纸质食品包装材料具有来源广泛、绿色环保、物理性能良好、印刷通用性好等优点,已经成为食品接触材料中的重要组成部分,将会慢慢取代塑料包装材料,而后者作为白色污染的制造者,已经给环境造成严重的影响。纸质材料大多数用在食物的一级、二级包装,其重要性不言而喻。在欧美发达国家,食品用的纸质包装一般为纸罐、纸袋、纸箱、纸筒、纸盒等。在大多数餐厅和超市等均可见纸质包装,特别是快速食品包装,如用于奶酪、面粉、大米、熟食、面食等。此外,饮料包装也多采用纸质包装,例如各种牛奶、果汁、糖浆、酸奶、酱汁、果酱等,都广泛使用纸包装。这些纸质材料均直接与食品接触。如果纸质材料含有有毒有害物质,那些就会变成“毒包装”,直接危害到人类健康安全。
1 有毒有害物质简介
纸质食品包装材料中的有害物质主要来源于加工、印刷和不当使用。在加工方面,来源于制浆过程、造纸过程及后续加工过程中使用的添加剂,未聚合的单体等。如在制浆过程中所添加的漂白剂、防腐剂、脱墨剂、消泡剂,在造纸过程中添加的;固体剂、增塑剂、施胶剂、柔软剂、杀菌剂、荧光增白剂,后续加工过程中添加的粘合剂、涂布助剂、防油剂等[1]。在印刷方面,分可食用油墨和不可食用油墨。油墨中有很多小分子物质,这些小分子物质特别容易穿透过纸质材料从而迁移到食品中,这是因为其构成材料是纤维素,纤维素对这些小分子迁移物并没有阻碍作用。在使用方面,纸制品不合理的堆叠,油墨也可能由非接触面转移到与纸质食品的接触面,也能影响食品安全。而随着生产和检测技术的发展,细菌、霉菌等微生物污染也越来越受到重视。国内外的检测标准,也开始把微生物污染作为一种重要的范畴进行研究。例如欧盟的EN1104-2004就对食品接触用的纸质材料抗微生物成分转移进行管控。
2 有毒有害物质分类和危害
2.1 重金属及其络合物
重金属及其络合物一般来源于植物原生长环境,特别是在环境污染严重的地区,植物在生长时,根部吸收了土壤中的重金属离子,通过茎干运送到各处。这种残留一般不能排出,将永久存留于植物中;另一重要的来源,在于纸品在加工过程中,添加的一些加工助剂、染料或油墨等;再者,还可能来源于一些不法加工厂,用一些回收纸或者辅料生产。重金属对身体健康威胁极大,长期摄入,将造成慢性中毒。例如长期摄入过量的铅,将造成神经系统、骨髓血液系统、消化系统、心血管系统、肾脏和生殖系统及免疫系统等损害[2]。目前我国已经在QB2898-2007《餐用纸制品》、QB 2294-2006《纸杯》中对部分重金属限值作出规定。
2.2 抗菌剂
食物接触用纸材料中一个重要的指标是菌落总数、大肠杆菌和致病菌菌落总数,这是衡量食品包装用纸被污染程度的重要指标,一般来说菌落总数越高,污染程度越严重。为了应对这个问题,纸品在生产中,会添加抗菌剂,使用得最多的抗菌剂是有机抗菌剂,一般是有机溴、有机硫和含氮芳环化合物等广谱高效低毒的抗菌剂。抗菌剂一般在抄纸前池、高位箱、调浆箱及白水池等处加入,也可以加入到废纸浆中使其抑菌。对纸用涂料杀菌方面,一般可以在涂料制备后期直接加入到涂料原液中,均匀搅拌。在与食物接触用的纸质材料中,在添加抗菌剂时,需要特别慎重考虑其毒性和最大允许使用量,以免危害人身健康安全[3]。
2.3 荧光增白剂
现代造纸工业为了提高纸张的白度,一般会添加荧光增白剂。根据医学临床实验证明[4]:荧光增白剂通过某些途径进入人体内,将难以分解,毒性会累积在肝脏或其它重要器官,很可能成为潜在的致癌因素;另外,如果人体存在有伤口,荧光增白剂能和伤口处的蛋白质结合,会极大阻碍伤口的愈合。食物包装用纸中的荧光增白剂的限量已经受到欧美一些国家的重视。英国粮食和渔业部对纸碟、咖啡用过滤纸、茶叶袋纸、厨房擦纸及餐巾纸进行了检测,发现大部分样品均含有荧光增白剂,有些含量高达50mg/kg[5]。我国对这种物质的相关标准是QB 1014-1991《食品包装纸》和GB18006.1-1999《一次性可降解餐饮具通用技术条件》,标准均明确规定:食品包装纸和一次性可降解餐饮具禁止使用荧光增白剂。但有些工厂为了提高纸张的白度,使外观显得更好看,吸引消费者,经常在生产食品包装用纸材料的过程中添加荧光增白剂。
2.4 有机卤化物
一般包括有机氯化物、有机溴化物和有机氟化物。有机氯化物的产生是造纸过程中,使用含氯的漂白剂(例如氯气和次氯酸盐),使得氯原子与纸浆中残余纤维素生成有机氯化物。食物接触纸质材料中的有机氯化物主要为二恶英(Dioxins)及多氯联苯。二恶英能干扰内分泌,对身体健康和生态环境产生毒性影响。人体一般是通过食物吸收二恶英的,一旦其被摄入人体,就会堆积在人体的脂肪层和脏器中,而且在人体中不能降解不能排出,因其致癌性,能造成畸形,对人体的免疫功能和生殖功能造成损伤。多氯联苯一般来源于油墨,也是一种致癌物。
有机溴化物来源于造纸过程中添加的增塑剂。欧盟颁布的包装指令2002/95/EC对含溴的多溴联苯和多溴联苯醚也有管控,不能超过1000mg/kg[6]。
有机氟化物主要来源于防油剂。在某些纸品中,常见于熟食包装纸,为了阻止油类渗入到纸张里,一般会用有机氟化物如全氟烃基铵盐和全氟烃基磷酸酯(PAPS)对纸制品进行处理,这样的工艺能在不改变纸张的外观和结构,如湿强度、柔韧性及孔隙度的前提下,改变纸张的表面张力,使其有效阻隔液体的渗透。这些防油剂本身不会迁移到食品中,但在使用时,由于加热等行为的产生,有可能会分解为小分子而污染食物,一些小分子如果进入人体,会造成脂肪代谢紊乱和血液化学污染等问题。 2.5 甲醛
甲醛,化学式HCHO,分子式量30.03,又称蚁醛。无色气体,有特殊的刺激气味,对人眼、鼻等有刺激作用,也有一定的致敏性,在人体内能使蛋白质和DNA发生突变,并具有一定的遗传变异和生殖毒性。国际权威的癌症研究机构(IARC)已经将甲醛将分类为致癌物质。
食品接触用纸产品中甲醛来源主要以下三个方面[7]:第一,生产过程中加入的助剂;第二,一些不法企业使用回收废纸作原料,废纸中的油墨、填料等可能含有甲醛;第三,纸制品在成型时所使用的粘胶剂、涂层可能带来甲醛的残留。我所曾经建立用乙酰丙酮紫外分光光度法和高效液相色谱法测试食品纸包装产品中微量甲醛,对抽检的几十种不同种类的食品纸包装产品进行甲醛含量的检测。汇总结果表明,与食品接触层未经涂层处理的纸盒产品,游离甲醛含量比较高,检出值最高为0.93mg/L,与食品接触层经涂层处理的纸盒产品,检出的游离甲醛含量比较低,平均检出值为0.20mg/L。目前。我国食品接触材料中对甲醛的管控还没有建立起来,这需要我们监管部门,参考欧洲食品接触材料框架指令,结合中国国情,制定有中国特色的甲醛测试标准。
2.6 多环芳香烃PAHs
多环芳香烃PAHs的来源,主要可能是生产过程中,有些不法工厂可能会使用部分回收纸,从而混入PAHs;另外,用于印刷一些不合格的油墨产品,也可能混入PAHs,从而可能引入有毒有害物质。多环芳香烃PAHs是一种致癌、致突变、致畸变(ACM)等的物质,在2005年起,欧洲和北美等就已经立法对PAHs进行管制。欧盟在REACH的附录17,就明确禁止在消费品中使用PAHs,不得检出。目前,PAHs的检测方法还没有完全统一,每个检测机构均研发自己的方法,这样造成结果具有很大的差异性。在我国,有学者[8]采用超声萃取技术提取纸质食品接触材料样品中的多环芳香烃PAHs,提取液经硅胶固相萃取柱净化后进行气相色谱一串联质谱分析,建立了一个同时快速测定纸质食品接触材料中18种禁用PAHs的方法,并用于市售样品的测定法。该方法以丙酮和正己烷(比例为1:1)混合溶液为萃取剂,40.0℃下超声萃取PAHs,提取物经硅胶固相萃取柱净化后注入GC/MS分析。该方法灵敏度高、检出限低、方法快捷,可完全满足食物接触用的纸质材料中PAHs检测的需要。
2.7 溶剂残留
溶剂残留一般来源于印刷过程中的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲醇等有机溶剂残留物。
3 结语
通过以上分析总结可知,食品包装用纸虽然应用广泛,但需要在多方面进行有效的管控。因为这些有毒有害物质会在特定条件下迁移到食品中,从而对人体健康造成伤害。所以,一方面,监管部门应该对食物用纸的管理,严格控制纸品生产中添加回收纸,并选用安全低毒的环保添加剂;加强对有毒有害物质检测技术的研发,对荧光增白剂、甲醛、有机卤化物等检测方式的研究;深入研究欧美国家对食物接触用纸法规和标准,制定具有先进水平限值要求等。通过以上措施,希望能更好促进食物接触用纸在我国的健康与持续发展。
参考文献
[1]赵康.食品包装与食品安全[J].食品与包装,2010(9).
[2]张英等.重金属铅污染对人体的危害[J].辽宁化工,2007,36(6).
[3]岳青青.包装材料中可能存在的有害物质及其迁移研究现状[J].华东纸业,2011.
[4]不合格文具危害学生健康.中国质量报,2005-03-04.
[5]MAAF Food Surveillance Information Sheet,1995(47).
[6]欧盟包装指令2002/95/EC,2002.
[7]许洁玲.食品纸质包装材料中的有害物质的产生与分析[J].现代食品科技,2009,V25.
[8]杨左军等.气相色谱串联质谱法同时测定纸质食品接触材料中多环芳烃[J].中国造纸,2014.3.
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