国内外微波食品塑料包装安全性研究现状

宋 翠,陈淑祥,高翠玲,王微山,许 超

国内外微波食品塑料包装安全性研究现状

宋 翠1,2,陈淑祥1,2,高翠玲1,2,王微山1,2,许 超1,2

(1.山东省材料化学安全检测技术重点实验室,山东济南250103;2.国家包装产品质量监督检验中心(济南),山东济南250103)

综述了国外发达国家及我国对微波食品塑料包装的安全性研究现状,包括微波食品塑料包装中的物质迁移研究、微波对包装材料的物质迁移影响等;介绍了美国、欧洲、日本等发达国家及我国制定的相关微波食品塑料包装的法规及标准。还对国内外相关情况进行了比较,指出我国对于微波食品塑料包装的安全性研究还处于起步阶段,缺乏微波食品塑料包装相关的法规和标准体系,并提出了相关建议。

微波;食品塑料包装;安全性

Abstract:The research status of safety of microwave food-use plastics packaging materials in the developed countries and China was reviewed,including the research on the substance migration of microwave food-use plastic packaging materials,and the impact of microwave on the substance migration of packaging materials,etc.The related regulations and standards in America,Europe,Japan,and China were also introduced in the paper.Compared with the developed countries,the research in China on the safety of microwave food-use plastics packaging materials was still in the initial stage,related regulations and standards were lack.Some suggestions were proposed.

Key words:microwave;food-use plastic packaging;safety

0 前言

微波炉作为一种用微波加热烹饪食品的现代化烹调工具,具有加热速度快、均匀、节能等优点,而微波食品已成为人们适应快节奏生活不可缺少的一部分。随着微波炉和微波食品的快速发展,使得微波食品包装的开发生产成为包装行业一个重要的支柱产业,国内外包装行业也致力于研究适合微波加工的食品包装材料。

根据材料与微波加热作用机理的不同,微波食品包装材料可分为微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料[1]。微波穿透材料是微波食品包装材料中最常用的,玻璃、塑料和纸板均是优良的微波穿透材料,其中又以塑料制品轻便耐用、综合性能好而得到广泛应用。由于微波加热具有加热速度快和温度高的特点,在对食品加热时会使与食品接触的塑料包装迅速产生高温,可能加剧塑料包装材料内化学物向食品的迁移。化学物的迁移不仅会对被包装的食品造成污染,导致食品营养、风味价值降低和变质,危害消费者的健康,还会对包装材料本身的性能产生负面影响[2]。因此,微波条件下的塑料包装安全性问题也引起国内外各机构的重视,国内外纷纷开展微波食品塑料包装材料的安全性实验研究,并制定了相应的法规标准。

1 国外研究现状

1.1 国外安全性实验研究情况

微波食品在发达国家出现较早且发展迅速,使得这些国家早在20世纪八九十年代就开始了微波加热用塑料食品包装材料与容器的安全性实验研究。

英国环境食品农业事务部(DEFRA)下属的中央科学实验室(CSL)开展了一系列微波加热用塑料食品包装材料的迁移实验研究[3-8],即用稳态同位素稀释气相色谱质谱联用(GC-MS)分析、带氢火焰检测器的气相色谱(GC-FID)、顶空 GC-MS、核磁共振(NMR)、红外(IR)等方法分析了微波条件下聚偏氯乙烯(PVC)膜增塑剂己二酸二(2-乙基己基)酯(DEHA)、氯乙烯/偏氯乙烯共聚膜增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、微波活性材料内低聚物、聚乙烯/聚异丁烯共聚膜内聚异丁烯、微波感应器中环氧黏合剂组分双酚A对苯二甲酸酯(BADGE)的残留。研究表明,PVC膜中的DEHA在食品中的迁移量随着试验温度的升高、时间的延长而增大,与食品直接接触部分迁移最显著,接触脂肪食品时有最大的迁移量;氯乙烯/偏氯乙烯共聚膜中有51%的增塑剂ATBC迁移进入食品;测得微波活性材料中的低聚物在微波功率600 W加热4 min时向吸附了橄榄油和水的硅藻土的迁移量,并用光纤探头测得了微波炉内的温度;测得微波加热后BADGE迁移进食品中的量,得到感受器中的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜并不能很好地阻挡BADGE向食品迁移的结论;测得微波加热后聚乙烯/聚异丁烯共聚膜内聚异丁烯在食品中的迁移量,结果显示聚异丁烯的相对分子质量越小迁移量越大。

英国Leeds大学的 Gramshaw等[9-10]通过动态顶空装置利用 Tenax吸附微波加热用结晶型 PET(CPET)等几种塑料内的挥发性物质,并利用 GC-FID和 GC-MS技术对物质进行了鉴定,得出热固性聚酯材料最容易发生迁移的结论。

美国食品与药品管理局(FDA)的Begley等[11-12]研究分析了微波条件下 PET、PET感应器中 PET低聚体向食品模拟物及真实食品的迁移情况,发现与脂肪食品接触时包装材料的温度相对较高,并通过高效液相色谱(HPLC)测得 PET低聚体的迁移浓度在0.012～7μg/g之间。在115、146和176 ℃试验条件下测得低聚体迁移量的基础上计算了相应的扩散系数,利用Arrhenius方程外推其他温度下的扩散系数,从而根据塑料的温度-加热时间曲线预测了微波条件下低聚体的迁移量,发现结果与实验值比较一致。

希腊Badeka等[13-14]进行了微波加热和传统加热下PVC和聚(偏二氯乙烯/氯乙烯)(P(VDC/VC))薄膜内的己二酸二辛酯(DOA)和ATBC在肉馅及脂肪食品模拟物中的迁移研究,并通过气相色谱法测得了不同条件下DOA和ATBC的迁移量,通过分析比较,发现PVC薄膜不能用于微波加热食品包装,P(VDC/VC)可以用于低脂肪食品微波及传统加热方式。

智利Santiago大学的 Galotto等[15-16]对常见的几种塑料包装材料在微波加热条件和热处理条件下进行了不同食品模拟物中的全迁移试验,发现微波加热对PVC试样影响最显著,对聚丙烯(PP)试样影响最小。

西班牙Zaragoza大学的Nerin等[17-19]利用带有紫外和荧光探测器的反相高效液相色谱(RP-HPLC)、带有二极管阵列探测器的 HPLC以及 GC-MS技术研究了微波加热用聚碳酸酯(PC)等5种材质的容器的潜在化学迁移物,甲苯、乙苯、1-辛烷、二甲苯、苯乙烯及1,4-氯(代)苯在5种塑料内均被发现。

1.2 国外关于微波用食品包装材料的法规及标准

一些发达国家对食品接触用微波器具已经制定了相关的法规和标准。

(1)美国

美国FDA在联邦法规第21卷《食品和药品》[20]中对关联包装的规定如下：食品必须在符合卫生要求的条件下包装;食品包装材料的生产必须依据良好的管理规范(GMP);与食品接触的包装材料及其组成成分必须符合法规及标准的要求。

同时,在《行业指南：食品接触物质备案书提交的准备：化学建议》[21]附件Ⅱ中,对微波塑料容器的迁移检验方法进行了特殊规定：在食用油或者油性食品模拟液中要进行130℃下15 min的微波迁移实验,在水类食品模拟液中要进行100℃下15 min的微波迁移实验。

(2)欧洲

欧盟在有关塑料食品接触材料和制品的82/711/EEC[22]及1993年的修订案93/8/EEC[23]和1997年的修订案97/48/EC[24]中,在食品用塑料包装的全迁移测试标准EN 1186—1：2002《与食品接触方面标准-接触食品的材料和制品塑料制品第1部分全迁移用条件选择和试验方法指南》[25]和特定迁移测试标准 EN 13130—1：2004《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的测定方法以及食品模拟物暴露条件选择的指南》[26]中指出对于微波容器的迁移实验,应该在合适的时间和温度下在普通加热炉或微波炉中进行。欧盟对于微波条件下迁移时间和温度的选择方法还制订了专门的标准——EN 14233：2002《与食品接触的材料和器具塑料为了选择迁移测试的适当温度在微波炉或传统炉加热过程中塑料和食品接触面塑料材料和器具温度的测定》[27],给出了对于微波食品塑料包装应该如何选择迁移实验所需的温度,根据该标准规定的方法测得塑料和食品接触面的温度,从而在 EN 1186—1表3中选择合适的迁移温度,迁移时间则按照包装说明的加热时间或是可预见的最坏情况下的使用时间来进行实验。并制定了 EN 15284：2007《与食品接触的材料和制品.陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷或塑料炊具的微波加热耐力的试验方法》[28],对此类产品的耐微波物理性能提出了要求。

(3)日本

日本对食品容器、包装材料与食品添加剂采取分开管理的模式。日本在1947年制定了《食品卫生法》,在此法中规定禁止生产、销售、使用可能含有有害人体健康物质的食品容器、包装材料。日本厚生省可以根据需要制定食品容器、包装材料的标准与卫生要求,一旦颁布了相应标准,则禁止不符合标准的材料生产和销售。

日本大多数塑料品种的模拟物和迁移试验条件为：水、4%乙酸和 20%乙醇,60 ℃/30 min;正庚烷,25℃/1 h,但注明这四种模拟物分别适用食品p H值超过5、食品p H值不超过5、酒精类饮料、油脂及脂肪性食品的情况,即可根据实际接触的食品类型选择模拟物;当样品使用温度超过100℃时,水和4%乙酸的试验条件为95℃/30 min。虽然没有专门针对微波食品塑料包装的标准规定,但也对高温下使用的食品塑料包装(包括微波食品塑料包装)进行了规范。

可见,美国、欧盟和日本均对微波用食品塑料包装材料的安全性以及如何检验此类产品制定了相应的法规和标准,大部分的法规与标准均是对微波食品塑料包装的迁移检验作出规范。

2 国内研究现状

2.1 国内安全性实验研究情况

我国由于微波食品塑料包装发展较晚,因此对其安全性研究大约在2007年才开始,主要关注微波条件下对塑料材料中化学物质的迁移影响。刘志刚、王志伟等[29-30]进行了微波条件下聚烯烃抗氧化剂的迁移动力学研究,得到微波条件下抗氧化剂的迁移速度和迁移量受微波功率和加热时间共同决定：在相同的加热时间下,微波功率越高,抗氧化剂的迁移速度越快,迁移量越大;在相同的微波功率下,加热时间越长,抗氧化剂的迁移速度越快,迁移量也越大的结论;王全林、应璐等[31-32]以橄榄油为脂肪食品模拟物,对市售10种微波适用塑料容器中有害物质的总迁移量进行了测定,并分别利用欧盟的 EN 1186—13—2002和中国的GB/T 5009.60—2003两个标准,进行了对比试验,结果表明用中国标准检测并评判,10种塑料容器100%合格;用欧盟标准检测并评判时,仅有2种产品(20%)合格,说明我国现行标准评价微波专用食品塑料容器的安全性标准与国外标准存在很大不同。

国内对于微波食品塑料包装的安全性研究还处于起步阶段,只进行了一些基础性的研究,文献资料也相对较少,因此还需要进行大量的研究工作。

2.2 国内关于微波用食品包装材料的法规及标准

目前,我国关于微波食品塑料包装的标准只有中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 1891—2007系列——《进出口微波食品包装容器及包装材料卫生标准》,此系列标准共分为13个部分,其中关于塑料包装成型品的仅有6个,分别是：SN/T 1891.1—聚丙烯成型品[33]、SN/T 1891.2—三聚氰胺成型品[34]、SN/T 1891.3—聚乙烯成型品[35]、SN/T 1891.4—聚氯乙烯成型品[36]、SN/T 1891.5—聚苯乙烯成型品[37]、SN/T 1891.12—聚对苯二甲酸乙二醇酯成型品[38]。对于其他材质的微波食品塑料包装却未有法规及标准。而在以上现有的标准中,对于实验条件的规定,例如迁移温度的规定为在100℃以上使用的迁移温度为95℃,在100℃以下使用的迁移温度为60℃,简单的迁移温度分类不能很好地反映微波塑料容器在微波炉中的实际受热温度,从而不能较准确地评价微波容器的安全性。而用正庚烷(25℃)作为油类模拟物评价微波容器在微波中接触油类时的安全性也有局限性,这主要是因为油类在微波中能迅速达到高温[21],标准中用常温下的正庚烷来进行迁移实验不能很好地作为评价接触油类的微波容器在微波炉中的安全性依据。因此我国现有的微波塑料容器标准不能较准确地评价微波容器的安全性。

而相应的法规规定及其他有关的标准在我国还未颁布实施。

由此可见,我国微波食品塑料包装容器及工具的相关标准匮乏,且缺乏有力的法规与标准对其进行规范,微波食品塑料包装材料的安全性得不到很好的保障。

3 结语

无论从微波食品塑料包装的安全性实验研究方面还是从法规及标准制定方面,我国与国外发达国家相比存在较大差距,随着我国成为世界微波炉生产大国及微波食品在我国的逐渐兴起,对微波食品塑料包装材料的安全性研究也越来越迫切,因此建议我国相关部门与科研院所尽快采取措施来加强此方面的研究及相应的法规和标准的制定工作,保障我国微波食品塑料包装行业健康快速的发展。

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Research Status of Safety of Microwave Food-use Plastics Packaging Materials at Home and Aboard

SON G Cui1,2,CHEN Shuxiang1,2,GAO Cuiling1,2,WAN G Weishan1,2,XU Chao1,2
(1.Shandong Provincial Key Laboratory of Testing Technology for Material Chemical Safety,Jinan 250103,China;2.State Supervision and Inspection Center for Packaging Product Quality(Jinan),Jinan 250103,China)

TQ320.79

A

1001-9278(2010)12-0102-05

2010-05-20

联系人,cuisccui@yahoo.com.cn