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揭秘食品包裝背后的真相

發布時間:2019-06-23 23:36:28

幾乎沒有食物少得了包裝。易拉罐、塑料瓶和紙包裝飲料,哪個更安全?食品包裝里的“微塑料”是什么?包裝飲料和食物,包裝材質應該怎么選?什么樣的包裝才更環保?科學松鼠會成員,清華大學化學系博士生,從事生物質新能源相關課題研究的孫亞飛老師為大家帶來演講《食品包裝背后的故事》。

以下為孫亞飛演講實錄:

我們這個時代面臨一個非常直接的問題,食品包裝安全性的問題。今天,我給大家講講我們食品包裝背后的一些故事。

演講嘉賓孫亞飛:《食品包裝背后的故事》

演講嘉賓孫亞飛:《食品包裝背后的故事》

生活中我們常見的食品包裝有易拉罐、紙張和塑料,其實,這三個包裝里只有一個真正的包裝:塑料。

比如我們常見的用于包燒餅的紙包裝,打開之后你會發現,內壁是塑料;大家把易拉罐拆開,然后拿強堿劑泡一下,你會發現易拉罐內側是塑料薄膜。因此,這三個材料本質上一樣的,都是塑料材料。我們真正去做食品包裝的時候,去認識食品包裝的時候,首先第一個就是要去了解塑料的性質。

在演講開始之前,我和杜老師還在討論關于微塑料的話題。微塑料是怎么一回事?今年BBC提出來在瓶裝水里面發現了微塑料。這個問題嚴重到什么程度呢?全世界任何一個地方都不可能避免,甚至是4500米深的海魚里面都能夠找到微塑料的痕跡。

綠海龜吞食塑料,人們早先認為塑料垃圾會讓海洋生物誤食,現在他們進一步發現了微塑料的問題 。圖片來源: Troy Mayne / WWF

綠海龜吞食塑料,人們早先認為塑料垃圾會讓海洋生物誤食,現在他們進一步發現了微塑料的問題 。圖片來源: Troy Mayne / WWF

但是幸運的是微塑料的顆粒非常小,而且它是惰性的,跟人體沒有直接的反應。微塑料通常很小,直徑大概是在幾微米。當然也有大的,直徑幾微米,但是長度可能會達到幾厘米這么長。

微塑料對食品有什么影響呢?比如海洋里面因為微塑料很多,現在的海鹽,就是我們吃的食鹽里面也會有微塑料。如果我們有些人喜歡用粗鹽,粗鹽里面會含有更多的微塑料。微塑料已經是不可避免的,但是它對我們造成的影響還需要更多的科學實驗來證明。

圖片來自flickr | Oregon State University

圖片來自flickr | Oregon State University

塑料對我們的影響比微塑料更復雜更多。第一個就是塑化劑。2010年發生過一個特別嚴重的事情,而這個事情也是促使我走向科普道路的一個事件。2010年我當時本科畢業正在工作,所做的項目正好是塑料的助劑,也就是塑化劑。在大陸翻譯叫增塑劑,在臺灣當時翻譯成塑化劑,英語是PAEs phthalates。這種材料為什么會造成這么大影響?它是哪來的?當時因為看到媒體轉載的文章里面出現非常多的錯誤,而且不少人的感受是所有的塑料都含有增塑劑的,其實這是錯誤的,所以我決定站出來做科普。

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首先,我們來認識不同的塑料。一般在瓶底,也會在瓶身上面,有一個三角形的框,這里面有一個序號,這個序號是1到7,三角形是代表循環使用的途徑。每年每一種塑料的產量都有幾千萬噸,如果不回收,這種資源就太浪費了。

圖片來自pixabay

圖片來自pixabay

1到7就是這下面列的這七種塑料,7號塑料并不是真正的7號塑料,7號在回收的途徑里面叫“其他” 就是others。因為現在PC塑料,也就是聚碳酸酯塑料現在用量比較大,所以現在一般7號塑料就是指它。

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比如說PET,你知道它是對苯二甲酸 ,它還有一個更常見的名字,滌綸。這種瓶子回收了做衣服。巴西的奧運會好多國家是拿瓶子去做了滌綸的衣服,更常見的是做什么?做滌綸的繩子。

這七種塑料,有六種會跟食品直接接觸,但是它們并不都是安全,我給大家依次講解一下。

1號塑料。

1號塑料。

這是1號塑料,就剛才我說的PET,也叫滌綸。它非常干凈,里面幾乎不用任何的添加劑,非常透明,剛生產出來的透明度可以達到90%以上,跟我們現在戴的眼鏡非常接近了。所以,一般不會加任何的塑化劑。只有一種,就是在聚合的時候會加一種催化劑是含銻(Sb)的,但是一般的飲料是不會對它發生萃取作用,所以這種塑料材質總的來講是非常安全的,這也是礦泉水瓶大量地使用這種材料的原因。

但是它有一個非常大的缺點不耐熱。80度以上就會嚴重變形,到了140度之后基本就融化了。所以在我們平常使用的時候有一個注意的地方,就是不要去裝熱水。網上有報道說拿這個瓶子反復喝水會致癌,那些都是子虛烏有的。這個瓶子應該說是在我們塑料瓶子里面非常接近安全的一種材料。

2號塑料。

2號塑料。

這是2號塑料。八九十年代打醬油一般就是拿這個。這個叫高密度聚乙烯,也較HDPE。這個材料總的來說是安全的,但是不適宜裝液體的食物。

因為它生產出來后本身是半透明的,為了讓它的強度更高,不得不去加一些石灰或者是二氧化硅。如果用這種塑料制品去裝油,包括裝奶制品,都不可避免會發生萃取或者說讓它發生溶解,因此,這種塑料相對來說就沒有那么安全。現在的超市里面賣油用的一般都是1號,因為它既耐水又耐油。

4號塑料。

4號塑料。

這是4號塑料,也是我們平常生活當中最常用的塑料包裝。它可以做得非常薄。這一類的塑料捻開的時候,有的很容易,一搓就開,有的怎么搓都搓不開,這是因為我們用了一些化學助劑去調整塑料的參數。雖然用的量很少,但是如果跟食品的可食用部分直接接觸的話,是有一定風險的。所以,這種塑料用來裝食物沒有太大問題,但是不要直接跟食品的可食用部分接觸。

5號塑料。

5號塑料。

這是5號塑料PP聚丙烯。聚丙烯被公認是最安全的塑料,它不僅沒有助劑的問題,還可以耐高溫,放在微波爐里面能夠耐受140到150度的溫度。目前很多的餐飲業也在推廣使用這種塑料,但是成本相對要高一些。

6號塑料。

6號塑料。

這是6號塑料,聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯很多年前一直被妖魔化,一提到這種泡沫飯盒,我們都覺得它污染很嚴重毒性很大。但是與大家想象的正好相反,其實聚苯乙烯總的來講還是比較安全。它唯一不安全的因素是在很高溫度的時候會分解成苯乙烯,苯乙烯是有毒的,但是聚苯乙烯沒事。

我們一般把聚苯乙烯做成泡沫使用,此外,喝咖啡的杯蓋一般是PS的。為什么不拿它直接既做咖啡杯又做咖啡蓋呢?不是因為成本的問題而是因為它雖然安全性好,但是卻有一個工程性的問題,他的結晶性非常高,結晶性高就偏脆。

7號塑料。

7號塑料。

這是7號塑料,聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯前幾年引起過一個比較大的事情, 2012年,歐盟提出來要開始監制聚碳酸酯的奶瓶。奶瓶用這個塑料非常好,因為PC是這里面唯一的一種工程塑料,它的加工性能遠遠超過其他塑料,耐磨性還有力學性都非常好。但是它唯一的缺點是里面含有雙酚A。雙酚A是生產PC材料的原材料之一,而且不像PS,雙酚A在PC里面的殘留是很難清除的,因為聚合方式不一樣。

此外,雙酚A是環境雌激素。激素只要非常小的量就可能對人體造成直接的影響。科學證明,當雙酚A在我們的尿液的含量在1.43PPB( 十億分之一)的時候就可能對健康造成影響。也就是說,如果塑料里面大概含有不到一微克這么一個量的時候,就可能對人的健康造成影響。

因為PC塑料地廣泛使用,美國大概92%的成年人存在雙酚A在尿檢當中超標的問題。中國的情況也不樂觀,我之前查過一個資料,廣州出現這個問題的概率大概在85%,估計上海的情況也不樂觀。

有些家長反映說,孩子沒有到青春期就開始出現了一些性征,有一些研究認為,這可能是和環境激素有關系。另外,雙酚A可能和一些癌癥之間也存在關聯。所以,在歐盟提出禁止PC的奶瓶之后,中國很快也禁止了。現在的奶瓶都換成了玻璃或者PP,但是問題并沒有真正解決,因為像這種PC塑料在我們生活中還是用得非常普遍。所以,如果家里還有這種老式飲水桶的話,我建議回去最好更換掉。

演講嘉賓孫亞飛:《食品包裝背后的故事》

演講嘉賓孫亞飛:《食品包裝背后的故事》

接下來講一下3號塑料 PVC,又叫聚氯乙烯,聚氯乙烯就涉及到我們剛才提到的塑化劑的使用。剛才上面六種塑料里面完全沒有提到塑化劑的材料,真正跟塑化劑有關的只有這一種塑料和另外一種叫PVDC的塑料,但是那種塑料用的量非常少。

聚氯乙烯在生活當中的應用非常廣泛,有這種很硬的管、水晶墊、PV的墊片等。

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這三種居然是一種塑料,如果我不提,可能很多人都難以想象。這三種塑料怎么能夠做到這么大的形象差異?就靠一樣,增塑劑。通過調整塑化劑的比例就可以生產各種各樣的塑料制品。

上圖左邊這個里面的增塑率大概只有10%-20%,右邊這種水晶墊的增塑率大概在40%左右。如果能夠做到這種密封墊跟橡膠一樣,彈性非常好,它的拉升可以拉到兩倍、三倍的長度,增塑劑的比例能到50%-60%。增塑劑越多它的透明度也會越高,因為它不結晶了,幾乎跟我們高溫的固體一樣,跟液體差不多了。

這樣的材料在我們生活當中跟食品總的來說接觸得不多,只有極少數的時候會使用。如果是老款的玻璃瓶的啤酒,把蓋掀開之后,里面有一層小的墊片就是用PVC去做的。現在技術好了,用HPE,就是聚乙烯也可以去實現了。

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這個管道在一些食品工廠里面有時候會出現的。按照食品的法規,食品工廠里面都要采用硬連接,只能用不銹鋼作為直接接觸食品的要求。但是有一些工廠在調試或者為了省錢,可能會有一些PVC管。除了這種硬管之外,可能有軟管,也可能會造成增塑劑在食品里面出現。

目前來講,雖然也有人說聚氯乙烯可能是跟雙酚A一樣是環境雌激素,但是就我所看到的文獻,沒有特別的證據證明它和人體的激素有一定關系。但是可能會和一些疾病有關聯,這是它的一個風險。

講完這些,大家應該對我們身邊的塑料有一個充分的認識。實際上塑料材質不是洪水猛獸。我們每年生產幾億噸各種塑料,只有大概不到1000萬噸是含有增塑劑的。跟我們生活比較密切相關,跟我們食品直接相關的,只有極少數的幾種有安全問題。

在用塑料制品的時候,關鍵是注意好以下幾點:

第一:是裝合適的東西。比如說礦泉水瓶,它什么都能裝,但是有一些可能就不適合裝油。聚乙烯塑料袋,就不適合裝油了。

第二:注意使用溫度。

第三:盡量避免光照。因為光照對塑料來講會造成老化,老化之后的塑料安全性就沒法保障了。一般來講,我們家里面用的塑料制品盡量不要超過三年。

第四:塑料和金屬一樣,也會疲勞,你反復地去用機械力給它造成一些傷害的時候,它也會發生一些反應,也是有一定隱患的。這就是我們對食品用的這些塑料的一個比較全面的觀察。

接下來談到金屬材質。提起金屬材質,大家想到的應該就是鐵,因為鐵在我們生活當中用的最多, 除了菜刀、鍋這些東西之外,最常用的是不銹鋼。

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不銹鋼在食品工業里面幾乎是跟食品接觸最多的。不銹鋼里面含金屬鉻。金屬鉻對人體怎么樣?這個問題我也想澄清一下,一般跟食品接觸要求是304以上的不銹鋼。它的鉻的溶出是用硫酸做實驗。如果在硫酸里面不到安全線的鉻的溶出才能夠被稱作304鋼。我們的食品不會比硫酸的腐蝕性更強,所以我們不用擔心不銹鋼對人體的影響。

另外一種常見的鐵是馬口鐵。馬口鐵叫名字大家有點陌生,它也叫鍍錫鐵。很多人吃的罐頭, 內層有點發黃的那種材料就是馬口鐵。

圖片來自pixabay

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“馬口”據說是在澳門生產的,澳門的英語叫Macao,所以后來就翻譯成馬口鐵。馬口鐵跟我們食品接觸的是錫,為什么會用到錫?錫對食品來講影響非常小,錫的活性很低。它唯一的一個問題是不耐低溫,大家可能聽說過拿破侖去俄羅斯征戰,用錫制的紐扣到冬天掉了。那個故事不是很真實,但是有一個故事是真實的,就是去南極考察的時候,有一個英國的考察隊用錫壺裝汽油,到中轉站之前就全部漏光了。因為錫在低溫的時候變成了粉末。錫除了在低溫的時候會變成粉之外,其他沒什么問題。我們如果家里面有錫器,千萬記得別放冰箱里。

總的來說,馬口鐵是比較安全。此外,錫其實有味道,有些人如果比較敏感是能感覺到錫的那種特殊的味道。

用鐵制作設備,比如鐵鍋,如果你長期貯存,它會溶出鐵離子,特別是游離的鐵離子或者亞鐵離子,吃多了對人體非常不安全。我們平常補鐵,說實話,從安全的角度來講,不建議補游離的鐵,盡量還是從食品當中去獲取鐵元素。

美國人喜歡吃補劑,幾乎每年都有小孩按成人的量吃補劑造成中毒。因為它是會產生自由基會有中毒的問題。從食品安全的角度來講,用鐵器盡量用馬口鐵或者不銹鋼,這兩個是比較安全的。

再一個就是鋁罐。燒烤中用到的錫紙并不是錫,而是鋁箔。因為錫除了不耐低溫之外,它也不耐高溫,200多度就化了,雖然有些人說鋁會造成老年癡呆,但是鋁箔在包食物的時候,實際上基數很少,再加上它跟食品、癡呆的關聯現在也沒有得到證實。

圖片來自pixabay

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易拉罐剛才我已經解釋過了,它看似是金屬的包裝,但是它實際上真正跟食物接觸的是里面的那層薄膜,所以它不存在鋁污染的問題,但是卻帶來了更嚴重的問題。它里面用的是環氧樹脂。如果大家見到一種防水的停車場,可能有印象,綠的那種。那個綠的是環氧樹脂。

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這個環氧樹脂就是咱們鋁罐里面用的涂層,這個涂層非常的精密,在罐里面它大概只有不到一微米的厚度。它的生產技術不比造飛機簡單,造飛機用的零件都沒有這么精密,但是它給我們帶來的問題卻是非常大。

環氧樹脂和聚碳酸酯一樣,也是用到雙酚A。易拉罐一般裝的是碳酸飲料。碳酸飲料真的是碳酸嗎?不是,它里面用的是磷酸。我們喝的可樂,它的酸度可以達到2.8。這個酸度,我們一般的人的牙齒其實是不怎么能夠耐得住這么高酸度的。長期喝可樂,牙的保養是很成問題。既然連牙都可能會遭受到這種腐蝕,那么環氧樹脂也會受到影響。

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在酸性的飲料下面,環氧樹脂的膜非常容易被萃取,飲料里面的雙酚A的濃度可能比PC裝水里的更高。從這個角度來講,我建議咱們家里孩子或者孕婦這樣的一些特殊人群,在喝易拉罐飲料的時候千萬留點神。

到目前為止,沒有一個工業化的其他的材料能夠替代這個罐子。所以可能在很長一段時間里面,易拉罐仍然會使用環氧樹脂作為內透膜,這在食品包裝上面其實非常嚴重的一個事情。此外,我國到目前為止,沒有一個能夠生產易拉罐的企業。80%以上的易拉罐是由美國的三家易拉罐廠生產的。這三個易拉罐廠其實已經形成了一個商業聯盟,對公眾,易拉罐使用環氧樹脂作為內透膜這件事一直是被抹掉的。我們不得不承認,食品安全有時也是會受商業利益的影響。

除了剛才已經知道的這些事情之外,金屬包裝也有一些其他的隱患。比如說重金屬,我們最常見的情況有 鉛、汞、鎘、鉻、砷,砷實際上不是金屬元素,但是一般在講重金屬的時候都會給它列入在內,它就是砒霜的不幸的來源。另外幾種,鉻我剛才已經提到了,不銹鋼里面會含有。鎘在鋅里面有的時候會含有,還有就是電池里面也會含有。鎳,其實食品里面幾乎很少會遇得到,不銹鋼一般是用鉻,很少用鎳。再一個是汞和鉛,汞和鉛過去很多是煉丹。除了剛才講涂層的問題之外,還有就是顏料。顏料很多是含有重金屬的,我們在用任何紙包裝的時候,千萬注意不要讓顏料去和你的食物直接接觸。

除此之外,也講一下特氟龍。特氟龍這幾年的爭議很大,它叫聚四氟乙烯,也叫不粘鍋。它在生產的時候用一個中介叫全氟辛酸脂,全氟辛酸脂毒性非常低。總的來講,特氟龍本身的安全性是有保障的,它只有一個缺點就是強度不高,你炒菜的時候盡量不要用鐵鏟,用木鏟就行,不會給它刮破,但是吃下去,實際上對人體不會有太大的影響。現在新的技術已經出來了,不再用全氟辛酸酯作為中介品質生產。

圖片來自pixabay

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最后講一下紙包裝。像油條、燒餅、牛奶或者糕點,都會用到紙包裝。這里面大部分里面都是有涂層的,這個涂層不用太擔心,它不是環氧樹脂,它是高密度聚乙烯的膜。這個聚乙烯有什么好處呢?從紙包裝上你就能看出來,它在噴涂了之后,經過高溫就可以把這個邊封上,這是聚乙烯的一個特點。

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這種材料應該說對我們身體不會有太大的問題。雖然說紙看起來很環保,但是它跟食物接觸并不是一個好主意,因為它里面會用到包括像膠,膠不是我說的這個聚乙烯的,有一些是用膠水去涂著的,還有就是油墨,這些對人體都可能會造成影響。所以我們在平常去包裝食物的時候,我一直也是這么一個態度,不推薦去用紙包裝。

以上就是我們生活當中常用的一次性材料,總的來講,塑料之所以能夠大行其道,安全性是有保障的。可即便如此,我還是想強調一下塑料和環保的關系。我雖然搞了很多年的塑料,但是我一直是提倡大家少用塑料。因為在環保方面,塑料給我們造成的影響實在是太大了。

20年前,那會兒坐火車的人應該都有感受,火車道兩邊全是扔的泡沫飯盒,還有方便面盒,造成了非常嚴重的白色污染。現在這些年好多了,因為我們從聚苯乙烯換成了PP的飯盒,pp飯盒更薄了,而且回收塑料方式也變得越來越完善。白色污染現在要好一些了,但是有一些看不到的污染,就是海洋里面。海洋里面的海產品可能現在都面臨這么一個危機,塑料污染積壓的空間。除了4500米深的微塑料之外,在太平洋上面還有好幾個塑料的漩渦,因為洋流的問題,它存在這兒永遠出不去的。我記得是離夏威夷島不太遠的地方,現在已經造成了很嚴重的生態問題,包括一些海生物,特別是食物鏈比較高的哺乳動物,影響就是不可逆轉。

我們平常的生活當中,其實并不需要那么多的包裝。很多人也一直在追問,過度包裝提高商品的價值,它的意義在哪兒?我們平常在家或者去超市,盡量還是少用塑料。最安全的材料肯定不是塑料,玻璃和陶瓷是經過高溫燒制的,經過一千多度高溫燒制的,所以你裝任何的食物它都幾乎不會有任何的溶解。

作為化學化工行業的一員,我想對全世界說一句話:希望我們所有的人能夠行動起來,為地球做一點貢獻。


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