人类食品包装背后的真相

人类食品包装背后的真相

科学松鼠会©2018-12-05 11:15收藏59评论4生活腔调

揭秘食品包装背后的真相揭秘食品包装背后的真相

本文来自微信公众号:科学松鼠会(ID:SquirrelClub),作者:孙亚飞(清华大学化学系博士生),原文标题:《家里有这种老式饮水桶,立刻换掉!揭秘食品包装背后的真相 | 孙亚飞》。

几乎没有食物少得了包装。易拉罐、塑料瓶和纸包装饮料,哪个更安全?食品包装里的“微塑料”是什么?包装饮料和食物,包装材质应该怎么选?什么样的包装才更环保?清华大学化学系博士生,从事生物质新能源相关课题研究的孙亚飞老师为大家带来演讲《食品包装背后的故事》。

孙亚飞演讲视频:

以下为孙亚飞演讲实录:

我们这个时代面临一个非常直接的问题,食品包装安全性的问题。今天,我给大家讲讲我们食品包装背后的一些故事。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

生活中我们常见的食品包装有易拉罐、纸张和塑料,其实,这三个包装里只有一个真正的包装:塑料。

比如我们常见的用于包烧饼的纸包装,打开之后你会发现,内壁是塑料;大家把易拉罐拆开,然后拿强碱剂泡一下,你会发现易拉罐内侧是塑料薄膜。因此,这三个材料本质上一样的,都是塑料材料。我们真正去做食品包装的时候,去认识食品包装的时候,首先第一个就是要去了解塑料的性质。

在演讲开始之前,我和杜老师还在讨论关于微塑料的话题。微塑料是怎么一回事?今年BBC提出来在瓶装水里面发现了微塑料。这个问题严重到什么程度呢?全世界任何一个地方都不可能避免,甚至是4500米深的海鱼里面都能够找到微塑料的痕迹。

绿海龟吞食塑料,人们早先认为塑料垃圾会让海洋生物误食,现在他们进一步发现了微塑料的问题 。图片来源: Troy Mayne / WWF

但是幸运的是微塑料的颗粒非常小,而且它是惰性的,跟人体没有直接的反应。微塑料通常很小,直径大概是在几微米。当然也有大的,直径几微米,但是长度可能会达到几厘米这么长。

微塑料对食品有什么影响呢?比如海洋里面因为微塑料很多,现在的海盐,就是我们吃的食盐里面也会有微塑料。如果我们有些人喜欢用粗盐,粗盐里面会含有更多的微塑料。微塑料已经是不可避免的,但是它对我们造成的影响还需要更多的科学实验来证明。

塑料对我们的影响比微塑料更复杂更多。第一个就是塑化剂。2010年发生过一个特别严重的事情,而这个事情也是促使我走向科普道路的一个事件。2010年我当时本科毕业正在工作,所做的项目正好是塑料的助剂,也就是塑化剂。在大陆翻译叫增塑剂,在台湾当时翻译成塑化剂,英语是PAEs phthalates。

这种材料为什么会造成这么大影响?它是哪来的?当时因为看到媒体转载的文章里面出现非常多的错误,而且不少人的感受是所有的塑料都含有增塑剂的,其实这是错误的,所以我决定站出来做科普。

首先,我们来认识不同的塑料。一般在瓶底,也会在瓶身上面,有一个三角形的框,这里面有一个序号,这个序号是1到7,三角形是代表循环使用的途径。每年每一种塑料的产量都有几千万吨,如果不回收,这种资源就太浪费了。

图片来源:Pixabay

1到7就是这下面列的这七种塑料,7号塑料并不是真正的7号塑料,7号在回收的途径里面叫“其他” 就是others。因为现在PC塑料,也就是聚碳酸酯塑料现在用量比较大,所以现在一般7号塑料就是指它。

比如说PET,你知道它是对苯二甲酸 ,它还有一个更常见的名字,涤纶。这种瓶子回收了做衣服。巴西的奥运会好多国家是拿瓶子去做了涤纶的衣服,更常见的是做什么?做涤纶的绳子。

这七种塑料,有六种会跟食品直接接触,但是它们并不都是安全的,我给大家依次讲解一下。

1号塑料

这是1号塑料,就刚才我说的PET,也叫涤纶。它非常干净,里面几乎不用任何的添加剂,非常透明,刚生产出来的透明度可以达到90%以上,跟我们现在戴的眼镜非常接近了。所以,一般不会加任何的塑化剂。只有一种,就是在聚合的时候会加一种催化剂是含钛(Ti)的,但是一般的饮料是不会对它发生萃取作用,所以这种塑料材质总的来讲是非常安全的,这也是矿泉水瓶大量地使用这种材料的原因。

但是它有一个非常大的缺点不耐热。80度以上就会严重变形,到了140度之后基本就融化了。所以在我们平常使用的时候有一个注意的地方,就是不要去装热水。网上有报道说拿这个瓶子反复喝水会致癌,那些都是子虚乌有的。这个瓶子应该说是在我们塑料瓶子里面非常接近安全的一种材料。

2号塑料

这是2号塑料。八九十年代打酱油一般就是拿这个。这个叫高密度聚乙烯,也较HDPE。这个材料总的来说是安全的,但是不适宜装液体的食物。

因为它生产出来后本身是半透明的,为了让它的强度更高,不得不去加一些石灰或者是二氧化硅。如果用这种塑料制品去装油,包括装奶制品,都不可避免会发生萃取或者说让它发生溶解,因此,这种塑料相对来说就没有那么安全。现在的超市里面卖油用的一般都是1号,因为它既耐水又耐油。

4号塑料

这是4号塑料,也是我们平常生活当中最常用的塑料包装。它可以做得非常薄。这一类的塑料捻开的时候,有的很容易,一搓就开,有的怎么搓都搓不开,这是因为我们用了一些化学助剂去调整塑料的参数。虽然用的量很少,但是如果跟食品的可食用部分直接接触的话,是有一定风险的。所以,这种塑料用来装食物没有太大问题,但是不要直接跟食品的可食用部分接触。

5号塑料

这是5号塑料PP聚丙烯。聚丙烯被公认是最安全的塑料,它不仅没有助剂的问题,还可以耐高温,放在微波炉里面能够耐受140到150度的温度。目前很多的餐饮业也在推广使用这种塑料,但是成本相对要高一些。

6号塑料

这是6号塑料,聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯很多年前一直被妖魔化,一提到这种泡沫饭盒,我们都觉得它污染很严重毒性很大。但是与大家想象的正好相反,其实聚苯乙烯总的来讲还是比较安全。它唯一不安全的因素是在很高温度的时候会分解成苯乙烯,苯乙烯是有毒的,但是聚苯乙烯没事。

我们一般把聚苯乙烯做成泡沫使用,此外,喝咖啡的杯盖一般是PS的。为什么不拿它直接既做咖啡杯又做咖啡盖呢?不是因为成本的问题而是因为它虽然安全性好,但是却有一个工程性的问题,他的结晶性非常高,结晶性高就偏脆。

7号塑料

这是7号塑料,聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯前几年引起过一个比较大的事情, 2012年,欧盟提出来要开始监制聚碳酸酯的奶瓶。奶瓶用这个塑料非常好,因为PC是这里面唯一的一种工程塑料,它的加工性能远远超过其他塑料,耐磨性还有力学性都非常好。但是它唯一的缺点是里面含有双酚A。双酚A是生产PC材料的原材料之一,而且不像PS,双酚A在PC里面的残留是很难清除的,因为聚合方式不一样。

此外,双酚A是环境雌激素。激素只要非常小的量就可能对人体造成直接的影响。科学证明,当双酚A在我们的尿液的含量在1.43PPB( 十亿分之一)的时候就可能对健康造成影响。也就是说,如果塑料里面大概含有不到一微克这么一个量的时候,就可能对人的健康造成影响。

因为PC塑料地广泛使用,美国大概92%的成年人存在双酚A在尿检当中超标的问题。中国的情况也不乐观,我之前查过一个资料,广州出现这个问题的概率大概在85%,估计上海的情况也不乐观。

有些家长反映说,孩子没有到青春期就开始出现了一些性征,有一些研究认为,这可能是和环境激素有关系。另外,双酚A可能和一些癌症之间也存在关联。所以,在欧盟提出禁止PC的奶瓶之后,中国很快也禁止了。现在的奶瓶都换成了玻璃或者PP,但是问题并没有真正解决,因为像这种PC塑料在我们生活中还是用得非常普遍。所以,如果家里还有这种老式饮水桶的话,我建议回去最好更换掉。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

接下来讲一下3号塑料 PVC,又叫聚氯乙烯,聚氯乙烯就涉及到我们刚才提到的塑化剂的使用。刚才上面六种塑料里面完全没有提到塑化剂的材料,真正跟塑化剂有关的只有这一种塑料和另外一种叫PVDC的塑料,但是那种塑料用的量非常少。

聚氯乙烯在生活当中的应用非常广泛,有这种很硬的管、水晶垫、PV的垫片等。

这三种居然是一种塑料,如果我不提,可能很多人都难以想象。这三种塑料怎么能够做到这么大的形象差异?就靠一样,增塑剂。通过调整塑化剂的比例就可以生产各种各样的塑料制品。

上图左边这个里面的增塑率大概只有10%~20%,右边这种水晶垫的增塑率大概在40%左右。如果能够做到这种密封垫跟橡胶一样,弹性非常好,它的拉升可以拉到两倍、三倍的长度,增塑剂的比例能到50%~60%。增塑剂越多它的透明度也会越高,因为它不结晶了,几乎跟我们高温的固体一样,跟液体差不多了。

这样的材料在我们生活当中跟食品总的来说接触得不多,只有极少数的时候会使用。如果是老款的玻璃瓶的啤酒,把盖掀开之后,里面有一层小的垫片就是用PVC去做的。现在技术好了,用HPE,就是聚乙烯也可以去实现了。

这个管道在一些食品工厂里面有时候会出现的。按照食品的法规,食品工厂里面都要采用硬连接,只能用不锈钢作为直接接触食品的要求。但是有一些工厂在调试或者为了省钱,可能会有一些PVC管。除了这种硬管之外,可能有软管,也可能会造成增塑剂在食品里面出现。

目前来讲,虽然也有人说聚氯乙烯可能是跟双酚A一样是环境雌激素,但是就我所看到的文献,没有特别的证据证明它和人体的激素有一定关系。但是可能会和一些疾病有关联,这是它的一个风险。

讲完这些,大家应该对我们身边的塑料有一个充分的认识。实际上塑料材质不是洪水猛兽。我们每年生产几亿吨各种塑料,只有大概不到1000万吨是含有增塑剂的。跟我们生活比较密切相关,跟我们食品直接相关的,只有极少数的几种有安全问题。

在用塑料制品的时候,关键是注意好以下几点

第一:是装合适的东西。比如说矿泉水瓶,它什么都能装,但是有一些可能就不适合装油。聚乙烯塑料袋,就不适合装油了。

第二:注意使用温度。

第三:尽量避免光照。因为光照对塑料来讲会造成老化,老化之后的塑料安全性就没法保障了。一般来讲,我们家里面用的塑料制品尽量不要超过三年。

第四:塑料和金属一样,也会疲劳,你反复地去用机械力给它造成一些伤害的时候,它也会发生一些反应,也是有一定隐患的。这就是我们对食品用的这些塑料的一个比较全面的观察。

接下来谈到金属材质。提起金属材质,大家想到的应该就是铁,因为铁在我们生活当中用的最多, 除了菜刀、锅这些东西之外,最常用的是不锈钢。

不锈钢在食品工业里面几乎是跟食品接触最多的。不锈钢里面含金属铬。金属铬对人体怎么样?这个问题我也想澄清一下,一般跟食品接触要求是304以上的不锈钢。它的铬的溶出是用硫酸做实验。如果在硫酸里面不到安全线的铬的溶出才能够被称作304钢。我们的食品不会比硫酸的腐蚀性更强,所以我们不用担心不锈钢对人体的影响。

另外一种常见的铁是马口铁。马口铁叫名字大家有点陌生,它也叫镀锡铁。很多人吃的罐头, 内层有点发黄的那种材料就是马口铁。

“马口”据说是在澳门生产的,澳门的英语叫Macao,所以后来就翻译成马口铁。马口铁跟我们食品接触的是锡,为什么会用到锡?锡对食品来讲影响非常小,锡的活性很低。它唯一的一个问题是不耐低温,大家可能听说过拿破仑去俄罗斯征战,用锡制的纽扣到冬天掉了。那个故事不是很真实,但是有一个故事是真实的,就是去南极考察的时候,有一个英国的考察队用锡壶装汽油,到中转站之前就全部漏光了。因为锡在低温的时候变成了粉末。锡除了在低温的时候会变成粉之外,其他没什么问题。我们如果家里面有锡器,千万记得别放冰箱里。

总的来说,马口铁是比较安全。此外,锡其实有味道,有些人如果比较敏感是能感觉到锡的那种特殊的味道。

用铁制作设备,比如铁锅,如果你长期贮存,它会溶出铁离子,特别是游离的铁离子或者亚铁离子,吃多了对人体非常不安全。我们平常补铁,说实话,从安全的角度来讲,不建议补游离的铁,尽量还是从食品当中去获取铁元素。

美国人喜欢吃补剂,几乎每年都有小孩按成人的量吃补剂造成中毒。因为它是会产生自由基会有中毒的问题。从食品安全的角度来讲,用铁器尽量用马口铁或者不锈钢,这两个是比较安全的。

再一个就是铝罐。烧烤中用到的锡纸并不是锡,而是铝箔。因为锡除了不耐低温之外,它也不耐高温,200多度就化了,虽然有些人说铝会造成老年痴呆,但是铝箔在包食物的时候,实际上基数很少,再加上它跟食品、痴呆的关联现在也没有得到证实。

图片来源:Pixabay

易拉罐刚才我已经解释过了,它看似是金属的包装,但是它实际上真正跟食物接触的是里面的那层薄膜,所以它不存在铝污染的问题,但是却带来了更严重的问题。它里面用的是环氧树脂。如果大家见到一种防水的停车场,可能有印象,绿的那种。那个绿的是环氧树脂。

图片来源:szyslkj.com

这个环氧树脂就是咱们铝罐里面用的涂层,这个涂层非常的精密,在罐里面它大概只有不到一微米的厚度。它的生产技术不比造飞机简单,造飞机用的零件都没有这么精密,但是它给我们带来的问题却是非常大。

环氧树脂和聚碳酸酯一样,也是用到双酚A。易拉罐一般装的是碳酸饮料。碳酸饮料真的是碳酸吗?不是,它里面用的是磷酸。我们喝的可乐,它的酸度可以达到2.8。这个酸度,我们一般的人的牙齿其实是不怎么能够耐得住这么高酸度的。长期喝可乐,牙的保养是很成问题。既然连牙都可能会遭受到这种腐蚀,那么环氧树脂也会受到影响。

图片来源:Pixabay

在酸性的饮料下面,环氧树脂的膜非常容易被萃取,饮料里面的双酚A的浓度可能比PC装水里的更高。从这个角度来讲,我建议咱们家里孩子或者孕妇这样的一些特殊人群,在喝易拉罐饮料的时候千万留点神。

到目前为止,没有一个工业化的其他的材料能够替代这个罐子。所以可能在很长一段时间里面,易拉罐仍然会使用环氧树脂作为内透膜,这在食品包装上面其实非常严重的一个事情。此外,我国到目前为止,没有一个能够生产易拉罐的企业。80%以上的易拉罐是由美国的三家易拉罐厂生产的。这三个易拉罐厂其实已经形成了一个商业联盟,对公众,易拉罐使用环氧树脂作为内透膜这件事一直是被抹掉的。我们不得不承认,食品安全有时也是会受商业利益的影响。

除了刚才已经知道的这些事情之外,金属包装也有一些其他的隐患。比如说重金属,我们最常见的情况有 铅、汞、镉、铬、砷,砷实际上不是金属元素,但是一般在讲重金属的时候都会给它列入在内,它就是砒霜的不幸的来源。

另外几种,铬我刚才已经提到了,不锈钢里面会含有。镉在锌里面有的时候会含有,还有就是电池里面也会含有。镍,其实食品里面几乎很少会遇得到,不锈钢一般是用铬,很少用镍。再一个是汞和铅,汞和铅过去很多是炼丹。除了刚才讲涂层的问题之外,还有就是颜料。颜料很多是含有重金属的,我们在用任何纸包装的时候,千万注意不要让颜料去和你的食物直接接触。

除此之外,也讲一下特氟龙。特氟龙这几年的争议很大,它叫聚四氟乙烯,也叫不粘锅。它在生产的时候用一个中介叫全氟辛酸脂,全氟辛酸脂毒性非常低。总的来讲,特氟龙本身的安全性是有保障的,它只有一个缺点就是强度不高,你炒菜的时候尽量不要用铁铲,用木铲就行,不会给它刮破,但是吃下去,实际上对人体不会有太大的影响。现在新的技术已经出来了,不再用全氟辛酸酯作为中介品质生产。

最后讲一下纸包装。像油条、烧饼、牛奶或者糕点,都会用到纸包装。这里面大部分里面都是有涂层的,这个涂层不用太担心,它不是环氧树脂,它是高密度聚乙烯的膜。这个聚乙烯有什么好处呢?从纸包装上你就能看出来,它在喷涂了之后,经过高温就可以把这个边封上,这是聚乙烯的一个特点。

这种材料应该说对我们身体不会有太大的问题。虽然说纸看起来很环保,但是它跟食物接触并不是一个好主意,因为它里面会用到包括像胶,胶不是我说的这个聚乙烯的,有一些是用胶水去涂着的,还有就是油墨,这些对人体都可能会造成影响。所以我们在平常去包装食物的时候,我一直也是这么一个态度,不推荐去用纸包装。

以上就是我们生活当中常用的一次性材料,总的来讲,塑料之所以能够大行其道,安全性是有保障的。可即便如此,我还是想强调一下塑料和环保的关系。我虽然搞了很多年的塑料,但是我一直是提倡大家少用塑料。因为在环保方面,塑料给我们造成的影响实在是太大了。

20年前,那会儿坐火车的人应该都有感受,火车道两边全是扔的泡沫饭盒,还有方便面盒,造成了非常严重的白色污染。现在这些年好多了,因为我们从聚苯乙烯换成了PP的饭盒,pp饭盒更薄了,而且回收塑料方式也变得越来越完善。白色污染现在要好一些了,但是有一些看不到的污染,就是海洋里面。海洋里面的海产品可能现在都面临这么一个危机,塑料污染积压的空间。除了4500米深的微塑料之外,在太平洋上面还有好几个塑料的漩涡,因为洋流的问题,它存在这儿永远出不去的。我记得是离夏威夷岛不太远的地方,现在已经造成了很严重的生态问题,包括一些海生物,特别是食物链比较高的哺乳动物,影响就是不可逆转。

我们平常的生活当中,其实并不需要那么多的包装。很多人也一直在追问,过度包装提高商品的价值,它的意义在哪儿?我们平常在家或者去超市,尽量还是少用塑料。最安全的材料肯定不是塑料,玻璃和陶瓷是经过高温烧制的,经过一千多度高温烧制的,所以你装任何的食物它都几乎不会有任何的溶解。

作为化学化工行业的一员,我想对全世界说一句话:希望我们所有的人能够行动起来,为地球做一点贡献。

谢谢大家。

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