方法等幾方面進(jìn)行了綜述分析。

1 食品包裝材料中主要有害物質(zhì)及研究現(xiàn)狀

表1 不同材質(zhì)的食品包裝材料中有害物質(zhì)的舉例

食品包裝是現(xiàn)代企業(yè)加工食品的最后一道工序，它是采用適當(dāng)?shù)陌b材料、容器和包裝技術(shù)把食品包裹起來，以保證食品的質(zhì)量與安全[5]。塑料因其輕便、阻隔性好、透明性好等優(yōu)良性能成為使用最多發(fā)展最快的食品包裝材料，大約有60%的食品包裝都選用塑料作為包裝材料，為了改變塑料的性能，使之具有更好的包裝適性和降解性能，企業(yè)常在包裝塑料的制備過程中加入添加劑[6]。薛山等人研究了食品包裝材料的分類，并詳細(xì)的羅列其中的有害物質(zhì)，見表1[7]。雖然各種添加劑可以增強(qiáng)塑料包裝材料的性能，但是從某種意義上講均具有一定的毒性，存在著極大的安全隱患。

食品包裝材料中的各種添加劑(抗氧化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等)以及殘留溶劑等會(huì)一定程度的向食品遷移，對(duì)食品安全構(gòu)成威脅。杜黎明等[8]采用頂空氣相色譜-火焰電離檢測(cè)器法建立了一種檢測(cè)塑料食品包裝袋中的有機(jī)溶劑(甲苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇等)殘留含量的快速有效的分析方法。張智力等[9]總結(jié)出復(fù)合膜袋中溶劑殘留主要是乙酸乙酯和甲苯，并且在殘留溶劑在卷軸存放、層疊式存放等過程中會(huì)受到高的溫度的影響，其遷移速率也會(huì)加快；比如在20℃時(shí)，6～12個(gè)月達(dá)到遷移平衡，40℃時(shí)，10天就能達(dá)到同樣效果。

塑料包裝材料中多數(shù)為復(fù)合膜包裝材料，它是以塑料等膜材為基材，在粘合劑的作用下復(fù)合而成的一種多層結(jié)構(gòu)包裝用膜。根據(jù)包裝內(nèi)容物的特點(diǎn)，我國制定了復(fù)合膜包裝材料其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及溶劑殘留量限量要求，見表2[9]。

表2 我國復(fù)合膜袋標(biāo)準(zhǔn)及溶殘限量要求

2 食品包裝袋的提取有害物質(zhì)的處理方法

2.1 超聲波處理

超聲波提取以縱波的形式在我們所萃取的樣本中固體、液體利用機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)增大分子的運(yùn)動(dòng)速度，增大介質(zhì)的穿透力來提取所需有效成分。超聲波處理具有如下特點(diǎn)：(1)萃取處理溫度無需太高；(2)萃取無需高壓，操作、儀器都可行方便；(3)效率高；(4)能耗低。現(xiàn)超聲波的萃取處理已經(jīng)有運(yùn)用在食品包裝袋的萃取有害物質(zhì)的研究方向。

2.2 微波處理

微波的頻率是300 M～300 GHz，波長是100 cm～1 mm的電磁波，極性分子在微波電場(chǎng)不斷改變正負(fù)方向，相互碰撞產(chǎn)生高熱，同時(shí)在極性分子中的離子定向流動(dòng)形成離子電流，電子流與周圍的分子和離子發(fā)生摩擦和碰撞，使微波能轉(zhuǎn)化成熱能，這種高效率和高能量應(yīng)用在萃取中，能使萃取速度提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了萃取溫度，提高了萃取質(zhì)量[2]。由于其在內(nèi)部產(chǎn)生高溫高壓，所以一些易燃易爆的有機(jī)溶劑及金屬類物品也收到限制，但其快速、耗時(shí)少、減少溶劑的揮發(fā)、避免成分分解。

2.3 索氏抽提處理

索氏抽提提取法是將固體樣本放入索氏提取器在單位時(shí)間內(nèi)利用虹吸原理使溶劑反復(fù)萃取，也被稱為長期浸出法。索氏萃取作為傳統(tǒng)萃取方法，優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很明顯。索氏萃取[2]耗時(shí)久，溶劑消耗量大，回收濃縮會(huì)造成目標(biāo)物損耗；但也因操作簡單、儀器設(shè)備價(jià)格較低等原因被廣泛運(yùn)用在環(huán)境、食品、藥物等領(lǐng)域。

2.4 頂空法處理

頂空提取處理法是利用液平衡形成的有效分離能力[2]，可以看作“氣體萃取”，在運(yùn)用上和經(jīng)典的萃取有相似之處；在頂空分析分類中有：(1)靜態(tài)頂空處理法；(2)動(dòng)態(tài)頂空處理法；(3)頂空-固相微萃取；其相對(duì)應(yīng)溶劑萃取法的單次萃取和連續(xù)萃取的處理方法[10]。由于頂空法在分析時(shí)只取基質(zhì)上方的氣體，減少樣品基質(zhì)對(duì)檢測(cè)的影響；在處理和分析中減少了溶劑的使用量，達(dá)到綠色化學(xué)的目的。目前頂空的定性測(cè)量已經(jīng)可以滿足氣相色譜的分析，所以頂空法成為GC的一種普遍聯(lián)用技術(shù)。

3 食品包裝袋的有害物質(zhì)的檢測(cè)方法

食品包裝袋中有害物質(zhì)和溶劑等構(gòu)成的是混合組分，而且要分析有害物質(zhì)組分的含量，常用的有GC、GC-MS、LC、LC-MS等分析檢測(cè)技術(shù)。

3.1 以氣相色譜為主的分析儀器

氣相色譜法是目前色譜法運(yùn)用的最廣方法，其分析特點(diǎn)是運(yùn)用在低分子量、易揮發(fā)的有機(jī)化合物，也有一些FPD檢測(cè)器可以檢測(cè)農(nóng)藥種的P、S化合物；運(yùn)用起來具有靈敏度高、分析速度快操作簡便可以定量分析組分。氣相色譜儀固定相分類可以分為氣固色譜和氣液色譜，因?yàn)闅庖旱姆蛛x能力更加優(yōu)越，所以已經(jīng)廣泛運(yùn)用在各個(gè)檢測(cè)領(lǐng)域。

3.2 以液相色譜為主的分析儀器

液相色譜法發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)70年代，但到了90年代出現(xiàn)的HPLC不僅推廣到GC所應(yīng)用的領(lǐng)域，還能適應(yīng)更復(fù)雜條件的分析。液相色譜法能夠分析更高沸點(diǎn)，難揮發(fā)的物質(zhì)，從而減少了對(duì)組分分析的一些限制。液相只要求組分能溶于溶劑常溫分離，不僅免去氣化，還減少高溫對(duì)物質(zhì)的分解。而且液相色譜一樣具有高靈敏度、檢測(cè)效率高、分析速度快等特點(diǎn)。

4 結(jié)束語

目前，食品包裝材料的安全性已經(jīng)引起國內(nèi)外許多研究學(xué)者的重視，長期使用劣質(zhì)食品包裝袋，由于與食品直接接觸，其中的有害物質(zhì)會(huì)緩慢的遷移到食品中，對(duì)人類的身體健康造成極大的危害，某些個(gè)別有害物質(zhì)甚至?xí)掳瑸榇耍称钒b材料中主要有害物質(zhì)的提取處理方法和分析檢測(cè)手段顯得尤為重要，仍需要開發(fā)高效率、高靈敏度、分析速率快的處理方法和檢測(cè)方法，為食品包裝材料的安全性提供保障。