包裝遷移物

包裝遷移物

包裝遷移物是指食品包裝中的殘留物或用以改善包裝材料加工性能的添加劑,從包裝材料內向與食品接觸的內表面擴散,進而被溶劑化或溶解,從而存在於食品中的物質。食品包裝與食品安全密切相關,包裝材料中有害化學物質的遷移則是引起食品污染的重要途徑之一。隨著消費者健康意識的提高,食品包裝中的化學遷移物日益受到人們關注 。

法規標準

國內

改革開放以來,我國的食品包裝材料迅速發展,在食品包裝材料的衛生安全管理方面也逐漸形成了一套法規體系。這些標準法規以各種材料中有毒有害單體的含量、模擬溶媒浸泡液的高錳酸鉀消耗量、蒸發殘渣、重金屬含量來反映包裝材料中化學物遷移的狀況,以此評判食品包裝材料在包裝食品時的安全性能。在這些衛生標準中,食品被分為4類:中性食品,酸性食品,油脂食品及酒精性飲料。模擬中性食品時選用水作溶媒,模擬酸性食品時採用4%醋酸作溶媒,模擬油脂食品時採用正己烷作溶媒,模擬酒類食品時採用20%或65%乙醇水溶液作溶媒。測定的各項指標中,高錳酸鉀消耗量代表包裝材料中能夠遷移到食品中的小分子有機物的含量;蒸發殘渣反映了食品包裝材料及其製品在包裹酸性、醇性、油脂性食品時遷移物質的總量和重金屬遷移量的高低 。

國外

目前,歐盟EC(European Commission,歐盟委員會)對食品包裝中化學物遷移的研究是世界上較為全面、較為深入的,該組織關於食品包裝和接觸材料的指令很多,主要有:89/109/EEC指令(一般指令)、84/500/EEC指令(陶瓷指令)及2002/72/EEC指令(塑膠指令)。1989年12月21日通過的89/109/EEC指令是關於食品接觸材料的一般法規要求。該指令規定食品包裝必須是安全的,包裝材料不應引起改變食品味道、外觀、質地的化學反應,即使這種改變是有益的,也不能改變食品的化學組分,遷移物質總量不能超過一定的值。84/500/EEC指令規定了陶瓷中鎘和鉛的遷移限量。2002/72/EEC指令規定了包裝材料中化學物遷移的最高值,具體是:塑膠包裝物或容器在包裝和盛放、貯存食品的過程中,包裝材料中化學物遷移到食品中的總量不能超過10mg/dm;如果是以容器形式盛裝食品的,那么,該容器遷移到食品中的物質總量不能超過60mg(遷移物質)/kg(食品);所有食品包裝材料遷移到食品中的總量不得超過60mg/kg。

歐盟關於食品包裝材料中化學物遷移的限量規定被世界上大多數國家認可和採用。測定食品包裝材料中化學物遷移的方法是根據被包裝食品的特性,選用不同的模擬溶媒,在規定的條件下進行試驗,測出遷移量的高低。因而,選用合適的溶媒進行實驗是正確模仿包裝材料中化學物遷移的前提條件。選用溶媒前,需要對食品進行分類。美國FDA(Food and Dnlg Administration,食品與藥品管理局)根據食品的不同特性,將食品分為9類,歐盟EC根據食品的食用特性將食品分為8類 。

塑膠包裝材料

種類

塑膠是最常用和最普遍的製造食品包裝和食品包裝材料的物質,是以不同單體形式經過加成聚合或縮聚,並通過添加一定助劑,在特定條件下形成的高分子聚合物材料。用作食品包裝的塑膠主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等。

塑膠包裝材料中常見的包裝遷移物主要包括單體和低聚物(苯乙烯單體,雙酚A,己內醯胺,氯乙烯單體,二氯乙烯異氰酸鹽,三聚氰胺);鄰苯二甲酸酯類增塑劑(DEHP,DMP,DEP,DIBP,DBP,DIDP);抗氧化劑(BHA,BHT,抗氧化劑1076,168,1010);光引發劑(Irgacure184,苯甲酮,Irgacure651,Irgacure907);螢光增白劑(1,4-二苯基-1,3-丁二烯);重金屬(銻、鉛、鎘);抗靜電劑(壬基酚, 烷基磺酸鈉)。當這些物質的攝入或在人體中的積累超過一定的限量時,可能會對機體中樞神經系統產生抑制作用,干擾內分泌,對人體肝、肺等器官造成損傷,甚至導致癌症的發生。

檢測方法

對於增塑劑、苯乙烯的檢測,最常用的是 GC(氣相色譜)和GC-MS(氣質聯用),此外,增塑劑也可用 HPLC(高效液相色譜)檢測;而對於雙酚 A、抗氧化劑、烷基酚、芳香胺的檢測, 常用的則是 HPLC-UV(高效液相色譜紫外聯用)和 LC-MS;對於重金屬的檢測常採用 ICP-MS(電感耦合等離子質譜),此外還有原子吸收光譜法,比色法,放射測量法等。

遷移規律

(1)食品模擬物雖能很好地確定遷移量,且可與歐盟規定的安全限量(SMLs)進行比較,但食品模擬物的性質與食品仍有較大差距,因此並不能反映真實的接觸條件,且食品模擬物遷移量大於食品,所以若要求準確性,遷移實驗最好用真實食品。

(2)食品模擬物的食品屬性對遷移過程有顯著影響。例如:當遷移物質為鄰苯二甲酸類的增塑劑、抗氧化劑 1076、光引發劑等脂溶性物質時,由於“相似相容”原理,其在脂肪類模擬物中的遷移量大於在水基類模擬物中的遷移量;且隨著脂肪含量的升高,遷移量增大。此外,當遷移物相對分子質量增大時,遷移量降低,如光引發劑,當分子量大於 1000 時,則相對較難發生遷移;而小分子量或揮發性化學物質則較易發生遷移。
(3)食品包裝材料的類型對遷移過程也有影響。如PP料這一類型嚴重影響了抗氧化劑的遷移率。隨著材料的結晶度升高,遷移率降低。

(4)遷移量和遷移率隨溫度的升高而增大。足夠的能量是使分子發生遷移的活化能,當溫度較高時,遷移分子的活化能也越大,分子則越容易發生遷移。

(5)對於穩定性強,不易降解的物質,其遷移量隨時間而增大 。

紙質包裝材料

種類

隨著人們節能環保意識的提高,塑膠作為包裝材料所造成的“白色污染”已越來越受到政府和科研界的廣泛重視。紙質包裝材料因其可降解和環保的特點使用日益廣泛,但紙質包裝在製造過程中需加入多種化學品,對人類健康和環境都會造成一定程度的危害。紙質包裝材料中的潛在污染物質為:重金屬元素,如鉛、鎘、鉻等;螢光增白劑(FWA),如二苯乙烯型螢光增白劑;有機氯化物,如五氯苯酚、多氯聯苯(PCB)等;芳香族碳水化合物,如多環芳烴(PAH);全氟化合物(PFCs);有機揮發性物質;粘合劑,如 DEHM(馬來酸二乙基己酯);初級芳香胺類化合物;殺菌劑等。

檢測方法

相同物質的檢測方法與塑膠一致。鄰苯二甲酸酯類物質(DMP、 DEP、 DBP、 DHP、 DOP)、雙酚 A、二甘醇二苯甲酸酯等用 GC-MS(氣質聯用)檢測;苯甲酮、菲、三氯生等用 HPLC(高效液相色譜)檢測。

遷移規律

以下因素對遷移量均有影響:接觸方式(直接接觸或非直接接觸);食品或模擬物的類型;紙張類型(如厚度、多孔性、木質素和回收纖維在紙漿中的含量);遷移物的化學特性(如蒸汽壓、極性、分子大小、結構等)和其在紙中的初始含量;溫度和接觸時間。食品模擬物的屬性、遷移物的摩爾質量、溫度等對遷移率的影響與塑膠一致。隨著濕度的增加,極性遷移物可在纖維表面迅速移動,導致遷移量升高。遷移物的揮發性也會對遷移量有影響,揮發性高的物質會因汽化使遷移量降低 。

金屬包裝材料

金屬包裝材料被廣泛用於飲料或食品罐頭、加熱的盤子和蓋子等。為防止金屬材料與食品接觸發生腐蝕,金屬材料一般採用環氧酚醛樹脂和水基改性環氧塗料作為內壁塗層來保護金屬基。金屬包裝材料塗層中可能會存在金屬元素、甲醛、苯酚、雙酚A等包裝遷移物物。其中,雙酚A、BADGE(雙酚A二縮水甘油醚)、NOGE(酚醛清漆基縮水甘油醚)及其衍生物都是內分泌擾亂化學物 。

陶瓷包裝材料

陶瓷是由高粘土或高矽酸鹽成分的無機材料混合物為主要原料經過混煉、成型、上釉和煅燒所得的製品。為了降低燒結溫度,陶瓷包裝材料中通常會加入助溶劑如氧化鉛等。所以對陶瓷包裝材料中的包裝遷移物進行檢測的主要目標物質是重金屬 。

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