食品包装中的化学问题

食品包装中的化学问题摘要从化学的角度考察塑料包装、金属包装、纸包装和玻璃包装等传统的食品包装，寻找影响食品包装安全的因素以及食品包装的发展方向——开发新型包装材料，实现绿色包装。

关键词食品包装绿色化学绿色包装塑料包装金属包装各种形形色色的食品包装充斥着市场。

食品包装的安全和食品安全一样，与大家的生活紧密相连，成为大家关注的焦点。

有材料统计［1］：人的一生中大约会吃掉75吨食物，这75吨食物的“外衣”，是共计8.5吨左右的食品包装。

你可能关注着自己吃下去的食物是否安全，但你有没有想过：这些食物的包装是否安全？食品包装作为“特殊食品添加剂”，是食品的“贴身衣物”，它在原材料、辅料、工艺等化学方面的点点滴滴都将直接影响食品质量，继而对人体健康产生影响。

食品包装，让我们在与时间争夺食物的“战争”中获得了更多的主动权，但这并不代表我们能够容忍它损害自己的健康。

1 食品包装的安全事件频发早在2000年，美国3M公司就宣布全球召回PFOS［2］（全氟辛烷磺酰基化合物）。

PFOS产品及其衍生产品主要用于家用产品表面处理（如不沾锅）、方便食品包装等。

研究发现，PFOS不仅会造成工作人员中毒，还会向环境释放有害物质，是目前最难降解的有机污染物，具有很高的生物蓄积性和多种毒性。

2005年1月，甘肃省定西县一家食品厂的薯片在出厂质检时，发现包装袋苯超标［3］。

随后质监人员对甘肃、青海、浙江、江苏等省的十几家塑料彩印企业进行调查，发现这些企业全部使用以苯和甲苯作为混合溶剂的主要原料。

2005年9月2日，中国包装网刊登《美国：保鲜膜包食品有害健康》的文章，介绍PVC（聚氯乙烯）保鲜膜含有对人体有致癌作用的有害物质DEHA（二乙基羟胺）。

此后国家质检总局发布公告，禁止含DEHA等不符合国家标准规定的或氯乙烯单体含量超标的PVC食品保鲜膜进出口。

禁止用PVC保鲜膜直接包装肉食、熟食及油脂食品。

据《纽约时报》2010年1月17日报道［4］，发现Nalgene牌水杯含有双酚A。

美国食品药品管理局表示对双酚A（BPA）可能产生的健康风险问题正密切关注。

双酚A是在塑料瓶和食品包装中广泛使用的一种成分，现在有关机构正评估其可能带来的健康风险。

等等一系列食品包装污染问题的出现，使得食品包装安全问题引起了人们的高度关注。

2 传统的食品包装及化学污染2.1 塑料包装塑料是使用最广的食品包装材料，也是安全性最难追踪的。

恐怕没人能说清，在它漫长的循环旅程中，究竟发生了什么化学变化？最大的安全隐患之一是其来源。

市场上一些价格便宜的塑料食品容器，大多使用回收的废旧塑料再加工。

为掩盖老化变色，加工时常使用非食品级染料，其安全性最难追踪。

塑料常分这样几类。

第1类塑料为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），一般的矿泉水、碳酸饮料和功能饮料等瓶装都是用这一材质做的，使用上只要注意勿受光照及避免置于高温环境中即可；第2类是HDPE(高密度聚乙烯)，用于清洁用品、沐浴产品的包装上，建议不要循环使用；第3类是聚氯乙烯(PVC)，问题最大，这种材质在高温时以及制造的过程中易产生有害物质，许多国家都已经减少或禁止使用；第4类为LDPE(低密度聚乙烯)，用于保鲜膜、塑料膜等，注意保鲜膜不能包在食物表面进微波炉；第5类是聚丙烯，此类塑料制品是唯一可以放进微波炉的；第6类聚苯乙烯(俗称保丽龙，PS)常用于碗装泡面盒、快餐盒，化学稳定性差，可被多种有机溶剂溶解，制造过程会添加许多化学物质以提高稳定性，而这些添加物一不小心就可能被吃进肚子里；第7类塑料指的是第1~6类以外的塑料，用于水壶、水杯、奶瓶，其中最有问题的是聚碳酸酯(PC)，PC胶遇热释放出双酚A，导致奶瓶因含有双酚A而备受争议。

2.2 金属包装金属材料具有较高的机械强度，不仅牢固，而且还具有可延展、可咬合、可焊接和可粘接的加工特性，加上具有良好的阻隔性和气密性，因而在食品包装材料中占有重要的地位。

常用的金属包装材料有铁、铝、不锈钢和各类金属合金等。

比较常见的有铝箔、铝罐和铁罐。

铝罐多用于碳酸饮料的包装，铝罐存在有铝的迁移等问题；铝箔对材质的纯度要求非常高（99.99％），存在小气孔，需要与塑料薄膜复合使用。

铁罐以马口铁为主，多用于非碳酸饮料包装。

还有镀锡的铁罐，内层的锡会被有机酸溶解形成有机锡盐。

锡中常含有少量铅，其中有机铅盐具有毒性，另外焊锡也能造成铅中毒。

目前铝罐的使用已超过铁罐，由于金属的化学稳定性差，容易和饮料起反应，所以内壁涂料特别重要，但内壁涂层安全性很关键。

通常铝箔、铝罐和铁罐内表面涂覆了保护漆，其中部分含有酚类、氯乙烯、表氯醇（C3H5OCl）等，这些物质亦有毒性，溶解在食物中达一定量时可引起中毒。

2.3 纸包装纸是最古老、最传统的包装材料，以其良好的物理性能、机械加工性能以及环保方面的优势，已成为食品包装工业的重要材料。

普遍被视为是更“绿色”的包装，但这并不意味着绝对安全和环保。

某些盛装牛奶的雪白纸盒、纸杯可能含致癌物质，因为增白纸张所用的荧光增白剂是一种致癌活性很强的化学物质。

增白剂在化学结构上都具有环状的共轭体系，例如：二苯乙烯衍生物、苯基吡唑啉衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并唑衍生物、香豆素衍生物和萘二甲酰亚胺衍生物等。

其中二苯乙烯衍生物产量最大，例如4，4′双（4，6二苯胺基三嗪基2胺基）二苯乙烯2，2′二磺酸钠盐是一种用途较广泛的增白剂，商品名为增白剂TA。

这类增白剂已大量用于造纸、纺织品、洗衣粉和肥皂等工业中。

纸质包装材料在生产以及后续加工的过程中还会添加一些化学物质。

如杀菌剂对蛋白质和多糖等食品造成危害，从而损害人体健康；增塑剂主要是邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，这种增塑剂具有较大的毒性，对动物有致癌致畸的作用，对人体生殖系统有毒害作用，对男性的毒害要更大；染色剂中无机颜料多使用各种金属，红色多用镉系金属，黄色多用铅系金属；漂白剂中多使用次氯酸钠、二氧化氯等。

1988年Beck研究报道［5］木质素的氯化可以导致生成二恶英和其他含氯化合物，如苯酚和三氯苯酚等都是潜在的致癌物。

他们有可能迁移到食品中，造成食品的污染，进而威胁消费者的健康。

另外，很多企业为吸引消费者眼球，喜欢用彩色包装纸包装食品，造成含铅的彩色油墨与食品“亲密接触”。

目前大多数油墨本身含苯，而且一些包装生产企业贪图自身利益，大量使用含有比较便宜的甲苯混合溶剂来进行稀释，并缺乏严格的生产操作工艺，使包装材料中残留大量的苯类物质。

如果被人体吸收，会损害人体的神经系统，破坏人体的造血功能，引起永久性苯中毒；同时，油墨中所使用的颜料、染料中，存在着重金属（铅、镉、汞、铬等）和苯胺或稠环化合物等物质，对食品的卫生和人体的健康影响是明显而严重的。

部分高级食品采用锡纸包装，部分锡纸中铅含量严重超标。

而铅是公认的造成急、慢性重金属中毒的“杀手”。

纸质包装中的胶黏剂也是造成食品污染的化学根源之一。

胶黏剂绝大部分是用芳香族异氰酸酯这种单体做成的，它水解后生成芳香胺，该产品在高温时裂解下来的低分子量物质是致癌物质；胶黏剂中的溶剂是高纯度的单一溶剂醋酸乙酯，但个别生产供应商使用回收的不纯净的醋酸乙酯，其中杂质含量多，有异味臭味，更有个别的生产供应商会掺和一些甲苯进去，对人体危害较大；再有，胶黏剂中的重金属含量跟油墨中的问题一样，若重金属含量超标，同样会对人体健康和环境造成危害。

2.4 玻璃包装玻璃瓶也是一种历史较长的包装容器，占据了啤酒包装的绝大多数份额。

玻璃包装具有好的稳固性、阻隔性、卫生性和保存性，具有不易变形、容易实现盖封，开封后仍可再度封紧，易于美化，原料丰富，成本低廉等诸多优点，同时，易于回收再利用，对环境产生污染较小。

但由于其自重大、易破损、不方便运输，使用量已经开始下降。

不过，作为一种最安全的包装材料，它仍具有很强的生命力。

玻璃具有极好的化学惰性，不与被包装的食品发生作用，具有良好的包装安全性。

但是熔炼不好的玻璃制品则可能发生来自玻璃原料的有毒物质溶出问题。

同时还应注意避免玻璃原料中重金属如铅等的超标。

对加色玻璃，则应注意着色剂中重金属颗粒溶出的安全性。

玻璃包装的另一关键安全环节在于金属瓶盖或软木塞的密封，它也是导致食品安全事故的一个不可忽视的原因。

3 食品包装的发展方向作为一个化学工作者，从化学的角度来提高食品包装的安全性，可以着重从2个方面来下功夫：第一改革包装过程中的化学工艺；第二开发新型包装材料。

3．1 建立在传统包装基础上的“绿色包装”在传统包装基础上，改革包装过程中的化学工艺。

比如在纸包装中严禁使用荧光增白剂，应使用未经增白的纸张。

针对纸质包装中的油墨污染严重的现象,特别是用彩色包装纸包装食品,要严格控制彩色油墨所造成的污染，尽量少用或不用彩色纸包装。

对于高级食品包装使用的锡纸,要严格控制锡纸中的含铅量,同时应避免食品和锡纸直接接触。

对于塑料包装，要从原料生产的源头抓起，控制一些添加剂的使用，尽量开发一些无污染或污染小的添加剂。

另外，在保证食品包装安全的前提下，要尽量减少包装材料，使用再生材料或可再生材料包装，提倡可降解包装、简化包装等，实现食品包装的“绿色化”。

3．2 开发新型包装材料纸质包装材料具有取材容易、成本低、易分解、可回收利用、使用后对环境不会造成污染等优点，因此纸质包装成为当前国际流行的“绿色包装”，世界各国已开发出许多纸质包装材料，给人们的生活带来了很多方便。

目前纸质包装材料一类就是一般的纸浆制品，另一类就是新型的多功能纸制品。

纸浆膜塑制品是新开发出的一种新型环保纸质包装材料，它的最大特点是质量轻、价格低、防震，而且透气性特别好、在生产过程中不产生三废，使用后废弃不会造成对环境的污染，可以用来保鲜生鲜食品，被广泛用来包装蛋品、水果制品等。

多功能纸质包装目前应用也很广泛，具有防湿、防腐和杀菌、保鲜、感温、抗渗透等功能。

可降解塑料是新开发的另一种食品包装材料。

可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其他纤维素、光敏剂、生物降解剂等），使其稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。

我国研究较多的以淀粉与聚烯烃塑料相混的不完全生物降解塑料［6］。

这类塑料的降解原理是，淀粉颗粒先被真菌和细菌侵蚀、消耗，从而削弱塑料的强度，同时经过与土壤中存在的某些菌类接触自氧化而形成过氧化物，促使塑料中聚合物的分子链断裂，它们互相促进、相辅相成。

细菌消耗淀粉，使塑料表面积增大而有利于自氧化降解。

周而复始，高分子链逐渐断裂、缩短，使塑料强度降低，直至聚合物的降解到能被微生物代谢的程度。

可食性包装是指当包装功能实现后，即将成为“废弃物”时，使它转变为一种食用原料。

目前用天然大分子材料制成的可食性膜已成为食品加工和包装领域的一大热点。

它一般有淀粉类、蛋白质类、多糖类、脂肪类和复合类等。