食品包裝材料：食品安全視角
M.S. AlamriAkram A.A. QasemAbdellatif A. MohamedShahzad HussainMohamed A. IbraheemGhalia ShamlanHesham A. AlqahAli S. Qasha
Department of Food Science and Nutrition, King Saud University, P.O. Box 2460, Riyadh 11451, Saudi Arabia
2021 The Author(s). Published by Elsevier B.V. on behalf of King Saud University. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
⇑Corresponding author.
E-mail address:[email protected](A.A.A. Qasem).Peer review under responsibility of King Saud University.
摘要
食品包裝通過防止化學污染達到食品安全和易於處理和運輸的目的並延長保質期，為消費者提供便利。各種類型的材料，包括塑料、玻璃、金屬和紙及其複合材料，已被用於食品包裝。然而，隨著消費者健康意識的提高，將有害物質從包裝材料轉移到食品中的重要性越來越受到關注。本綜述重點介紹了食品與包裝材料的相互作用，並闡述了化學物質從包裝遷移到食品的機制、類型和影響因素。此外，還討論了來自不同包裝材料的各類化學遷移物及其對食品安全和人類健康的可能影響。
一、介紹
食品包裝用於多種產品，供應鏈中的食品保護主要基於包裝（Brody 等，2008 年）。如果沒有包裝，食品的處理將成本高昂且效率低下 ( Robertson, 2006 )。在決定是否購買之前，包裝還為消費者提供了初始產品標識。此外，消費者的需求也在發生變化，現在包括活性包裝和智能包裝等多樣化的包裝。這些包裝系統相互作用並對食品包裝環境做出反應，在那裡它們會在包裝頂部空間釋放一些物質或從包裝頂部空間清除一些物質，從而延長食品的保質期（Robertson，2006 年））。實施這種創新包裝的部分原因是為了在競爭激烈的環境中促進銷售。包裝風格和設計也可以增強產品的形象和可接受性。因此，包裝材料的選擇是供應鏈末端消費者的一個考慮因素。
包裝的主要目的是保護和保存食品免受可能最終影響其質量和安全的物理、化學、微生物或其他危害（Lee，2010 年））。在食品保質期預測中，食品包裝設計是主要考慮因素。在選擇包裝材料時，應考慮多種因素，包括成本、產品質量及其保持產品新鮮度的能力。食品包裝中使用的幾種常見材料是塑料、紙張、玻璃和金屬。其中，多種塑料用於剛性或柔性食品包裝。包裝材料現在包括層壓板，它是通過系統地集成具有不同固有特性的材料來開發的，以提高最終材料的功能。多樣的食品包裝和容器類型見表1. 一般來說，在供應鏈的不同階段，食品中會發現各種化學物質；這些包括微量營養素、調味劑、抗菌劑、抗氧化劑、殺蟲劑和黴菌毒素。此外，包裝材料中的增塑劑、單體和低聚物等添加劑在加工或包裝過程中接觸食品時可能會轉移到食品中；這種食品和包裝之間的化合物轉移被稱為“遷移”（ Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004 年）。這種相互作用的現象可能會導致食品質量和安全性的改變，而且由於吸附作用，風味可能會發生變化香味和不良成分從包裝材料轉移到食品中。在使用基於合成聚合物的包裝時，了解遷移機制對於估計食品變質至關重要。然而，食品和包裝之間的直接相互作用不一定是有害的，因為同樣的原則因為不需要的相互作用也可能導致理想的結果。
表1。食品包裝和容器類型（Shaw，2013 年）。
包裝類型
產品類型
應用*
無菌處理
雞蛋（液體/整個） 和 乳製品
一級
初級包裝
薯片、蘋果、米飯
一級
罐頭
湯
一級
紙(紙箱，塗層)
雞蛋、牛奶/果汁
一級
軟包裝
袋裝 沙拉
一級
托盤
肉\魚 塊
一級
瓦楞紙箱
麥片紙盒、冷凍比薩
二級
棧板
單托盤上的一系列箱子，用於從生產廠到配送站的運輸
三級
包裝紙
包裝用於運輸的箱子
三級
*初級包裝是用來盛裝正在加工的食品的主要包裝；二級包裝將初級包裝組合在一個盒子內；三級包裝將多個二級包裝合併為一個包裝。
有益遷移的一個例子是直接吸收氧氣、防止微生物生長並通過吸附去除不良味道的除氧膜 ( Hotchkiss, 1997 )。傳質被多種描述為一種物理相互作用，其中化學轉移發生在食品-包裝界面上，化學相互作用可能由食品成分對金屬包裝的腐蝕作用引起，或因接觸受污染的包裝材料而引起的微生物食品污染（李等人，2008 年）。
由於包裝材料與食品之間的相互作用受多種因素的影響，因此需要仔細選擇包裝材料，以避免對產品的質量、安全性和貨架穩定性產生負面影響。產品考慮因素還應包括風味敏感性、顏色變化和微生物活動。為了設計合適的食品包裝系統，對聚合物的類型、製備方法和聚合物含量與食品的比例進行評估，以幫助確定食品和包裝的相互作用水平。此外，還應考慮食品儲存期間的加工方法以及時間和溫度（Hotchkiss，1997）。
1.1 . 食品與包裝材料的相互作用
食品與其包裝之間的相互作用是一個至關重要的考慮因素，尤其是當食品與包裝材料接觸時。正是在這種接觸過程中，氣體和揮發物、水分、微生物和其他低分子量化合物的侵入才會發生（Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004 年）。食品和包裝材料之間的這種相互作用被認為是食品、包裝和環境之間的交互作用，會影響食品質量、安全和/或包裝完整性。食品包裝的主要目標是保護食品免受外部環境因素的影響，但食品與包裝的相互作用也會影響食品的質量和/或安全。
然而，添加劑從包裝到食品的質量轉移是不受歡迎的，並且會改變食品的風味。其他不希望有的現象包括從食品到包裝中去除一些所需的風味，以及通過滲透吸收或釋放水分。一個有趣的可能性是，可以通過這種包裝與食品的相互作用來提高食品質量和安全性。例如，最近，各種研究已被用於設計具有清除氧氣的活性成分材料的包裝，而不是充當簡單的滲透屏障，以提高高脂肪食品的穩定性（Maloba 等，1996）。旨在增強與所含食物的理想相互作用的包裝稱為“活性包裝”（Labuza 和 Breene，1989）。食品和包裝的相互作用可分為三種類型：遷移、滲透和吸附。例如，污染物或增塑劑從回收塑料聚合物中遷移，這被視為監管和安全問題，或者食品添加劑的遷移，這可以提高食品質量；不同氣體的滲透，例如氧氣或二氧化碳，可能有利於氣調包裝，但不利於碳酸飲料；以及香氣和風味的吸附，這可能會改變感官特性的食物。加強這些相互作用的關鍵理論基於 Fickian 擴散理論。遷移、吸收和滲透的理論基礎，以及聚合物包裝與香氣和風味之間的相互作用（Crank，1975，Johansson，1996）。
1.2 . 從包裝材料到食品的遷移
包裝食品中的遷移現象可能同時發生在兩個方向，即從包裝材料到食品，反之亦然( Mousavi et al., 1998 )。在前一種情況下，包裝膜中的添加劑和低聚物等分子擴散的低分子量物質被轉移到食品中（Helmroth等，2020）。在後一種情況下，食品的顏色、香氣、風味和營養物質發生從食品到包裝的質量轉移，並對食品的感官特性產生強烈影響（Lee et al., 2008）。表明化學遷移的聚合物包裝和食品界面如圖 1 所示。
圖1。包裝聚合物和溶液界面與添加劑和溶劑的擴散（費拉拉等，2001）。
遷移是在與食品接觸時發生的化學化合物從包裝膜轉移到包裝膜的過程。我們主要考慮化學物質從包裝到食品的轉移。化學物質可能來自包裝基材（如紙、紙板或塑料），但其他包裝組件（如印刷油墨、粘合劑或塗料）也可能是化學遷移的來源。決定遷移程度的因素包括包裝聚合物、物理化學特性遷移者、食物類型、儲存時間和溫度以及包裝與食物的比例（因為較小的包裝具有較大的表面積與體積比）。食品質量和安全的維護在包裝過程、儲存、運輸和零售場所被認為是至關重要的（Hron et al., 2012）。因此，從國家級（美國食品和藥物管理局）到地區級（歐洲食品安全局），實施了各種級別的安全標準。一些認證計劃，例如全球食品安全倡議，已經推出，但尚未廣泛使用。當局發布了關於化學品遷移到食品中的立法指令（Arvanitoyannis 和 Kotsanopoulos，2014 年）。
應仔細考慮和徹底監控食品包裝中使用的材料和化學品帶來的健康相關風險。為了防止致癌化合物接觸和潛在遷移到食物中，需要消除此類致癌物質（克勞迪奧，2012 ）。微量金屬是可能污染食品的潛在來源之一，可能從土壤進入食物鏈；農用化學品；食品加工用水；食品加工設備、容器和器具；和包裝。
與食物中存在的微量金屬相關的危害引起了廣泛的健康問題。包括頭暈、噁心、腹瀉、嘔吐、食慾不振、睡眠障礙和受孕率降低在內的慢性和急性症狀可能表明重金屬中毒。微量金屬還與心血管疾病、生長抑制、神經和免疫系統疾病、生育能力受損、自然流產增加以及嬰兒死亡率升高有關（Yüzbaşi 等，2003 年）。
1.3 . 遷移機制
從食品包裝遷移到食品的物質非常複雜。擴散現像是遷移的主要機制，其中分子的宏觀質量運動從較高到較低的濃度梯度發生直到達到平衡（Miltz 等，1997，Simoneau，2008 ）。分子擴散的速率由菲克第二定律在數學上表示：
dCp=dt ¼ Dðd2Cp=dx2Þ;
哪裡
Cp：包裝材料中遷移物的濃度（mg/g）
D：擴散係數（cm 2 /s）
t(s)：擴散時間
x：食品和包裝材料之間的距離（厘米）（席爾瓦等人，2007 年）。
儘管數學模型正在不斷發展，但它們的可靠性對於測量包裝化學品的污染是可觀的。全面了解影響遷移的因素非常適合通過確定影響最大的變量來改進質量控制。這種對從包裝到食品的化學遷移的改進評估將有助於限制和控制食品污染並提高食品安全。
1.4 . 遷移類型
1.4.1 . 根據移民人數遷移
有兩個用於遷移的術語不應混淆，整體遷移和特定遷移。總遷移量是指單位面積包裝材料中所有釋放物質的傳質總和，特定遷移量是指特定化學物質的遷移量（羅伯遜，2006）。根據分析目標，兩種類型的遷移都被認為是重要的。
1.4.2 . 與食物性質有關的遷移
遷移可分為與糧食系統相關的三類——非遷移、揮發性和浸出系統。在非遷移系統中，顏料或一些無機物質的傳質非常少與包裝聚合物的高分子量相比。另一方面，在揮發性遷移系統中，即使食品和包裝材料沒有直接接觸，少量的揮發性芳香化合物也會轉移到包裝上，儘管接觸可以改善這種遷移。在食品和包裝材料之間較少直接接觸的干燥產品中考慮了這種遷移。在這種條件下，揮發性物質的遷移分三個階段：遷移物的擴散或蒸發、從產品中解吸以及吸附到產品上。然而，對於浸出型遷移系統，食品必須接觸包裝才能發生遷移遷移。在這個系統中，遷移物的傳質開始於它從包裝材料中的擴散，然後是溶解，並以分散到食品中結束。該系統的一個常見例子是物質向流體的傳質或直接相互接觸的日用塑料包裝材料製成的半固體食品（Lee et al., 2008）。
1.4.3 . 基於擴散係數的遷移
擴散過程是擴散速率的關鍵決定因素，但當包裝與食品接觸時，擴散估計變得具有挑戰性，這可能會改變包裝材料中的擴散速率。這種遷移可以分為三個明顯可區分的類別。在第一類中，擴散係數接近於零，因此遷移潛力最小。在第二類中，擴散係數具有恆定值，不受食物成分或儲存時間的影響。然而，在最後一類中，除非食品與包裝材料直接接觸，否則物質的擴散仍然微不足道（Aurela，2001 年）。
1.4.4 . 聯繫人遷移
在這一類別中，顧名思義，物質僅在接觸時才會從包裝遷移到食品。例如，添加劑從紙板比薩盒轉移到比薩餅，或單體和增塑劑從塑料托盤、袋子或包裝材料轉移到食物中（Karen et al., 2006）。
1.4.5 . 氣相遷移
在這種類型的遷移中，物質從包裝的外塗層或印刷層滲透到包裝材料的內層。特定物質的傳質通過氣體介質發生（Karen et al., 2006）。
1.4.6 . 滲透遷移
在滲透遷移中，來自包裝材料外塗層或印刷層的物質通過包裝材料本身向包裝材料的內層或接觸面遷移。到達包裝內側的物質可以通過接觸或氣相遷移遷移到所含食物中（Karen et al., 2006）。
1.4.7 . 抵消遷移
這種類型的遷移與通過堆疊（例如，印刷紙箱）或在捲取過程中（例如，將印刷包裝紙纏繞成一個捲軸）。抵消遷移可能是可見的，也可能是不可見的，這取決於具體的物質。通過反沖遷移粘附在內側的物質很容易通過氣相遷移或直接接觸遷移，並可能污染包裝或包裹的食品（Karen 等，2006 年）。
1.4.8 . 冷凝/蒸餾遷移
雖然食品的熱處理用於提高其貨架穩定性，但在煮沸或消毒袋裝食品或託盤或紙箱中的食品的過程中，可能會發生物質轉移。通常，包裝中的揮發性成分或從含水食品釋放的蒸汽中蒸餾出的水分會從包裝遷移到食品，反之亦然（Karen 等人，2006 年）。
1.5 . 影響遷移現象的因素
鑑於遷移現象的複雜性，有幾個因素會影響這一過程。遷移的範圍和速度受到不同程度的影響。主要因素包括以下幾點：
1.5.1 . 食物的性質
食物的性質和成分是遷移評估的關鍵因素。例如，據報導，含有過多脂肪的食物顯示出高水平的遷移（Triantafyllou 等人，2007 年）。各種食物模擬物已被用於研究食物性質對遷移的影響。已經進行了許多研究，通過應用有助於實時測試食品生產過程中遷移程度的溶解度參數來研究包裝和食品之間物質的質量轉移。在這方面，不同食品模擬物是由歐洲和不同的主管部門推薦的美國（見表2）。
表2。用於遷移測試的常見食品模擬物清單（Franz，2000 年，Rossi，2000 年）。
用於遷移測試的溶劑
模擬類
蒸餾水 H 2 O
模擬物A
醋酸水溶液（3% w/v）
模擬物B
乙醇水溶液（15% v/v）
模擬物C
葵花籽油或精餾橄欖油
模擬物D
1.5.2 . 聯繫方式
大量研究表明，遷移水平與食品和包裝之間的接觸類型（直接或間接）有關。具體來說，食品和包裝之間的直接接觸提高了傳質速率，而通過間接接觸，食品和包裝之間的氣體介質會導致相對較慢的遷移（安德森和城堡，2003）。
1.5.3 . 接觸時間
特定關注物質的質量轉移很大程度上取決於食品與包裝接觸的持續時間。實驗數據表明，物質的傳質與食品和包裝材料接觸時間的平方根成正比（Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004 年）。其他實驗證據表明，遷移物質的平衡持續時間的對數與溫度呈負相關（Poças 等，2011）。
1.5.4 . 接觸溫度
遷移的速度和程度直接受儲存食品溫度的影響。在較高溫度下，隨著包裝頂部空間和食品之間迅速建立平衡，遷移率增加（Triantafyllou 等，2005 年）。
1.5.5 . 包裝材料的性質
包裝材料對物質的遷移有重大影響。通常，包裝材料的厚度和塑化程度會影響特定添加劑的遷移。較厚的封裝會減緩遷移，而較薄的封裝允許更大的遷移（Nerin 等，2007）。然而，回收添加劑和成分的存在與遷移率沒有任何明顯的相關性（Poças 等，2011）。
1.5.6 . 移民特徵
遷移物質（或潛在遷移者）的性質對遷移程度和速率有重大影響。高揮發性物質的傳質速度更快。然而，具有相對較高分子量的物質表現出較低的遷移率（Johns et al., 2000）。遷移物質的微觀結構也會影響其遷移水平。更具體地說，遷移分子的構型（例如，球形與支鏈以及有或沒有側鏈）對遷移的影響不同；例如，支鏈分子表現出較低的遷移率（Maloba et al., 1996 , Triantafyllou et al., 2005）。
1.5.7 . 包裝中的移民濃度
顯然，遷移物種的質量轉移以更高的速率從包裝到食品，這取決於它在包裝材料中的濃度。同樣明顯的是，在實驗條件下，在給定的儲存時間後，食物基質中發現了更多的遷移物（Mariani et al., 1999）。
1.6 . 食品包裝遷移化合物的類型
1.6.1 . 從印刷油墨
包裝，除了提供遏制對於食品，還提供有關品牌和成分的信息，並提供食品的營養標籤。高性能塑料包裝材料對於產品在到期前的貨架穩定性非常有效。通常，用於包裝食品的單層材料也具有印刷油墨以向消費者傳播產品描述。儲存在這種包裝中的食物可能會增加印刷染料或油墨轉移到食物上的可能性，從而可能對質量和安全構成挑戰。可印刷的紫外線 (UV) 固化油墨和清漆通常用於包裝，通常包含三種成分：單體、引髮劑和顏料。對於申請，Castle 等人，1997 年，Robertson，2006 年，Samonsek 和 Puype，2013 年）。在聚合過程中，所開發的聚合物會不可逆地結合基礎聚合物包裝並捕獲顏料，從而形成快速且優質的印刷表面。其他一些印刷油墨由著色樹脂和有機載體或極性溶劑組成。如果需要去除溶劑，這種類型的墨水需要充分乾燥，並且打印質量在很大程度上取決於許多因素。對於 UV 固化油墨，單體和光引髮劑的不平衡配方以及 UV 源的不正確功能可能會導致單體或光引髮劑的過量殘留。因此，這些物質可能遷移到食品基質中會改變食品的感官特性並危及食品的安全性。此外，約翰斯等人，2000 年，布恩，2008 年，布拉德利等人，2013 年）。
據報導，二苯甲酮（一種常用的無味光引髮劑）的遷移會生成苯甲酸烷基酯，從而產生不良風味。研究報告稱，零食和糖果產品中的印刷油墨遠高於最低可檢測限度。同樣，通常用於包裝材料和印刷油墨中以提供柔韌性、抗皺性和粘附性等功能的增塑劑能夠通過從包裝膜遷移來污染食品。鄰苯二甲酸鹽的存在在印刷油墨中檢測到了其他化合物，如三（2-乙基己基）偏苯三酸酯、磺胺、N-乙基-甲苯和N-甲基-甲苯。然而，印刷油墨在直接接觸食品的過程中發生質量轉移的機會比製造包裝材料時使用的增塑劑要低（Rasff，2005；Boon，2008；Bradley等，2013）。
1.6.2 . 從粘合劑
粘合劑是用於密封包裝的化合物，它們也可以在包裝或儲存過程中遷移到食品中。包裝行業常用的粘合劑是熱熔、冷封、壓敏聚氨酯和丙烯酸樹脂，它們是水基或溶劑基或無溶劑的。粘合劑的選擇必須基於食品的包裝類型和特性。例如，使用熱熔粘合劑不適用於包裹牛奶巧克力棒。此外，特殊要求適用於將芳香揮發物直接加入冷封中以增加打開時食品感知的情況（Athenstädt 等人，2012 年，Sella 等人，2013 年）。
根據粘合劑製造商之前的一項調查，編制了 360 多種物質的清單，以表明從粘合劑到食品的潛在化學遷移（Hoppe 等人，2016 年）。隨後的研究側重於聚氨酯基粘合劑的化學成分和遷移水平。遷移殘留物（例如，聚醚、多元醇和衍生自聚酯多元醇的環狀反應產物）在 10–100 μgdm -2 的濃度下被確定（Sella 等人，2013 年；Hoppe 等人，2016 年）。
來自印刷包裝表面油墨的遷移也很容易轉移到粘合劑層，尤其是在包裝堆疊時，因此最終可能在包裝過程中遷移到食品基質。然而，在多層包裝系統（如層壓板）的情況下，移民潛在接觸遷移的機會顯著增加。多層層壓板是複雜的包裝材料，通過將不同的聚合物與非聚合物材料（例如金屬）分層以實現特定的包裝特性而製造。不同成分和粘合劑的存在可能會大大增加健康問題的可能性，同時也會使識別和檢測過程更加困難和復雜（Athenstädt 等人，2012 年），Sella 等人，2013 年，Hoppe 等人，2016 年）。
1.7 . 塑料包裝
1.7.1 . 增塑劑
大多數增塑劑是鄰苯二甲酸酯（鄰苯二甲酸酯）和己二酸。鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二-2-乙基己酯和己二酸二-2-乙基己酯在包裝材料的製備過程中得到系統應用( Rahman and Brazel, 2004 )。鄰苯二甲酸酯在瓶裝食品的密封墊圈和封蓋樹脂、聚氯乙烯 (PVC) 薄膜和一些塑料包裝中被去除。曾經在聚合物包裝薄膜中用作增塑劑的鄰苯二甲酸酯具有低分子量的特點，因此促進了包裝到食品的遷移。許多研究報告稱增塑劑是潛在的遷移物，可以從包裝轉移到食品中（Pedersen 等，2008 年）。
1.7.2 . 熱穩定劑
熱穩定劑通常包含在塑料材料中，包括 PVC 和聚苯乙烯(PS)（Lau 和 Wong，2000 年）。通常，環氧化種子油和植物油（例如，豆油-酯化豆油）通常作為熱穩定劑、潤滑劑和增塑劑用於各種與食品接觸的塑料聚合物薄膜中（Lau 和 Wong，2000 年）。純度對毒性的影響，發現殘留的環氧乙烷是劇毒的（食品標準，2012）。
1.7.3 . 滑爽添加劑
脂肪酸基酰胺廣泛用作由聚烯烴、PS 和 PVC 製成的塑料包裝中的添加劑。直接摻入塑料配方中的增滑劑會導致表面起霜。這些化合物用於賦予產品特定的特性。例如，它們為包裝材料提供潤滑性能，以避免粘連或結塊，並減少靜電荷（Cooper 和 Tice，1995 年，Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004 年）。
1.7.4 . 光穩定劑
這些化學品用於塑料包裝材料（聚烯烴）以提高長期應用的耐久性。光穩定劑在許多應用中用於改善塑料聚合物（如聚烯烴）的長期耐候性能。聚合受阻胺（例如 Chimasorb 944 和 Tunuvin 622）廣泛用於聚烯烴中作為光穩定劑（Poças 和 Hogg，2007 年，Grob，2002 年）。這些胺是通過基於具有雙波長（紫外線和可見光）檢測器的超高效液相色譜的複雜分析來檢測的。該程序提供了可靠的結果，為開發有助於驗證是否符合法律限制的功能工具提供了機會（Noguerol-Cal 等人，2010 年）。
1.7.5 . 抗氧化劑
當聚合物暴露在紫外線和空氣中時，由於氧化反應，它們可能會顯著降解。可以使用抗氧化劑來降低氧化程度並增強聚合物的穩定性。Tinuvin P、Tinuvin 776 DF、Tinuvin 326、Tinuvin 234、Irganox168、Irganox 1010、Irganox 1330 和 Irganox P-EPQ 是塑料包裝材料中常用的化學抗氧化劑（Nestmann 等，2005 ）。此外，可以添加維生素例如 A、C 和 E 以及衍生物例如生育酚、生育三烯酚和類胡蘿蔔素。同樣，一些金屬離子（例如硒）對抗氧化酶和其他植物化學物質（如 CoQ10、穀胱甘肽和硫辛酸也被認為可以很好地控制包裝材料的氧化。此外，據報導合成抗氧化劑（如丁基羥基茴香醚、丁基羥基甲苯、叔丁基對苯二酚和沒食子酸丙酯）的傳質會在食品基質和包裝材料之間發生轉移（Papas，2012 年）
1.7.6 . 溶劑
各種溶劑用於製備溶液或分散塑料包裝中使用的印刷油墨。溶劑主要為醚、酯、醇、酮等低分子有機化合物。這些溶劑大多從印刷塑料包裝中蒸發，但也可能通過蒸餾、滲透或直接接觸而分散（Boon，2008 年）。然而，基礎溶劑的一些殘留物可能會滯留在包裝材料中，然後在直接接觸或釋放到包裝頂部空間後轉移到食品中。從包裝材料轉移到食品中的溶劑量在很大程度上取決於溶劑的濃度和分佈（Robertson，2006）。因此，殘留溶劑的潛在遷移可能會帶來改變食品感官特性的風險。
1.7.7 . 單體和低聚物
許多單體和低聚結構單元通過各種化學反應連接起來產生聚合物。苯乙烯是廣泛應用於生產 PS 的單體之一，PS 用於與食品直接接觸的包裝。PS 主要用作一系列乳製品（冰淇淋、奶酪、酸奶）、果汁和其他飲料、家禽和其他肉類、烘焙產品和新鮮農產品的容器（ Tawfik 和 Huyghebaert，1998 年）。Leibman (1975)報導，苯乙烯單體可能會降解成其各自的氧化物，其特徵是具有嚴重的致突變性，如果在體內代謝會產生馬尿酸可以通過尿液排出體外。接觸苯乙烯會導致器官毒性和皮膚、眼睛和肺的刺激，同時抑制中樞神經系統的活動。此外，Tang 等人。(2000)報導，食品包裝中苯乙烯單體的平均識別水平為 100–3000 ppm。
1.7.8 . 異氰酸酯
異氰酸酯通常用於生產聚氨酯，並用於製備食品包裝的一些粘合劑。此外，芳香胺，尤其是伯胺，是此類化合物的一個子類別，Miltz 等人。(1997)報導了它們從橡膠、環氧聚合物、芳香族聚氨酯和偶氮染料等材料遷移到食品中。異氰酸酯對人類健康的毒性作用已在其他研究中進行了廣泛的審查（ Lau 和 Wong，2000 年）。最終包裝材料中異氰酸酯殘留的最高水平必須< 1.0 mg kg -1。然而，只有 12 種異氰酸酯被批准用於食品包裝。
1.7.9 . 氯乙烯
在常溫常壓條件下，氯乙烯為無色氣體。它在高壓下壓縮成液體，已用於製備聚氯乙烯類包裝材料（Robertson，2006）。氯乙烯可以從 PVC 瓶和食品包裝中浸出，並可能改變食品的感官特性，也可能導致毒性。因為它是劇毒的，自 1970 年代以來，食品包裝中的最大允許含量已經到位（Castle 等，1996）。在美國毒物和疾病登記（2006年），美國政府機構報告說，記錄顯示，每日膳食暴露氯乙烯是<0.0004微克公斤-11970 年代和 1980 年代初在美國和英國。許多組織，包括美國食品和藥物管理局，都對食品包裝薄膜和瓶子中的最大氯乙烯含量設定了限制。
1.7.10 . 丙烯腈
單體丙烯腈 (AC) 被廣泛用作生產塑料、樹脂、彈性體和合成橡膠的原材料（國家工業化學品通報和評估計劃，2000 年）。它還存在於用於製造食品包裝的各種聚合物材料中。例如，三元共聚物由三種或更多種 AC 單體與苯乙烯和丁二烯組合而成。AC/丁二烯/苯乙烯樹脂可用作食品接觸材料。聚合物中使用的樹脂的相對量可根據不同產品所需的不同具體特性而變化。然而，AC單體是有毒的；利克利等人。(1991) 通過使用各種食品模擬物檢查和評估其在聚合物中的殘留物的關聯。
1.7.11 . 聚對苯二甲酸乙二醇酯低聚物
聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）低聚物主要用於製造托盤和瓶子，用於包裝各類食品（包括新鮮農產品）和飲料（包括礦泉水、果汁、啤酒、碳酸飲料和牛奶）。它是一種熱塑性聚酯，由乙二醇在對苯二甲酸或其衍生物（如對苯二甲酸二甲酯）的存在下縮合反應（酯化）制得（ Kim 和 Lee，2012 年））。PET 易於成型，可用於生產各種所需形狀的托盤和盤子，並且由於其耐熱性 (~220 °C)，這些容器可用於加熱或再加熱食物。然而，據報導，PET 含有少量低分子量低聚物（一些二聚體到五聚體）。此外，PET 中發現的主要揮發性物質是乙醛，由於其對食物氣味的影響，特別是在可樂類飲料中，因此具有重要意義。Lau 和 Wong，2000 年）根據 PET 的類型在各種飲料中檢測到 0.06% 和 1.0% 的這些環狀化學物質（Nerín 等人，2013 年，Silano 等人，2008 年）。
1.8 . 金屬包裝
1.8.1 . 錫
錫罐用於盛裝食物和各種碳酸和非碳酸飲料。無論是否上漆，錫痕都會轉移到錫罐中的食物中。據報導，含有較高錫濃度（例如，約 500 mg kg -1）的食物會導致嚴重的胃腸道疾病（Omori 等人，1973 年，Benoy 等人，1997 年）。根據臨床試驗，Boogaard 等人。(2003)發現錫的急性效應閾值在攝入劑量 >730 mg kg -1 後開始. 一層薄薄的錫可以幫助保護金屬罐的腐蝕。雖然通常不會對錫進行上漆，尤其是在需要除氧時，但最好還是塗上漆，因為未塗漆的罐頭可能會導致錫和食物基質之間發生各種相互作用（Oldring，2007 年）。
1.8.2 . 帶領
儘管鉛具有毒性並且眾所周知它是食品中的常見污染物，但鉛通常用於金屬食品和飲料容器。鉛中毒會損害中樞神經系統，並對人體各個器官產生負面影響。嬰兒特別容易出現鉛中毒，因為他們的大腦和骨骼中的鉛滯留量更大。即使是亞急性攝入鉛也會導致兒童智力低下、抽搐和腦病（Skrzydlewska 等，2003 年，Robertson，2006 年）。
1.8.3 . 鋁
鋁用於製備層壓或多層食品包裝或直接設計杯子和托盤。它主要以與其他金屬（如 Cu、Zn、Si、Mn、Mg 和 Fe）的合金形式用於設計食品包裝。在各種植物和動物中發現了少量的鋁 ( Taylor, 1964）。與參與動物新陳代謝的許多其他重要元素不同，鋁對酶的功能或任何其他代謝過程不是必需的。組織中鋁的高攝入量和增加水平與許多疾病（例如透析性腦病、骨營養不良和小細胞性貧血）有關。除了從食物和飲料中推薦的最大劑量鋁攝入量外，鋁還會從炊具和儲存或包裝中遷移。由於純鋁不能用於生產包裝材料，所以用鋁與鐵、銀、銅、錳和鋅的合金代替。因此，當用於盛放食物的罐子腐蝕時，除鋁以外的元素可能會存在於食物中（Rodushkin 和 Magnusson，2005 年；Robertson，2006 年）。
1.8.4 . 鉻
電解鉻塗層廣泛用作錫基罐中的薄層，使它們更穩定，免受氧化損傷並加強搪瓷附著力。Cr 的特徵是相對較高的毒性和不良的感官特性。此外，在其六價形式 (Cr(VI)) 中，由於其具有致癌和致突變特性，它可能對生物體產生嚴重影響（Skrzydlewska 等人，2003 年；Kim 等人，2008 年）。
1.9 . 紙包裝
1.9.1 . 二噁英
這些形成了包括大量合成多氯化合物的類別，包括但不限於多氯二苯並呋喃和二苯並二噁英。二噁英用於食品應用的紙基包裝。據報導，二噁英是劇毒和致突變的有機化合物。被稱為 2,3,7,8-四氯二苯並-對-二噁英的異構體是所有二噁英中毒性最大的（ Ackermann 等，2006）。
1.9.2 . 二苯甲酮
這種有機化合物在油墨和油漆中用作光引髮劑，也用作染料和顏料的潤濕劑以改善其流動性。一般來說，這種化合物的 5%–10% 曾經被認為是油墨中的光引髮劑（安德森和城堡，2003）。UV光用於固化紙板包裝印刷油墨，因此成品包裝的在線生產過程相對較快。然而，由於這些油墨中使用的二苯甲酮可能不會在此過程中完全去除，因此在形成紙板箱或紙箱之前的堆疊過程中，二苯甲酮可能會遷移到紙板組件的內側。此外，使用從紙板回收的纖維可能會增加二苯甲酮存在和遷移的可能性。還使用了特定化合物 4-甲氧基二苯甲酮，但據報導具有致癌性和致突變性（Muncke，2009 年）。
1.9.3 . 亞硝胺
亞硝胺常見於食品和飲料中（羅伯遜，2006 年）。這些胺被認為是潛在的致癌物和遺傳毒性。亞硝胺是通過胺與唾液硝酸鹽或亞硝酸鹽的反應在人體內內源性形成的（ Tricker 和 Preussmann，1991 年）。亞硝胺也可能來自蠟紙板和紙。這些材料含有嗎啉和 N-亞硝基嗎啉，在儲存和包裝過程中接觸時從表面遷移後會污染食品。
1.9.4 . 氯酚和氯苯甲醚
氯酚是工業上用於生產殺菌劑、殺菌劑和除草劑中間體的有機氯化物（Kirwan 等，2011）。這些化合物通常從包裝材料轉移到食品中。食品被這些有機化學品污染會導致產生異味和異味（Jelén，2006 年）。
1.10 . 玻璃密閉
化學玻璃耐水或水性溶液和有機物質。酸性溶劑對二氧化矽成分的影響非常有限，儘管這些溶劑可能會侵蝕玻璃的其他成分。已經徹底研究了在各種溶劑中對玻璃進行高壓滅菌導致浸出痕量鹼和二氧化矽。然而，這對食物的感官特性幾乎沒有影響。同樣，據報導鎘和鉛對食品的污染最小，因為這些金屬成分很少出現在專為食品包裝設計的玻璃容器中。儘管玻璃回收率大幅提高，但玻璃容器中的化學遷移量仍然很低（Shaw，2013）。
1.11 . 添加劑衍生物和單體
除了上述多種可能的食物污染類型外，添加劑和單體的各種衍生物也可能轉移到食物中。特別是，食品和包裝材料之間的直接接觸可能導致化學物質遷移並可能污染產品。如果水和空氣質量沒有得到適當監測和徹底清潔，環境也可能污染食物（Lau and Wong 2000）。
1.12 . 苯和其他揮發物
對於各種與食品接觸的塑料，苯或烷基苯等有機成分通常在較高溫度下生產。例如，眾所周知，苯會從基於 PET、PVC 和 PS 的食品包裝遷移到食品中。由於其低分子量，它很容易通過包裝擴散並污染食物。因此，鑑於其潛在的致癌性，檢測塑料食品包裝中的苯含量是必要的（Anderson 和 Castle，2003 年，Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004 年）。
1.13 . 環境污染物
如果不衛生，周圍環境可能是食品污染的主要來源。許多環境污染物，如灰塵、微生物、昆蟲和萘，可以轉移到食物中並導致污染。這可能通過損壞或吸收性包裝材料隨後遷移到食品中發生（Raloff，2000 年）。例如，在使用萘基驅蟲劑的環境中，萘的濃度可能會顯著升高。同樣，用低密度聚乙烯包裝的牛奶或牛奶飲料一旦儲存在高萘環境中，容器中的萘濃度會增加。此外，在加工和供應週期中，包裝風險和食品污染風險可能會增加。同樣，過氧化氫是一種廣泛應用於聚丙烯和聚乙烯無菌食品包裝消毒的消毒劑，也可能是一種污染物（Lau 和 Wong，2000 年）。
1.14 . 其他污染物
除了已經提到的污染物之外，還有各種可能的成分可以遷移和污染食物。例如，基於 PVC 的食品包裝含有污染物二噁英。同樣，苯、二苯基硫脲（一種熱穩定劑）（Griffith，1989 年）、加工助劑添加劑（Satyanarayana 和 Das 1990 年）和各種揮發物可能會遷移到包裝食品中。據報導，在包裝材料中發現了二苯基硫脲及其衍生物（例如苯胺、二苯基脲、異硫氰酸根合苯）對食品的污染（Lawson 等，1996；Careri 等，2002；Arvanitoyannis 和 Bosnea，2004）。
1.15 . 結論和未來展望
對於特定的食品，應仔細選擇包裝材料，考慮最終產品成分及其所有可能的相互作用以及對食品質量和安全的影響。對於任何食品包裝選擇，基準是符合有效的法律和法規，這可能需要測量全球和特定遷移，以評估包裝材料的安全性。應通過考慮以下因素來估計污點遷移的可能性：
1.
包裝材料是否經過優化以減少可用組件潛在遷移的機會？
2.
任何潛在遷移成分遷移到包裝食品中的可能性取決於食品成分，這決定了遷移者對模型食品的親和力。例如，導致異味產生的大多數遷移成分包括疏水元素，這對高脂肪食品的包裝構成了嚴峻挑戰。
3.
遷移化合物對食品感官特性的影響受食品風味強度的影響。因此，容許遷移的程度（在立法限制內）也應根據食品的風味特徵而定。
競爭利益聲明
作者聲明他們沒有已知的競爭性經濟利益或個人關係可能會影響本文報告的工作。
致謝
作者感謝沙特阿拉伯“教育部”研究與創新副部長通過項目編號 IFKSURP-114 資助這項研究工作
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