食品科学
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聚酯食品包装材料安全研究进展

聚酯PET工业生产原料较为复杂并且制作工艺较为特殊,所以成型的PET瓶中会含有微量有害物质,比如二甲酸单体低聚物添加助剂等,其中对苯二甲酸作为一种低毒物质,会对人体皮肤、眼睛、呼吸道造成破坏,甚至引发多种疾病。为了改善PET生产以及性状,目前使用了一些分子质量较小、扩散能力强大的抗氧剂和增塑剂,但是这些物质会从PET材料中迁移到食品当中,如果含量过多会影响食品风味,也会威胁人类健康,所以需要对PET食品包装材料的迁移情况进行研究。

一、食品包装材料体系建设

当前我国已经建立了一套完整的食品接触材料检测体系,严格规定邻苯二甲酸酯类增塑剂在包装材料中迁移到食品中的用量,还有相关规定指出迁移的总可溶性、不可溶性限定、有色物质迁移等相关内容。尽管我国已经建立了食品包装材料的安全标准体系,但仍与发达国家存在很大差距。目前我国的食品包装材料法律、法规也需要完善,并且要解决检测精度不高的问题。在消费者高度关注食品安全问题的今天,需要切实加强食品包装材料的研究与分析[1]。

二、PET迁移检测方法

PET迁移检测方法主要包括高效液相色谱、气相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用等方法。

气相色谱法主要用于检测食品包装材料单体迁移物,可以检测出食品塑料包装挥发性强的聚合物单体,还能够检测出含量物质。其不足之处在于需要借助标准品完成定量定性分析,并且需要根据标准品的出峰时间测定,导致存在一定误差。有相关研究人员利用气相色谱法检测了邻苯二甲酸酯,从PET屏中检测出内容物迁移到酸奶。

气相色谱-质谱联用法可以对各种迁移物质质谱图进行分析,能够准确地分析出食品包装材料单体迁移物,比如DEHA可以利用气相色谱-质谱联用法检测,不过缺点在于该方法对处理要求较高,会影响判断。

其如顶空-气相色谱联用法、色谱-傅里叶变换红外光谱联用法等,有相关人员对15种挥发性小分子化学物质进行了检测,证实了该方法的检测效率较高、操作方便,还有相关人员利用气相色谱-氢火焰离子化检测器联用方法,研究了空白样品瓶中的甲苯、苯甲醛氯苯、柠檬烯。结果显示其精密度、回收率指标较好[2]。

三、迁移模型

首先,Fick模型。迁移过程就是食品包装中小分子向接触食品溶解扩散,直到食品包装材料中和食品浓度一致。整个迁移过程,利用Fick模型可以描述为温度变化、时间延长、材料薄厚、分布等内容,Fick可以有效提升食品材料的安全性,得到了欧盟EC以及美国FDA认可。

其次,分配系数以及扩展系数。Fick定律迁移模型的基础为动力学和热力学,对应的两个参数分别为扩散系数和分配系数。在包装材料和食品先迁移分配系数中可以通过相关公式进行分析,其中扩散系数对迁移速率的大小起到决定性影响。尽管近10年来迁移模型良好发展,但是当前迁移模型在食品包装材料的安全评估应用以及规定标准要求执行方面还需要投入更多的精力成本和时间。在尚未出现更为先进准确成熟的模型之前,利用当前的模型依旧可以提升食品包装的安全性。

四、迁移实验

总迁移实验对于食品包装材料中的有毒物质迁移实验存在诸多研究,其中对特定物质的迁移研究更多,而总迁移量的研究实验偏少,有相关人员以3%醋酸、95%乙醇和可乐作为食品模拟物,在20℃以及40℃条件下开展总迁移实验,最终证实20℃条件下迁移量低于40℃条件。研究结果证实可乐中化学物含量最低,醋酸其次,乙醇中的化学物含量最大。还有相关人员对市场中销售的14种不同品牌的PPT包装材料进行总迁移实验,最终结果证实总迁移量会随着时间延长而增加,直到第10个月迁移量开始趋于平稳[3]。

五、结束语

综上所述,PET食品包装材料具有实用性和美观性,得到了广大消费者的认可,但是其成品中依然含有小分子物质会对人体造成危害,目前依旧缺乏高新检测技术,或者存在检测精度不高的问题,所以今后需要继续加强对该方面的研究。

[1]洪桂香.浅叙聚酯在食品包装中的典型应用实例[J].聚酯工业,2019,32(4):16-21.

[2]王亨,杨嘉伟,严大迅.聚酯(PET)食品包装材料安全研究进展[J].现代食品 ,2018,11(21):13-17.

[3]杨万根,李冠霖,曹泽虹.乳酸链球菌素、植酸及包装材质对调理鸭肉的保鲜效果比较[J].食品与发酵工业 ,2016,42(12):217-221.