APPS 食物接触材料-聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

2025-09-25 17:37 来源: PP电子(中国区)官方网站

  而当前rPET污染程度根本数据都相对缺乏,为此,亟需开展rPET瓶误用程度查询拜访,成立NIAS测试筛选系统,探究rPET瓶中包罗挥发极性无机物、挥发非极性无机物、非挥发极性无机物和非挥发非极性无机物等风险物的类型、时间分布、区域分布和污染特征,获得其负荷量及贡献率,筛选确定替代污染物;并操纵多种阐发方式对内排泄干扰感化类NIAS识别和量化,探究rPET瓶中风险物取内排泄干扰感化之间的相关性,为确定收受接管处置过程中沉点的标记性风险物奠基根本。鉴于此,研究确定污染PET瓶中有毒无害物质品种和污染程度,确立替代污染物,是开展rPET瓶风险评估的主要根本性工做。

  ICP-MS可用于检测各个收受接管阶段(例如薄片、颗粒和预坯)中沉金属(HM)和稀土元素(REE),用该方式初步筛选PET和rPET样品中归类为非居心添加物质(NIAS)的HM和REE。研究成果显示,精确度和靠得住性高,确定了收受接管过程中的环节污染点。别的有学者发觉沉金属跟着温度添加迁徙量也会增大。

  马爱进,传授,博导,国务院特殊津贴专家。次要研究范畴包罗食物及生物手艺、尺度化等。近年来,掌管了科技部国度沉点研发打算项目“生物财产共性手艺尺度研究(2016YFF0202300)”、科技部国度沉点研发打算课题“核桃财产环节手艺研发取新产物创制(2022YFD1600402)”、国度天然科合基金沉点项目“甲壳类水产食物致敏原谱系及其肠道微生物联系关系的致敏机制研究(U23A20266)”、国度天然科学基金项目“虾类肌质钙连系卵白及其亚基的过敏原性取构效关系的研究(31972184)”等30余项科研项目;掌管和加入国度尺度100余项,获省部级科技14 项,从编和参编册本15 部,正在《Nature Communications》《Food Hydrocolloids》《Food Chemistry》等期刊颁发论文80余篇。现担任全国肉禽蛋成品尺度化手艺委员会副从任委员、全国生化检测尺度化手艺委员会委员,中国菌物学会食用菌采后及加工财产分会副会长、特殊食物抽检监测牵头阐发专家委员会委员、中华防止医学会食物卫生分会委员、《食物科学》《Journal of Future Foods》编委以及省核桃养分功能取加工手艺沉点尝试室学术委员会从任等。

  当前,正在非靶向阐发方面,Q-TOF-MS凡是被认为具有较好的表示,正在靶向定量阐发方面,液相色谱连系三沉四极杆检测器更受青睐,具有较高的选择性和活络度。

  聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)具有优秀的物理和化学性质,包罗质轻、通明度佳、价廉、耐用,而且于利用后随手可丢等特征,常用于出产纤维、薄膜、饮料瓶等,也因而培养了垃圾量的激增。包罗以对苯二甲酸(terephthalic acid,TPA)加上乙二醇(ethylene glycol,EG)酯化生成对苯二甲酸乙二酯(diethylene glycol terephthalate,DGT),也就是PET的单体,再经催化剂(锑、锗、钛或铅)进行聚合反映,生成PET;或是对苯二甲酸二甲酯(dimethyl terephthalate, DMT)添加乙二醇进行转酯化反映。但PET不变性极强,埋入土中百年仍无法分化,于是基于环保,人们起头收受接管PET再操纵。目前,收受接管处置被视为办理PET包拆废料的主要办法,然而收受接管再操纵可能会添加无害物质的含量,进而迁徙到食物中,因而评估收受接管包拆的平安性具有高度主要性。

  综上所述,目前rPET风险评估面对的挑和包罗污染程度量化、标记性污染源识别和风险机制,这凸显了成立健全的rPET风险评估系统的火急需要。处理这些问题对于保障消费者健康和推进资本的可持续操纵至关主要。将来的研究应优先考虑:基于高分辩质谱等阐发手艺的精准污染物筛查方式;建立多要素耦合的实正在利用场景迁徙模子;开辟人工智能驱动的污染源智能逃溯系统;成立全球协同的尺度化风险评估框架。同时,政策办法必需加强监管,激励更洁净的收受接管手艺,并推进国际合做,以确保整个供应链中的rPET平安。

  次要环绕食物接触材料和成品中所迁徙出的特定物质开展风险阐发、评估、风险表征等研究,此中风险识别和剂量反映关系评定根据风险物的毒理学尝试获得,可是目前仍然缺乏脚够的毒理学消息,导致不克不及进行充实评估。有研究人员操纵毒理学关心阈值(Threshold of Toxicological Concern,TTC)方式开展rPET的风险评估,即通过化学物布局或者雷同布局化学物的已知毒性来确定未知的风险物的平安程度。但TTC方式仅合用于较低程度的污染物的评估,对于高潜能致癌物、无机物、金属、卵白质、不用融的纳米材料、放射性物质、可能具有局部效应的物质等,特别是结合毒性均不合用。目前,很多国度制定了内排泄干扰物研究打算,并正在内排泄干扰感化通方面取得了初步进展。大量研究成果表白双酚A及其雷同物具有雌激素活性及生殖毒性。有学者曾经发觉邻苯二甲酸酯和双酚A的夹杂发生结合毒性效应。近年来,也有研究操纵数学模子了双酚A、二乙基雌酚、壬基酚,以及邻苯二甲酸酯类等内排泄干扰物之间发生协同毒性。基于13个内排泄干扰物的研究,发觉多种内排泄干扰物结合所发生的毒性效应较着高于单一物质。利用细胞毒性和高内涵筛选(HCS)生物测定法评估了原生和再生塑料食物接触材料(FCM)正在分歧收受接管阶段的毒性,这些材料正在四种食物模仿物中迁徙环境,而且通过ToxPi排名确定正庚烷和水中的vPET迁徙是沉中之沉。

  食物模仿物的选择和迁徙前提的选择是迁徙研究的根本,将烧毁的PET瓶进行收受接管再操纵制成新产物,将可使材料无效操纵,但再生过程极易发生风险物;这些风险物一部门是正在收受接管过程中引入,另一部门则是出产过程中呈现。因而,需要连系rPET收受接管工艺,对于分歧阶段的rPET进行筛选和检测,从而解析其迁徙机制。目前,全球对于rPET收受接管过程中带入的污染物、分化产品、收受接管处置过程两头产品等内排泄干扰感化类NIAS迁徙研究很是少,特别是迁徙机制不清晰。

  前面的研究表白,单一化学品的毒性并不克不及取代夹杂接触发生的分析毒性,对rPET中总迁徙物质的共毒性研究也很少。不外,研究人员正正在通过数学建模、HCS手艺以及ToxPi东西等其他方式逐渐积极摸索分析毒性,并取得了必然的进展。

  影响迁徙试验的次要要素除食物模仿物外,很大程度上也取决于取食物接触的时间长短和温度凹凸。有研究正在分歧温度的烤箱和微波炉中,聚对苯二甲酸乙二醇酯从塑料包拆迁徙到分歧饮料和食物的可能性,微波加热时间最长为15 min,烤箱加热时间最长80 min,取烤箱加热比拟,微波加热的迁徙率较低。另一项研究针对正在40 °C和95 °C温度下的全新聚碳酸酯婴儿奶瓶,成果显示迁徙到食物中的双酚A浓度别离为0。03 ppb和0。13 ppb,申明双酚A的迁徙程度随温度的升高而上升。同样,按照GB 31604。1—2023食物接触材料及成品迁徙试验公例的相关,迁徙试验时间和温度按照预期接触时间和温度的分歧分为多个品级,预期接触时间从5 min以下到30 d以上,分为九个品级,预期接触温度从5 °C以下到175 °C以上,分为十个品级,每个品级均以各品级内最长时间和最高温度进行迁徙尝试,以确保试验前提可以或许既实正在反映现实利用场景又了最严苛的迁徙接触前提,从而更精确地评估其平安性。

  操纵超高效液相-四级杆飞翔时间质谱(UPLC-MS-QTOF)方式对rPET中的非挥发性的低聚物进行研究,发觉由对苯二甲酸,乙二醇和二甘醇构成的14种环状和曲链低聚物,阐明它们的化学布局。研究发觉PET中含有二聚体(Mr=384 Da)到七聚体(Mr=1345 Da)聚合物,但布局仍不清晰。通过中空纤维液相微萃取(Hollow-Fiber Liquid-Phase Microextraction,HF-LPME)和固相微萃取(Solid Phase Microextraction,SPME),并连系气相色谱(电子捕捉检测器和氢火焰离子化检测器)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等方式逃踪,发觉收受接管处置每个步调中聚合物存正在很大变化,十分值得留意。操纵液相色谱-质谱阐发方式(LC-MS)发觉双酚A正在收受接管处置的含量较着更高。研究发觉正在二甲苯催化剂下,PET 存正在中性水解,FTIR)、扫描电镜对解聚过程两头产品进行了表征,并对其酸值、羟值进行了阐发,成果表白次要解聚产品为对苯二甲酸和具有高羟基含量的低聚物。

  因为rPET中潜正在的污染物和残留物比力复杂,很多NIAS国表里还缺乏脚够的毒理学消息,导致不克不及对rPET进行充实的风险评估,特别是食物接触rPET瓶中存正在邻苯二甲酸酯类、双酚A等内排泄干扰物,以及具有内排泄干扰感化的镉等沉金属离子,除具有已知的生殖发育毒性等保守毒性外,仍是惹起肥胖等代谢疾病、甲状腺疾病和癌症的主要要素。而且,因为分歧的内排泄干扰物感化靶点和路子各别,多种物质之间存正在结合交互感化的风险。因而,需要以化学迁徙液的毒性效应为导向,以食物接触rPET瓶中内排泄干扰感化类NIAS为对象,设置分歧浓度梯度,确定迁徙物正在人类一般细胞上的无毒浓度。研究rPET出产过程中发生的内排泄干扰物对Hela的结合感化,然后再操纵双荧光素酶演讲基因系统手艺,切磋rPET内排泄干扰物结合取响应受体的活性关系,明白结合时能否通过影响信号通而改变响应受体的活性,从而为rPET内排泄干扰物的风险评估供给科学根据。鉴于此,需要明白总迁徙物的内排泄干扰感化机制和特征,确定的毒性靶点细胞和生物标记物,成立该类物质的风险评估策略。

  为进一步推进动物源食物科学理论的完美取立异,加快科研向现实出产力的,帮力财产实现高质量、可持续成长,由食物科学研究院、中国肉类食物分析研究核心、中国食物社将取江西农业大学、江西科技师范大学、 南昌师范学院、 家禽遗传改良江西省沉点尝试室 配合举办的“ 2025年动物源食物科学取人类健康国际研讨会 ”,将于 2025年10月25-26日 正在 中国 江西 南昌 召开。

  迁徙研究的次要目标是评估食物包拆中无害物质向食物中迁徙的潜正在风险,通过模仿现实利用前提,测定迁徙量,评估其能否超出平安限值。迁徙现象凡是可分为三种分歧的类型:非迁徙系统、挥发系统和浸出系统。正在非迁徙系统中,高量聚合物凡是具有较高的化学不变性和热不变性,不易分化或小物质,其迁徙行为可忽略不计。挥发系统是指食物包拆取食物非间接接触的前提下,挥发性化学物质从食物包拆材料内部或概况,并通过扩散感化进入食物的过程。浸出系统是指食物包拆取食物间接接触的前提下,包拆材猜中的化学物质通过消融、吸附或扩散等机制从材猜中并迁徙至食物的过程,这一过程是食物包拆取食物之间彼此感化的主要表示形式,其迁徙能力凡是较强。

  目前,欧盟、美国已通过PET消费后可能接触的污染物查询拜访,并将挥发极性无机物/非极性无机物、非挥发极性无机物/非极性无机物等做为替代污染物(表2),正在40 ℃下浸泡14 d或者50 ℃下浸泡7 d,以模仿rPET受污染最严沉的环境来权衡收受接管处置去污效率。

  利用气相色谱-质谱法,正在rPET瓶中检测到四种挥发性无机化合物(乙醛、乙二醇和壬醛,含量低于1。00 mg/kg;2-甲基-1,3二氧戊环,含量为1。72~5。76 mg/kg),研究表白,rPET瓶能够正在食物接触中反复利用。利用气相色谱-四极杆飞翔时间质谱别离表征了rPET中半挥发性无机化合物(SVOC)的存正在和去除效率,利用全面的二维气相色谱-四极杆-飞翔时间-质谱联用化学计量学来研究rPET中挥发性无机化合物(VOC)正在分歧收受接管阶段的表征和消弭效率,均获得了优良的结果。

  (1)PET带入的污染物,如印刷油墨残留的氯苯溶剂等;(2)PET材料及添加剂的分化产品,如分化生成的乙醛、甲醛等;(3)收受接管过程反映的两头产品,如对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、乙二醇等。这些NIAS因为成分复杂、布局不易得知、数量复杂、难以预测,出格是内排泄干扰感化类物质精准检测难度极大、研究较少。因而,需要基于rPET中风险物污染数据阐发成果,连系处置工艺,通过定性和定量阐发法,明白收受接管处置分歧环节中rPET瓶中内排泄干扰物赋存形态特征,表征具有内排泄干扰感化的标记性分化产品、两头产品、其它化学污染物及沉金属等物质,阐发研究rPET瓶收受接管处置工艺对标记性内排泄干扰物的特征影响及变化纪律,解析rPET中内排泄干扰感化类分化产品、两头产品、化学污染物等物质的迁徙机制。鉴于此,研究成立食物接触rPET瓶及成品中内排泄干扰感化类物质精准识别和量化方式,解析其迁徙机制,为食物接触rPET风险评估和质量节制供给手艺根据。

  食物模仿物是正在食物包拆材料化学物迁徙研究中,它能正在特定前提下,近似反映食物正在取包拆材料接触时,包拆材猜中化学物质向食物迁徙的环境。鉴于食物本身的化学构成取物理布局较为复杂,迁徙测试往往借帮食物模仿物来开展。其凡是为液体或固体物质,有着成分简单且已知的特征。这一特征使得迁徙测试的操做过程更为简洁,最终测试成果也更易于注释。按照GB 31604。1—2023食物接触材料及成品迁徙试验公例,食物模仿物的选择基于食物的理化性质(如酸度、脂肪含量、酒精含量等)。

  食物级PET瓶消费后,可能做为容器储存非食物类物品,形成PET瓶污染。开展rPET风险评估,需要获得rPET瓶中存正在的无害物质品种和污染程度,筛选替代污染物以及评估收受接管处置工艺的无效性。

  目前rPET瓶收受接管处置方式次要为物理法、物理-化和化。近年来逐步成长「瓶到瓶」收受接管的新工艺,将清洗后的PET瓶经制粒、结晶等工艺,通过解聚和缩聚等过程,插手三羟甲基丙烷、均苯四甲酸二酐等添加剂,最初制制出可用于出产塑料瓶的PET切片(图1)。rPET瓶收受接管处置过程中存正在多种非成心添加物(Non-Intentionally Added Substances,NIAS),次要包罗。

  食物科学研究院、中国食物社和全国糖酒会组委会将于2025年10月16-18日正在江苏省南京市南京国际博览核心举办第113 届全国糖酒会食物科技。食物科技期间举办食物科技展,本届科技展以我国当前食物财产科技需求为导向,沉点邀请“十四五”以来获得国度和省部级主要科研项目支撑产出的食物科技新、新手艺、新产物参展,并针对企业手艺需要开展精准对接办事。

  平易近以食为天,食以安为先。食物平安关乎人平易近身体健康和生命平安,是平易近生之本。塑料加工和包拆食物是人类接触化学污染物的主要来历,结合国强调,加强塑料废料的收受接管和操纵是实现千年可持续成长方针(SDGs)的主要构成部门。食物接触材料(Food Contact Materials,FCM)做为食物出产、畅通等全财产链过程中不成少的主要构成部门,正在食物财产链中阐扬了主要感化,能无效地食物,防止产物变质,可是此中含有的化学物质迁徙又会给食物平安带来负面影响,如邻苯二甲酸酯、双酚A、多环芳烃等化学物质能够正在运输、储存、利用等过程中迁徙到食物,进而影响食物平安。近年来,由食物接触材料惹起的食物平安事务频发,如“塑料包拆塑化剂事务”、“婴儿奶瓶双酚A事务”、“仿瓷餐具事务”等,这些食物平安事务严沉影响了人们的身心健康和市场经济的可持续健康成长,也了社会矛盾,并对公信度发生了必然影响。为此,很是注沉来历于食物接触材猜中化学污染物对食物平安的影响。

  塑料污染管理已成为全球可持续成长的一个严沉挑和。正在全球应对办法中,鞭策对食物塑料包拆消费后的收受接管和食物级使用(原级操纵)是的主要处理方案。

  收受接管业者正在收受接管烧毁物时,仅针对纸类、塑料或金属等次要烧毁物进行初步分类,并未再以细分材质,且无清洗法式,尔后间接进行打包卖给瓶片厂。正在某些地域PET瓶会取其它塑料材质容器一路收受接管,非论其用处能否为食物容器,均集中收集后送至收受接管场。之后,按照容器的颜色进行第一阶段的分类,经分类后的色瓶由再一一除去瓶盖、瓶盖缘取外包拆卷标,进行清洗流程后,再按照容器之产物类型进行分类。此外,正在去污过程中利用洗涤剂和化学物质,如碱液,以及正在高温下将聚合物链分化为更小的,可能会通过取PET或其他吸附化合物中存正在的添加剂发生反映生成新的化合物。欧盟学者对于消费后PET瓶中化学物的误用污染程度进行了研究,确定甲苯和二甲苯的误用污染程度最高,别离为4500~6750 mg/kg和2000~3000 mg/kg,被误用的比例为0。03%~0。04%。连系非误用PET瓶的稀释效应以及甲苯的污染程度,确定收受接管PET原猜中污染程度为1。4~2。7 mg/kg,并将3 mg/kg做为PET收受接管过程中小我误用参考污染程度。有的学者发觉PET利用过程中存正在物质氧化分化现象;也有学者研究了吸附正在PET瓶中的食物残留物,成果发觉PET瓶中食物成分被吸附形成了rPET原料污染。

  对于rPET中风险物质的检测,目前的次要策略为气相色谱—质谱联用检测挥发性和半挥发性物质,液相色谱—质谱联用探测非挥发性物质,电感耦合等离子体质谱探测沉金属元素等。

  田启明,工商大学食物取健康学院,2024届食物工程专业硕士研究生,研究标的目的为食物生物工程。