曾莉，林黛琴，聶紹麗，鐘永紅，張濤

（江西省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證總院工業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)院，江西南昌，330052）

0 引言

“食品接觸材料”通常指塑料、橡膠、紙張、金屬、油墨等與食品接觸的材料。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種食品包裝的新材料、新技術(shù)層出不窮。食品包裝中使用最多的塑料，因其易成型，價(jià)格低廉且使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)傳統(tǒng)塑料產(chǎn)生的塑料廢棄物及其衍生的微塑料對(duì)環(huán)境安全和消費(fèi)者健康所帶來(lái)的影響，已經(jīng)成為關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的重要議題［1-5］。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，全球掀起了一股禁塑潮，歐美等國(guó)家出臺(tái)了關(guān)于限用和禁用一次性傳統(tǒng)塑料的法規(guī)［6］，我國(guó)也逐步出臺(tái)了相應(yīng)的禁塑方針。2020年國(guó)家發(fā)展改革委和生態(tài)環(huán)境部等聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》中明確指出，禁止和限制不可降解塑料制品的生產(chǎn)和銷售。在此背景下，可降解材料及制品因其可降解性能受到了廣泛關(guān)注，市場(chǎng)需求也在不斷提升，可降解食品接觸材料及制品迎來(lái)了前所未有的機(jī)遇。

目前，大量研究報(bào)道主要集中在可降解新材料的開(kāi)發(fā)、改性、降解性能以及快速鑒定表征方面［7-12］，而對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)分析及安全評(píng)估的研究較少，特別是可降解食品接觸材料及制品的安全風(fēng)險(xiǎn)研究?jī)H有少量報(bào)道［13-17］。文章歸納總結(jié)可降解食品接觸材料及制品的分類、應(yīng)用及優(yōu)劣勢(shì)，并從有意添加物（IAS）、非有意添加物（NIAS）及可降解微塑料方面對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析及安全評(píng)估，為可降解食品接觸材料及制品的綠色可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 可降解食品接觸材料及制品的分類、應(yīng)用及性能優(yōu)劣勢(shì)分析

隨著禁塑令的不斷升級(jí)，可降解食品接觸材料及制品也得到了迅速發(fā)展，目前市場(chǎng)上可降解食品接觸制品的種類也是多種多樣?？山到馐称方佑|材料按材質(zhì)不同大體可分為天然可降解材料、生物基可降解材料，石油基可降解材料［18-20］，下面分別對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行歸納總結(jié)。

1.1 天然可降解材料

天然可降解材料主要是指自然界中廣泛存在的多糖類高分子，包括淀粉、纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、甲殼素、殼聚糖等，具備儲(chǔ)量豐富、安全無(wú)毒、可完全降解、可再生、成本低廉、對(duì)環(huán)境和人體無(wú)害、具有較好的生物相容性等諸多優(yōu)點(diǎn)，為可降解食品接觸材料及制品提供了新的研究方向，具體可應(yīng)用于餐盒、刀、叉、勺、筷及食品包裝膜等方面。然而天然可降解材料存在熱穩(wěn)定性差、力學(xué)性能差、吸水性強(qiáng)、加工成型難。易產(chǎn)生異味等缺點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行共混或改性，以使其達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)［21-24］。

1.2 生物基可降解材料

生物基可降解材料是以生物資源為原材料的塑料，主要有聚乳酸（PLA）、生物-聚丁二酸丁二醇酯（bio-PBS）、聚羥基脂肪酸酯類聚合物（PHAs）等，其中PHAs 類又包括聚 3-羥基丁酸酯（PHB）、3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物（PHBV）以及 3-羥基丁酸酯和 3-羥基己酸酯的共聚物（PHBH）［25-27］。

PLA是以乳酸為原料聚合而成的，是一種剛性的生物可降解塑料，可完全降解，可回收，具有較高的生物相容性、耐熱性、拉伸強(qiáng)度和透明性，具有良好的阻隔性、加工成型性能等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用于食品包裝膜袋、一次性餐具（吸管，塑料杯、碗等）、包裝用塑料瓶等方面。但PLA結(jié)晶能力低下，脆性高，延伸率低，韌性和機(jī)械性能均較差［25-28］。

bio-PBS以淀粉等生物質(zhì)為原料，由微生物發(fā)酵制得，是典型的聚酯類生物可降解材料，具有優(yōu)異的降解性、耐熱性、力學(xué)性能和加工性能且價(jià)格較低廉等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于食品飲料包裝和餐飲包裝用材等領(lǐng)域［29，30］。但其熔體強(qiáng)度低、抗沖擊強(qiáng)度低，延伸性和親水性較強(qiáng)，儲(chǔ)存穩(wěn)定性能較差。

PHAs 是聚羥基脂肪酸酯類聚合物的統(tǒng)稱，由3-羥基脂肪酸組成，目前有150多種。 PHA具有很好的生物可降解性、光學(xué)活性和熱加工性，優(yōu)良的成膜性能，且生物相容性、防水性、熱穩(wěn)定和水解穩(wěn)定性良好，多用于各種食品包裝容器、生物降解食品包裝薄膜等。但其拉伸強(qiáng)度和延伸度弱而且生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)使其難以普及應(yīng)用［31，32］。PHB性能與聚丙烯相似，結(jié)晶度高，物理性能較差，質(zhì)硬而脆，耐沖擊性差，但其具有生物降解性和生物相容性，可與其他可生物降解材料進(jìn)行共混改性，以提高其力學(xué)性能［27，33］。

1.3 石油基可降解材料

石油基可降解材料是以石油資源為原材料的塑料，主要有聚對(duì)苯二甲酸／己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚己二酸／丁二酸丁二醇酯（PBSA）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚碳酸亞丙酯（ PPC）、聚乙醇酸（PGA）等［25-27］。

PBAT是以丁二醇、己二酸、對(duì)苯二甲酸為原料，通過(guò)酯化-縮聚法或擴(kuò)鏈法制得。PBAT有優(yōu)良的生物降解性和韌性，較好的耐熱性、耐沖擊性能、延展性和斷裂伸長(zhǎng)率，成膜性能良好，可應(yīng)用于食品包裝。PBAT力學(xué)強(qiáng)度差，模量低，且生產(chǎn)過(guò)程中使用具有毒性的異氰酸酯類為擴(kuò)鏈劑，存在較大的安全隱患［34］。

PBSA是由丁二酸、丁二醇和己二酸共聚得到的一種可生物降解聚合物，具有良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性，但阻隔性能較差，熔體強(qiáng)度低難以成型，需要通過(guò)共混改善其低溫成型性能［35，36］。

PCL是由不可再生的原材料ε-己內(nèi)酯［低熔點(diǎn)（60～65℃）］開(kāi)環(huán)聚合得到的脂肪族聚酯可生物降解材料。其具有較好的生物相容性，延展性和可加工性能，但成本高，耐熱性、阻隔性能和機(jī)械性能較弱，不常單獨(dú)使用，需通過(guò)各種改性使其得到更好的應(yīng)用［37，38］。

PPC是以二氧化碳和環(huán)氧丙烷為原料聚合生成的脂肪族碳酸酯多元醇，是一種完全可降解的環(huán)保型塑料，本身無(wú)毒無(wú)害，具有較高的阻隔性、良好的耐沖擊性和生物相容性。但其機(jī)械性能、透氧率和流動(dòng)性較弱，低溫易脆，高溫易軟，因此難以加工成型，極大地阻礙了其在食品包裝行業(yè)的應(yīng)用，但通過(guò)物理或化學(xué)改性可以改善其性能［39］。

PGA是一種主鏈僅通過(guò)C-C鍵相連的乙烯基聚合物，有優(yōu)異的生物相容性和生物降解性，良好的阻隔性能（耐油、耐水及溶劑）和較好的熱穩(wěn)定性、黏度、溶解性、乳化性、分散力、拉伸強(qiáng)度和成膜性，極適用于食品包裝行業(yè)，但其韌性差，加工困難，且價(jià)格昂貴，市場(chǎng)供應(yīng)量極?。?5］。

可降解材料具有安全環(huán)保、綠色無(wú)污染的諸多優(yōu)點(diǎn)，在食品接觸材料領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但單一可降解材料存在機(jī)械性能、阻隔性能或力學(xué)性能等方面的缺陷，需要通過(guò)共混、物理或化學(xué)改性等方式改善其缺陷，使可降解材料在食品接觸材料領(lǐng)域得到更優(yōu)更廣泛的應(yīng)用［40-44］。

2 可降解食品接觸材料及制品的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源及分析

可降解食品接觸材料及制品在原材料合成階段，產(chǎn)品加工過(guò)程中可能會(huì)有聚合物單體、雜質(zhì)、副產(chǎn)物以及一些降解產(chǎn)物產(chǎn)生，還有可能會(huì)為了特定使用功能或產(chǎn)品美觀性而添加各種添加劑（增塑劑，催化劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑，無(wú)機(jī)填料、黏合劑、印刷油墨等）［45-47］。另外，產(chǎn)品在儲(chǔ)存、銷售、使用過(guò)程中也可能形成一定的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)可能殘留在可降解食品接觸材料及制品中，或遷移至食品中影響人類健康，在材料降解過(guò)程中也可能會(huì)釋放進(jìn)入自然環(huán)境中，造成一定程度的環(huán)境污染。

2.1 有意添加物（IAS）風(fēng)險(xiǎn)分析

可降解食品接觸材料及制品中有意添加物（IAS）主要包括生產(chǎn)原料和為了提高材料加工使用功能或產(chǎn)品美觀性而添加的各種添加劑（增塑劑，催化劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑，無(wú)機(jī)填料、黏合劑、印刷油墨等）。

2.1.1 增塑劑

增塑劑又稱塑化劑，是一種可以增加聚合物材料可塑性、彈性和韌性等性質(zhì)的助劑，主要成分是環(huán)氧化合物以及鄰苯二甲酸酯等。目前較常用的是鄰苯二甲酸酯類增塑劑（PAEs），其增塑性能好，制備工藝成熟［48］。但研究發(fā)現(xiàn)部分增塑劑會(huì)對(duì)人體的荷爾蒙分泌產(chǎn)生影響，若長(zhǎng)期攝入可能引起生殖系統(tǒng)異常，甚至造成畸胎、癌癥。王立等［14］對(duì)可降解塑料制品中18種增塑劑進(jìn)行檢測(cè)，檢出了鄰苯二甲酸二丁酯 （DBP），鄰苯二甲酸二（2- 乙基 ） 己酯 （DEHP） 兩種。Leila Arfaeinia 等［49］發(fā)現(xiàn)PAEs會(huì)遷移到食品中，對(duì)人體健康造成危害，同時(shí)增塑劑會(huì)隨著可降解食品接觸材料及制品的降解釋放到大自然中，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成潛在危害。

2.1.2 抗氧化劑和光穩(wěn)定劑

可降解食品接觸材料及制品在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)氧、光、熱的氧化和降解等反應(yīng)，影響使用壽命?？寡趸瘎┠軌蛞种蒲泳徃叻肿硬牧系难趸娱L(zhǎng)使用壽命，光穩(wěn)定劑具有屏蔽光線、吸收能量、轉(zhuǎn)移能量、捕捉自由基的能力，防止降解發(fā)生，因此在可降解食品接觸材料及制品生產(chǎn)過(guò)程中添加抗氧劑、光穩(wěn)定劑，可以有效提升產(chǎn)品耐熱性、耐氧性、耐光性，延長(zhǎng)可降解食品接觸材料及制品的保質(zhì)期［50，51］。

塑料抗氧化劑可分為芳香胺類（二苯胺、對(duì)苯二胺）、受阻酚類（雙酚 A、壬基酚等）、亞磷酸酯類、酰肼類、碳自由基捕獲類等，其中受阻酚類是塑料抗氧劑主抗氧劑［52］。光穩(wěn)定劑分為紫外線屏蔽劑（炭黑、二氧化鈦等）、紫外線吸收劑（苯并三唑類、 鄰羥基二苯甲酮類等），自由基捕獲劑（空間受阻胺類）等，其中受阻胺類光穩(wěn)定劑（HALS）最為常用。抗氧化劑和光穩(wěn)定劑種類很多，但并非所有都能用于食品接觸材料及制品中，國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及其制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9685—2016）［53］對(duì)它們的使用及限量要求進(jìn)行了規(guī)定，不當(dāng)或者過(guò)量使用會(huì)對(duì)人體健康造成危害。

2.1.3 黏合劑和印刷油墨

由于單種材料很難滿足食品接觸材料及制品的市場(chǎng)需求，通常需要將多種材料通過(guò)黏合劑黏合，形成復(fù)合材料［54］，同時(shí)為了使包裝更美觀，吸引消費(fèi)者眼球，通常會(huì)用到印刷油墨。然而黏合劑和印刷油墨的溶劑殘留（特別是苯系溶劑殘留）、重金屬、甲醛、初級(jí)芳香胺、殘留單體、易遷移的低聚物、光引發(fā)劑、礦物油等有害物質(zhì)可能遷移到食物中，影響消費(fèi)者的健康。例如：黏合劑中的丙烯酸酯會(huì)對(duì)眼睛、黏膜、呼吸道產(chǎn)生刺激與慢性毒害作用；異氰酸酯會(huì)對(duì)人體呼吸道和皮膚產(chǎn)生刺激和致敏作用，引發(fā)過(guò)敏性肺炎，導(dǎo)致皮膚過(guò)敏性反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間或者反復(fù)接觸甚至還會(huì)對(duì)肺功能和肝功能造成永久性損傷；印刷油墨中的光引發(fā)劑二苯甲酮（BP）具有致癌性和生殖毒性［47，55］。

2.1.4 重金屬及特定元素

可降解食品接觸材料及制品在加工過(guò)程中可能會(huì)加入催化劑、無(wú)機(jī)填料、增塑劑等各種添加劑來(lái)改善可降解材料的不足，這些添加劑往往含鉛、砷、鎘、鉻、鎳等重金屬及特定元素。重金屬及特定元素在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及酶等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。例如：金屬汞進(jìn)入人體后將集中于肝臟，對(duì)大腦視力神經(jīng)破壞極大；金屬鎘將引起心腦血管疾病，破壞骨鈣，引起腎功能失調(diào)；金屬鉻可在肝、腎、肺積聚；金屬鉛是毒性較大的一種，一旦進(jìn)入人體很難排出，直接傷害人的腦細(xì)胞，特別是胎兒的神經(jīng)，可造成先天大腦溝回淺，智力低下等。這些元素可能遷移到食物中，且可降解制品在降解時(shí)，可能會(huì)釋放出這些元素，它們難以被生物降解，會(huì)殘留在環(huán)境中，造成一定程度的污染，并能在食物鏈的生物放大作用下成百千倍地富集，最后進(jìn)入人體，影響人類的生命健康。《一次性可降解餐飲具通用技術(shù)要求》（GB/T 18006.3—2020）［56］中對(duì)12種重金屬及特定元素進(jìn)行了具體指標(biāo)限制。

2.2 非有意添加物（NIAS）風(fēng)險(xiǎn)分析

非有意添加物即非人為有意添加的物質(zhì)，具有不同的來(lái)源?？山到馐称方佑|材料及制品中的非有意添加物包括原輔材料帶入的雜質(zhì)，在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和使用等過(guò)程中引入的污染物和從聚合物、加工助劑和添加劑中分離出的分解產(chǎn)物，以及各物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物等。由于非有意添加物并非生產(chǎn)所需而有意添加的，因此人們往往也不清楚其存在，且其來(lái)源和組成復(fù)雜，對(duì)人體健康和環(huán)境的影響不能一概而論，必須通過(guò)安全評(píng)估其存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。隨著安全環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)非有意添加物的關(guān)注度也在不斷提高。隨著檢驗(yàn)技術(shù)的不斷升級(jí)，非有意添加物鑒定及安全評(píng)估體系也會(huì)越來(lái)越完善［57-58］。

2.3 微塑料風(fēng)險(xiǎn)分析

微塑料（MPs）是指粒徑小于 5 mm 的塑料碎片，作為一種新型污染物，近來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。微塑料（MPs）因具有較強(qiáng)的疏水性和較大的比表面積，可以強(qiáng)力吸附環(huán)境中的污染物，進(jìn)而影響污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化及其生物有效性，對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。由于粒徑小，微塑料可能會(huì)被生物體攝入，造成不良影響?？山到獠牧弦矔?huì)生成可降解微塑料，且由于可降解材料更容易被降解，在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的微塑料可能比傳統(tǒng)塑料的更多［59，60］。 目前可降解塑料的生態(tài)毒理學(xué)數(shù)據(jù)很少，被植物吸收的微塑料可能會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成更高的非致癌風(fēng)險(xiǎn)，已有研究人員在食品中檢出了微塑料［61，62］。在自然環(huán)境中，因受到環(huán)境影響，污染物對(duì)可降解微塑料具有更高吸附能力，在自然風(fēng)化過(guò)程中的生態(tài)毒性增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生更大危害［63，64］。

3 結(jié)語(yǔ)

可降解材料因其安全環(huán)保、綠色無(wú)污染的諸多優(yōu)點(diǎn)，在食品接觸材料領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但單一可降解材料存在機(jī)械性能、阻隔性能或力學(xué)性能等方面的缺陷，需要通過(guò)共混、物理或化學(xué)改性等方式改善其缺陷，在可降解食品接觸材料及制品生產(chǎn)加工過(guò)程中需要添加各種添加劑（增塑劑，催化劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑，無(wú)機(jī)填料、黏合劑、印刷油墨等），使可降解材料在食品接觸材料領(lǐng)域得到更優(yōu)更廣泛的應(yīng)用。但可降解材料的原料，添加劑和生產(chǎn)、銷售及使用過(guò)程中引入的非有意添加物等風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)可能殘留在可降解食品接觸材料及制品中，或遷移至食品中影響人類健康。另外風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)可能在材料降解過(guò)程中被釋放出來(lái)進(jìn)入自然環(huán)境，且可降解材料也會(huì)生成可降解微塑料，造成一定程度的環(huán)境污染，更有可能被動(dòng)植物吸收，通過(guò)食物鏈進(jìn)一步影響人類健康。整體而言，目前可降解食品接觸材料及制品的技術(shù)并不成熟，同時(shí)存在生產(chǎn)成本高、降解性能不易控制、質(zhì)量安全難以保障的缺陷，且關(guān)于可降解食品接觸材料及制品對(duì)人體和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息較少，使可降解食品接觸材料及制品的開(kāi)發(fā)、推廣、成果鑒定等缺乏必要的依據(jù)。但相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，可降解食品接觸材料及制品中存在的問(wèn)題也將逐步得到解決，其應(yīng)用前景也會(huì)越來(lái)越廣闊。