摘要:本文主要介紹了幾種常用塑料的性質(zhì)與用途以及它們對人體健康的危害，最后對新型安全塑料的發(fā)展應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞: 塑料制品;食品安全;危害

文章編號:1005-6629(2010)08-0066-04 中圖分類號:TQ325.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:E

隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，形形色色的塑料制品充斥了人們的生活，它們由于輕盈，方便，美觀而被人們青睞。但是近年來出現(xiàn)的奶粉包裝袋苯含量超標(biāo)、食用油塑料桶的增塑劑等事件，在一定程度上造成了人們的恐慌。這是由于塑料制品本身的有害成分和使用不當(dāng)悄悄地影響了食品的安全從而威脅到人們的健康。

1 食品包裝用塑料的安全問題

1.1相對安全的塑料制品

在用于食品的通用塑料中，由聚乙烯和聚丙烯制造的塑料制品相對安全。

(1)聚乙烯(PolyethylenePE)

聚乙烯是由乙烯單體聚合而成的，其分子式為

，為非極性分子。聚乙烯無味無毒，有良好的耐低溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性，但耐熱性不高。它主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。常用的是LDPE，具有橡膠狀的彈性，防濕性好，化學(xué)藥品的抵抗性強(qiáng)，在生鮮食品的包裝上廣泛使用，可以作為層壓薄膜的內(nèi)層材料而使用;MDPE具有耐寒性，所以用于冷凍食品或低溫的生鮮食品上;而HDPE成型為瓶的較多[1]。

(2)聚丙烯(Polypropylene， PP)

聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的，其分子式為

，聚丙烯的耐熱性(可達(dá)150 ℃)在通用熱塑性塑料中最高[2]，但低溫脆性大且耐老化性不好，因此在生產(chǎn)工藝中要加入抗老化劑。它無味無毒，是可進(jìn)行高溫?zé)崴镜纳贁?shù)塑料品種之一。它可用于制作日用品中的微波爐餐具、食品包裝膜等。

上述兩種塑料都是氫飽和的聚烯烴，與其它元素的相容性很差，因此加入的添加劑種類很少。而且其中未完全聚合的單體含量極微，即使有未被聚合的，單體其毒性也非常低，因此使用它們的塑料制品較為安全。但保證安全的前提是要根據(jù)它們的性質(zhì)恰當(dāng)?shù)氖褂茫缇垡蚁┡c脂肪烴長期接觸會溶脹或龜裂。我國聚乙烯成型品要符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9687—1988，聚丙烯成型品要符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9688—1988。

1.2存在安全隱患的塑料制品

很多塑料制品都存在不安全因素，下面主要介紹幾種常用塑料的安全問題。

(1)聚氯乙烯(Polyving Chloride， PVC)

聚氯乙烯由氯乙烯單體聚合而成，其分子式為

，由于有極性基團(tuán)—Cl的存在，使分子產(chǎn)生極性，增強(qiáng)了分子間的作用力。強(qiáng)度、硬度、剛度均高于PE，但熱穩(wěn)定性、耐寒性、 耐老化性較差，只可在-15~60 ℃間使用[2]。 純PVC本身是無毒的，它的安全性問題主要是殘留的氯乙烯單體、 添加劑(如增塑劑和熱穩(wěn)定劑等)和降解產(chǎn)物溶出造成的食品污染。

殘留的單體氯乙烯在體內(nèi)可與脫氧核糖核酸(DNA)結(jié)合產(chǎn)生毒性，進(jìn)入體內(nèi)的氯乙烯主要通過肝微粒體細(xì)胞色素P450酶(CYP2E1)進(jìn)行代謝，中間代謝物氧化氯乙烯(CEO)是雙功能烷化劑，可直接與DNA共價(jià)結(jié)合，形成DNA加合物，引起DNA堿基配對錯(cuò)誤，誘導(dǎo)基因突變[3]。氯乙烯毒性主要表現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼和肝臟，是一種致癌物質(zhì)。長期在含氯乙烯環(huán)境中工作的人，可出現(xiàn)神經(jīng)衰弱綜合癥及四肢末端麻木等周圍神經(jīng)炎癥狀。嚴(yán)重者可出現(xiàn)肢端溶骨癥及手指麻木疼痛等雷諾氏綜合癥癥狀。由于氯乙烯的毒性，各國對聚氯乙烯制品中氯乙烯殘留都做了嚴(yán)格規(guī)定，如中國、日本、英國、美國、法國、荷蘭、德國、意大利、瑞士等國規(guī)定應(yīng)小于1 mg·kg-1; 法國、意大利、瑞士規(guī)定聚氯乙烯制品中氯乙烯向食品遷入量應(yīng)小于0.005 mg·kg-1 [1]。我國還規(guī)定聚氯乙烯成型品應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9681—1988。

增塑劑主要有鄰苯二甲酸酯類(PAEs)、 己二酸類、環(huán)氧類以及磷酸酯。其中PAEs增塑劑都有一定的毒性，而且它與塑料基質(zhì)之間沒有形成化學(xué)共價(jià)鍵，因而在接觸到包裝食品中所含的水、油脂時(shí)便會溶出，這將嚴(yán)重影響到人的生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)， 并威脅到人的生存。如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是有致癌作用的增塑劑，在使用時(shí)會釋放到空氣中，干擾人體正常的內(nèi)分泌功能，改變機(jī)體泌尿生殖器發(fā)育而引起一系列不良后果[4]。

為了抑制聚氯乙烯的上述熱降解反應(yīng)，通常加入硬脂酸鉛鹽、鎘鹽等作為熱穩(wěn)定劑，其毒性較大。鉛主要損害人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、腎臟和消化系統(tǒng)，有致畸、致突變性。鎘經(jīng)血液轉(zhuǎn)運(yùn)至全身，主要分布于肝和腎，它主要損害腎臟、骨骼和消化系統(tǒng)?，F(xiàn)各國公認(rèn)允許用于食品包裝用塑料的熱穩(wěn)定劑有鈣、鋅、鋰脂肪酸鹽類[5]。

由于聚氯乙烯存在上述種種安全隱患，所以現(xiàn)在我國規(guī)定它不得用于制作食品的用具、容器、生產(chǎn)管道和運(yùn)輸帶等直接接觸食品的包裝材料[1]。

(2)聚苯乙烯(Polystyrene， PS)

聚苯乙烯是以石油為原料制成乙苯，乙苯脫氫精餾后得到苯乙烯，再由苯乙烯聚合而成，分子式為。它無毒無味，但抗沖擊強(qiáng)度低，

易脆裂，不耐高溫。它的安全問題是常殘留有苯乙烯、乙苯、異丙苯、甲苯等揮發(fā)性物質(zhì)，有一定毒性。關(guān)于苯乙烯單體的殘留量，美國FDA(食品藥物管理局)規(guī)定小于1 %，英國、荷蘭、中國等規(guī)定小于0.5 %[6]。我國還規(guī)定聚苯乙烯成型品應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9689—1988。

(3)聚碳酸酯(Polycarbonate， PC)

抗沖擊性和透明度，它的耐熱、耐寒性好，使用溫度范圍廣(-130~130 ℃)[2]。

PC可用于制作太空杯、飲用水周轉(zhuǎn)桶等。但是雙酚A被確認(rèn)為類雌激素樣物質(zhì)，長期接觸會對人造成生理功能上的改變。如它可對前列腺的發(fā)育產(chǎn)生微小影響，在嬰兒剛剛出生時(shí)看不出來。但當(dāng)嬰兒長大后，就會逐漸出現(xiàn)病癥，如前列腺肥大和前列腺癌[4]。聚碳酸酯的成型品應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB13118—91。

(4)酚醛樹脂(PF)和氨基樹脂(AF)

以酚類化合物與醛類化合物縮聚而成的樹脂稱為酚醛樹脂，其中主要是苯酚和甲醛的縮聚物，其結(jié)構(gòu)式為:

由于是在催化劑催化下經(jīng)縮聚反應(yīng)生成，因此酚醛樹脂中可能存在甲醛和苯酚的殘留物，酚具有凝結(jié)組織中蛋白質(zhì)的作用。氨基樹脂是一種具有氨基官能團(tuán)的原料(如脲、三聚氰胺)與醛類(主要是甲醛)經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的聚合物，主要包括脲-甲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)。脲醛樹脂和三聚氰胺制造的食具在使用過程中均能游離出甲醛遷移到食品中。甲醛是細(xì)胞原生質(zhì)毒物，對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有嚴(yán)重毒害，具有致畸、致癌作用。進(jìn)入人體的甲醛能和蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合，使蛋白質(zhì)變性，擾亂人體細(xì)胞代謝[1]。我國規(guī)定食品包裝用的三聚氰胺成型品應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB9690—1988。

為了避免上述種種安全問題，我國對各類食品用塑料及其制品制定了相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

塑料制品的安全問題除了未聚合的游離單體、降解物質(zhì)和添加劑等向食品中遷移外，還有印染后有機(jī)溶劑向食品的遷移問題。因?yàn)樗芰鲜且环N高分子聚合材料，聚合物本身不能與染料結(jié)合。當(dāng)油墨快速印制在復(fù)合膜、塑料袋上時(shí)，需要在油墨中添加甲苯、丁酮、醋酸乙酯、異丙醇等混合溶劑，這樣做有利于稀釋和干燥，卻使包裝袋中殘留大量的苯類物質(zhì)。苯類溶劑的毒性較大，被美國FDA(食品藥物管理局)列入可致癌化學(xué)品，此類溶劑如果滲入皮膚或血管，會隨血液危及人的血球及造血機(jī)能，損害人體的神經(jīng)系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致白血病發(fā)生[7]。此外還有塑料材料阻隔性差異導(dǎo)致的食品污染問題，塑料包裝表面污染問題以及再生塑料制品的應(yīng)用問題等。然而塑料制品對食品安全造成的威脅除了本身的安全問題之外，還可能是使用不當(dāng)造成的。塑料制品往往在盛裝不同食物或處在不同的包裝環(huán)境下(如高溫、冷凍、油脂等)，也會產(chǎn)生安全隱患，這些均會危害到人體健康。

2新型安全的塑料

為了從根本上解決塑料制品帶來的食品安全問題，科學(xué)家做了各方面的努力，如改善已有塑料性能、開發(fā)新產(chǎn)品、運(yùn)用抗菌技術(shù)、多層復(fù)合共擠技術(shù)和納米技術(shù)等。目前，國內(nèi)外廣泛認(rèn)可的新型安全的可用于食品包裝的塑料有生物降解塑料、高阻隔性薄膜等。

2.1生物可降解塑料

近年來世界各國都在研制開發(fā)安全且環(huán)境友好的塑料——生物可降解塑料。完全生物降解塑料可分為三類，一類是微生物降解塑料，這類塑料是微生物以有機(jī)物碳源為食物通過發(fā)酵合成或利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的，可被許多微生物完全降解[8]。聚羥基鏈烷酯(PHAs)是其中一類，聚-3-羥基丁酸酯(PHB)是PHAs的典型代表。這些塑料都具有很好的生物降解性、生物相容性且無毒。如PHB是一種新的塑料替代品，將其用于食品包裝，既能保持水分，阻止氧氣進(jìn)入，又能降解，減少環(huán)境污染[9]。第二類是合成高分子型生物降解塑料，它是指利用化學(xué)方法合成制造的生物降解塑料。如聚乳酸(PLA)就是以糖蜜、淀粉等原料發(fā)酵制成乳酸，再通過共聚改性等化學(xué)手段合成的。其物化性質(zhì)與聚苯乙烯相似，但它有良好的抗溶劑性、防潮、耐油脂且無毒，可用于加工成薄膜、包裝袋、一次性快餐盒、飲料瓶等。第三類是天然高分子生物降解塑料，它主要利用植物的淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼素、大豆蛋白果膠和木質(zhì)素等制成。淀粉基生物降解塑料可用于制造食品包裝袋和一次性餐具等。

2.2高阻隔性薄膜

高阻隔性薄膜具有阻氧氣、阻水蒸氣、阻油、透明的特性，能夠?qū)κ称菲鸬奖Ｙ|(zhì)、保鮮、保風(fēng)味以及延長商品貨架壽命等作用。目前常見的高阻隔薄膜材料有PVDC(聚偏二氯乙烯共聚物)、EVOH(聚乙烯—乙烯醇共聚物)、尼龍MXD6(甲胺類聚酰胺)、SiOx鍍膜等。PVDC具有高度阻氧和高度阻濕的性能，且具有良好的柔韌性、低溫?zé)岱庑?、耐油、耐腐蝕性[10]。它與PS、PP等樹脂的多層共擠出物可用于奶制品、果醬等真空包裝。EVOH既具有乙烯聚合物良好的加工性能又具有聚乙烯醇的高氣體阻隔性，還有優(yōu)異的透明性、光澤度、耐油性等性能[10]，可用于蛋黃醬、番茄醬等食品包裝。SiOx鍍膜材料透明且可用于微波爐中，如GT薄膜，它是以PET膜為基材，在其表面沉淀SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性保鮮膜。它的阻隔性不會因溫度和濕度的變化而改變，能阻止外界異味滲入，有較好的環(huán)境適應(yīng)性，是新型的功能性果蔬包裝材料[11]。此外還有我國自主創(chuàng)新研發(fā)的改性聚乙烯醇(PVA)涂布薄膜，它的氣體阻隔性能優(yōu)異、成本低廉、能較長時(shí)間保持食品原味，且可降解無污染，是理想的環(huán)保型高阻隔性材料。

2.3其它新型塑料

PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)是一種新型的塑料包裝材料。它的結(jié)構(gòu)與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)相似，是用萘環(huán)代替了PET的苯環(huán)。它的熱收縮率低、長期耐熱性好、耐酸耐堿且氣體阻隔性好，對有機(jī)溶劑吸附性小，本身游離、析出性也低，有很好的衛(wèi)生性能，美國FDA已允許它用于食品包裝[12]。它主要用于啤酒包裝和軟飲料包裝。此外，國內(nèi)外還研制了抗菌塑料、吸氧(吸乙烯)等功能性塑料和納米復(fù)合包裝材料等。這些“安全、健康、環(huán)?！钡男滦退芰现瞥傻乃芰现破凡粌H緩解了資源與環(huán)境的問題，也給食品安全和人體健康帶來了福音，其應(yīng)用前景十分可觀。

參考文獻(xiàn):

[1]王竹天，楊大進(jìn).食品安全與健康[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:140～144.

[2]楊瑞成，丁旭等.材料科學(xué)與材料世界[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:147～149.

[3]Zhu SM，Wang AH，Xia ZL.Polymorphisms of DNA repair gene XPD and DNA damage of workers exposed to vinylchloride monomer.Int J Hyg Environ Health，2005，208(5):383～390.

[4]孫樹萍，阮文舉.食品塑料包裝中的有害物質(zhì)[J].化學(xué)教育，2007，(06):5.

[5]郭恒斌，曾慶祝等.食品包裝材料的安全性及其對策[J].現(xiàn)代食品科技，2006，3:194.

[6]宋宏新，毛跟年等.現(xiàn)代食品營養(yǎng)與安全[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007:206～207.

[7]齊尚忠.淺析塑料食品包裝材料中存在的安全問題[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2007，26(5):59.

[8] 朱復(fù)海，孟娟等.生物降解塑料的開發(fā)與應(yīng)用[J].青島建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，24(1):98.

[9]辛嘉英，張潁鑫等.新型食品包裝材料PHB的生物合成[J].中國食品學(xué)報(bào)，2008，(03):5.

[10]王思靜.國內(nèi)新型塑料軟包裝材料的發(fā)展[J].今日印刷，2008， 4:7.

[11]黃海峰.新型果蔬包裝材料研究進(jìn)展[J].中國包裝，2008，2:83.

[12]梁艷書.新型的塑料包裝材料PEN[J].包裝工程，2004，3:168.