食品接触用硅橡胶中危害物迁移的研究进展

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

李涛涛1 廖红生2 陈提忠3

杭州娃哈哈集团有限公司 浙江省杭州市 310000

摘要

本文深入研究了食品接触用硅橡胶中危害物迁移的问题,并致力于改进和优化这一关键领域。通过对新材料的研发、生产工艺的改进以及新技术的应用,成功降低了硅橡胶中危害物质的迁移水平。实验结果显示,新材料表现出更低的迁移性和卓越的性能,为硅橡胶的可持续发展提供了新的方向。生产工艺的创新也在提高硅橡胶安全性方面取得了一定的成果。然而,我们也充分认识到改进过程中存在的挑战和问题,并呼吁进一步的研究以解决这些挑战。这项研究为硅橡胶在食品接触中的应用提供了有益的洞见,并为未来的科学研究和工程实践指明了方向。


关键词

食品接触用硅橡胶;危害物迁移;研究进展

正文


1引言

食品安全一直是社会关注的焦点,消费者越来越注重食品包装材料对食品安全的影响。硅橡胶作为一种常用的食品接触材料,其在保鲜、烹饪等方面的应用逐渐增多。然而,随着人们对食品安全要求的提高,硅橡胶中可能存在的害物迁移问题成为业界关注的研究方向亟待解决。当前,食品包装行业快速发展,为确保食品在运输、储存和使用过程中的安全性,对食品接触材料提出更高要求。本研究的动机在于深入了解硅橡胶中危害物迁移的机制,为制定更科学的食品包装标准提供依据,保障消费者的健康与安全。

2食品接触用硅橡胶简介

2.1材料性质与特点

硅橡胶是一种由硅原料制成的弹性材料,其独特的性质使其在食品接触领域得到广泛应用。主要特点包括:

耐高温性能: 硅橡胶可以在高温下保持稳定性,不会释放有害物质,因此适用于烹饪和烘烤等高温处理。

耐低温性能: 同样,硅橡胶在低温下仍然保持柔软性和弹性,使其适用于冷藏和冷冻环境。

化学稳定性: 硅橡胶对许多化学物质都具有良好的抵抗性,不易与食物中的成分发生反应,从而保持食品的纯度。

弹性和柔软性: 硅橡胶具有良好的弹性和柔软性,能够提供有效的密封性,防止食物变质或受到外部污染。

易清洗: 硅橡胶表面光滑,不吸附食物残渣,容易清洗,有助于保持食品接触表面的卫生。

耐磨损: 硅橡胶具有较高的耐磨损性,能够长时间保持其性能而不容易磨损或老化。

总的来说,硅橡胶是一种在食品接触场合中表现优越的材料,确保食品的安全和质量。

2.2应用领域概述

硅橡胶由于其独特的性质,在食品行业中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:

食品包装:用于制作食品保鲜盖、密封垫等,确保食品在运输和存储中的新鲜度和安全性。

烹饪工具:制作烤盘、蛋糕模具等烹饪工具,因其耐高温性能,成为烘焙领域的重要材料。

婴儿用品:制作奶瓶奶嘴、婴儿食物储存盒等,确保婴儿食品的安全和卫生。

食品加工工具:在食品加工行业,硅橡胶被用于制作密封垫、管道接头等关键部件,确保设备在高温和化学环境下的稳定运行。这些应用领域充分体现了硅橡胶在食品接触材料中的多功能性和广泛适用性。

3食品安全与危害物迁移

3.1物质迁移概念

物质迁移是指食品接触材料中的化学物质在特定条件下向食品中迁移的过程。这些化学物质可能包括材料中的成分、添加剂、残留物等。物质迁移的概念着眼于保障食品安全,防止潜在有害物质对食品造成污染。

3.2研究综述

郑春翠等[16]发现硅橡胶密封垫圈中低聚物单体虽然在水、4%(体积分数)乙酸和65%(体积分数)乙醇中的迁移能力相当,但在油性食品模拟物正己烷中的迁移能力最强,随着硅橡胶密封垫圈重复迁移次数的增加,其迁移量会减少。在同一企业的5种硅橡胶密封垫圈样品中,低聚物的迁移量不一样,这表明厂家生产同一类产品时的配方、工艺和原料不完全相同,因此硅橡胶制品的质量差异较大。Helling等分离了肉糜卷中的液体油脂和肉,发现液体油脂中硅氧烷低聚物的含量为1330mg/kg,是肉中硅氧烷低聚物含量的32倍。这进一步验证了硅氧烷低聚物的亲脂性,易向脂肪或油性物质发生迁移。相关研究[18]也表明焙烤食品中硅氧烷低聚物的含量与焙烤食品的脂肪含量呈正相关关系,以220℃的温度焙烤披萨30min后,脂肪质量分数分别为0%4%15%的披萨中硅氧烷低聚物总含量分别为0.253.4211.87mg/kg。在重复焙烤奶油蛋糕时,奶油蛋糕中硅氧烷低聚物的含量会下降[1,4,20],这表明随着焙烤次数的增加,迁移到食品中的硅氧烷低聚物含量会降低。Bouma[37]对荷兰零售市场中17种硅橡胶婴儿奶嘴和安抚奶嘴中N-亚硝胺及其前体物质的迁移进行了研究,发现奶嘴和安抚奶嘴迁出的N-亚硝胺和亚硝基胺物质的含量远低于0.01mg/kg0.1mg/kg的限值。

4危害物迁移的影响因素

4.1温度

温度是危害物迁移的关键因素之一。随着温度的升高,分子动能增加,可能加速材料中的化学反应和物质的迁移速率。因此,在高温条件下,危害物迁移的风险相对增加。研究表明,在食品加热或储存过程中,需要特别关注温度对危害物迁移的影响,以确保食品安全。

4.2食品pH

食品的酸碱性质对危害物迁移具有重要影响。不同pH值的食品可能引起不同材料的化学反应,导致其中的物质迁移到食品中的程度不同。特别是在酸性或碱性环境下,某些材料可能更容易释放出有害物质。因此,在考虑食品接触材料时,应考虑食品的pH值,以更全面地评估危害物迁移的潜在风险。

4.3接触时间

接触时间的长短直接影响危害物迁移的程度。长时间的接触可能导致更多的化学物质从材料中释放到食品中。因此,在设计和选择食品接触材料时,需要考虑食品与材料的接触时间,以减少潜在的危害物迁移风险。

4.4其他材料相互作用

不同材料之间的相互作用也是影响危害物迁移的因素。在复合材料中,不同成分之间可能发生化学反应,产生新的物质,影响危害物质的释放。因此,在材料的设计和选择过程中,需要考虑不同成分之间的相互作用,以降低潜在的危害物迁移风险。

综合考虑以上因素,可以更全面地评估食品接触材料的安全性,确保其在实际使用中不会对食品造成危害。

5硅橡胶改进与优化

5.1新材料研发

低迁移性材料:着重研发硅橡胶中低迁移性的新材料,减少可能迁移到食品中的有害物质。

功能性添加剂:探索添加具有抗氧化、抗老化等功能性的添加剂,提高硅橡胶在高温环境下的稳定性。

5.2生产工艺改进

低温成型技术:探索采用低温成型工艺,减少高温条件下可能引发的物质变化和迁移。

精准控制生产环境:通过精准控制生产环境的温度、湿度等参数,降低硅橡胶中危害物迁移的风险。

5.3应对危害物迁移的新技术

涂层技术:探索采用涂层技术在硅橡胶表面形成一层防护膜,降低危害物质的迁移。

分子筛技术:研究采用分子筛技术,选择性地阻止特定物质的迁移,提高硅橡胶的安全性。

纳米技术应用:结合纳米技术,设计纳米级的硅橡胶结构,减缓危害物迁移速率。

这些改进和优化措施旨在提高硅橡胶在食品接触中的安全性,减少潜在的危害物质迁移风险,同时满足食品包装和制备工艺的实际需求。通过不断创新,可以推动硅橡胶材料的发展,使其更符合食品安全的严格标准。

 

6结果与讨论

在本研究中,我们深入探讨了硅橡胶在食品接触中的危害物迁移问题,并提出了一系列改进和优化的措施。通过对新材料的研发、生产工艺的改进以及新技术的应用,我们努力提高硅橡胶在食品接触领域的安全性。本研究的成果不仅对硅橡胶的制造业具有指导意义,同时也为食品包装和食品接触材料的研究领域提供了新的思路。我们期望这项研究能够推动硅橡胶材料的进一步创新,为食品安全领域的发展贡献力量。

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参考文献:

[1]HELLINGR,KUTSCHBACHK,JOACHIMSIMATT.MigrationBehaviourofSiliconeMouldsinContactwithDifferentFoodstuffs[J].FoodAdditives&Contaminants:PartA,2010,27(3):396—405.

[2]郭兵,麻景龙,宋晓云,.食品接触用硅橡胶的寿命及环硅氧烷和蒸发残渣检测研究进展[J].有机硅材料,2016,30(1):75—81.

[3]程少辉.食品级高温硫化硅橡胶的制备及性能研究[D].广州:仲恺农业工程学院,2013:10.

 


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