食品包装材料の安全性分析と開発動向

食品包装は現代の食品産業の最後の工程であり、食品の保管、輸送、販売の保護、促進、促進において重要な役割を果たしています。ある程度、食品の品質に直接的または間接的な影響を及ぼし、消費者の健康を危険にさらすだけでなく、わが国の食品包装業界全体、さらには食品産業の健全な発展にも影響を及ぼします。食品包装は食品の安全性と密接に関係しています。食品包装は、包装された食品の衛生と安全性を確保する必要があります。現在、わが国で使用が許可されている食品容器と包装材料は、プラスチック製品、天然および合成ゴム製品、セラミックおよびエナメル容器、アルミニウム、ステンレス、鉄容器、ガラス容器、食品包装紙、複合フィルム、複合フィルムバッグ、竹と木、綿と麻などに分けられます。

食品包装材料の安全性分析

プラスチック

プラスチックは高分子ポリマー樹脂を基本成分として、さまざまな添加剤を加えて性能を向上させたポリマー材料です。包装材料の新星として、プラスチック包装材料は豊富な原材料、低コスト、優れた性能、軽量、美しい外観により、過去 40 年間で世界で最も急速に成長した包装材料となっています。プラスチック包装材料に残留する有毒物質や有害物質の移動と溶解は、主に次の点で食品汚染につながります。

樹脂自体の毒性
樹脂中の未重合遊離モノマー、クラッキング生成物（塩化ビニル、スチレン、フェノール、ニトリルゴム、ホルムアルデヒド）、劣化生成物、経年変化による毒性物質は、いずれも食品の安全性に影響を与えます。米国食品医薬品局は、ポリ塩化ビニル（PVC）そのものではなく、PVC中に残留する塩化ビニル（VCM）が経口摂取後にがんを引き起こす可能性があると指摘し、PVC製品を食品包装材料として使用することを禁止しています。ポリ塩化ビニルの遊離モノマーである塩化ビニル（VCM）には麻酔作用があり、人体の四肢の血管を収縮させて痛みを引き起こす可能性があります。また、発がん性や催奇形性もあります。肝臓で塩化ビニル酸化物を形成し、これが強いアルキル化作用を持ち、DNAと結合して腫瘍を形成する可能性があります[1]。ポリスチレン中のスチレン、エチルベンゼン、トルエン、イソプロピルベンゼンなどの残留物質は、食品の安全性に対する脅威となります。スチレンはネズミの繁殖を阻害し、肝臓や腎臓の重量を減らす可能性があります。低分子量ポリエチレンは油脂に溶解してワックスのような臭いを発し、製品の品質に影響を与えます。これらの有害物質が食品の安全性にどの程度影響を与えるかは、材料中のこれらの物質の濃度、組み合わせの密閉度、材料と接触する食品の性質、時間、温度、食品への溶解度によって異なります。
プラスチック包装の表面汚染
プラスチックは帯電しやすいため、ほこりや不純物、微生物を吸収しやすく、食品を汚染してしまいます。
プラスチック製品の製造工程で添加される安定剤、可塑剤、着色剤などの添加物の毒性
同済大学基礎医学部の李曙光教授と研究チームが行った科学的研究によると、わが国の食品の可塑剤汚染はほぼあらゆるところに見られる。研究によると、ほぼすべてのブランドのプラスチック製食用油樽に「ジブチルフタレート（DBP）」と「ジオクチルフタレート（DOP）」という2種類の可塑剤が含まれているのに対し、鉄製食用油樽にはほとんど含まれていない。

違法に使用されたリサイクルプラスチックに含まれる多数の有毒添加物、重金属、色素、ウイルスなどによる食品汚染
プラスチック材料のリサイクルと再利用は一般的な傾向です。リサイクル経路の複雑さにより、リサイクル容器に有害物質が残っていることが多く、完全な洗浄と処理を保証することが困難です。リサイクル製品の品質欠陥を隠すために、大量の塗料を追加することが多く、塗料顔料の残留物が多くなり、食品汚染を引き起こします。規制上の理由により、大量の医療廃棄物プラスチックもリサイクルされており、食品の安全性に潜在的な危険をもたらします。
インク汚染
インクの主な物質は顔料、樹脂、添加剤、溶剤です。インクメーカーは樹脂や添加剤が安全性に与える影響をよく考慮しますが、顔料や溶剤が食品の安全性に与える間接的な害については無視しています。一部のインクには、接着性を高めるためにシロキサンなどの促進剤が添加されています。このような物質は、一定の乾燥温度でグループの結合を切断し、メタノールなどの物質を生成し、人体の神経系に害を及ぼします。プラスチック製の食品包装袋に印刷されたインクは、ベンゼンなどの有毒物質が揮発しにくいため、食品の安全性に大きな影響を与えます。近年、各地のプラスチック製食品包装袋の合格率は全体的に低く、50%から60%に過ぎません。主な不合格品は、ベンゼン残留物の過剰などです。ベンゼンが過剰になる主な理由は、プラスチック包装の印刷工程でベンゼンを含む溶剤を使用してインクを希釈することです。
複合フィルム用接着剤
接着剤は、大まかにポリエーテル系接着剤とポリウレタン系接着剤に分けられます。ポリエーテル系接着剤は段階的に廃止されつつありますが、ポリウレタン系接着剤には脂肪族系と芳香族系の2種類があります。接着剤は、用途によって水性接着剤、溶剤系接着剤、無溶剤系接着剤に分けられます。水性接着剤は食品の安全性にそれほど影響を与えませんが、機能上の制限により、わが国では広く使用されていません[4]。溶剤系接着剤は、わが国ではまだ主に使用されています[5]。食品の安全性に関しては、残留溶剤が多くなければ食品の安全性には影響しないと単純に信じている人がほとんどです。実際、これは一方的な見方です。わが国で使用されている溶剤系接着剤の99%は芳香族接着剤です[6]。芳香族イソシアネートが含まれています。このような袋で食品を包装し、高温で蒸すと、食品に移行して加水分解し、発がん性物質である芳香族アミンを形成する可能性があります。私の国では現在、食品包装に使用される接着剤に関する国家規格はなく、各メーカーやサプライヤーの企業規格にも重金属含有量の指標はありません。しかし、外国の食品包装における芳香族アミンについては厳しい規制があり、例えばEUではその移行量は10ppb未満と規定されています。

紙

紙包装材料は、その独特の利点により、食品包装において非常に重要な位置を占めています。一部の先進国では、紙包装材料が包装材料全体の40%～50%を占めており、我が国では約40%を占めています。国家基準には、食品包装原紙の衛生指標、物理化学指標、微生物指標に関する規制があります。純紙は衛生的で無毒無害であり、自然条件下で微生物によって分解され、環境を汚染しません。紙に含まれる有害物質の発生源と食品安全への影響は、主に以下の側面に存在します。

製紙原料そのものによる汚染
食品包装用紙の原料には、木材パルプ、麦わらパルプなどがあり、農薬残留物が含まれています。紙を作る際に、一定の割合でリサイクルされた廃紙を使用していますが、これは、廃紙リサイクル紙は漂白されていますが、インクの顔料しか除去されておらず、鉛、カドミウム、ポリ塩化ビフェニルなどの有害物質がパルプに残っている可能性があるためです。また、カビの生えた原料を使用して製造しているため、完成品には大量のカビが含まれています。
製紙工程における添加剤
製紙では、不浸透剤、サイズ剤、充填剤、漂白剤、染料などの化学物質をパルプに添加する必要があります。紙に浸出する物質のほとんどは、パルプの添加剤、染料、無機顔料に由来します。さまざまな金属が頻繁に使用され、これらの金属はmg / kgレベルでも溶解して病気を引き起こす可能性があります[2]。たとえば、紙の加工プロセスでは、特に化学パルプ化を使用する場合、紙や板紙には通常、硫酸パルプ化プロセスから残ったアルカリや塩などの特定の化学残留物があります。食品安全衛生法では、蛍光染料や蛍光増白剤は発がん性物質であるため、食品包装材料に使用することを禁止しています[7]。さらに、樹脂加工に使用される抗真菌剤やホルムアルデヒドも紙製品から溶出する可能性があります。
インクによる汚染
私の国には食品包装用の特別なインクがありません。紙包装に印刷されるインクは、トルエンとキシレンを含む有機溶剤ベースのグラビアインクがほとんどです。インクを希釈するために、ベンゼンを含む溶剤がよく使用され、その結果、ベンゼン溶剤が過剰に残留します。ベンゼン溶剤はGB9685規格では使用が許可されていませんが、それでも大量に使用されています。第二に、インクに使用される顔料と染料には、重金属（鉛、カドミウム、水銀、クロムなど）、アニリンまたは縮合環化合物が含まれており、重金属汚染を引き起こします。アニリンまたは縮合環染料は明らかな発がん性物質です。印刷時にそれらが積み重ねられ、印刷されていない表面がインクに接触して二次汚染を形成します。そのため、紙包装印刷インクの有害物質は食品の安全に深刻な影響を及ぼします。食品包装の安全性を確保するために、ベンゼンフリー印刷の使用は開発動向になるでしょう。
保管および輸送中の汚染
紙包装の表面は、保管や輸送中にほこりや不純物、微生物によって汚染され、食品の安全性に影響を与えます。

金属

金属包装材料は伝統的な包装材料の 1 つであり、食品包装に 200 年近く使用されています。金属包装材料は、食品を包装するための原料として金属シートまたは箔を使用して、さまざまな形状の容器に加工されます。高いバリア性、高温および低温耐性、廃棄物のリサイクルの容易さなどの利点により、金属包装材料は食品包装にますます使用されています。食品包装材料としての金属の最大の欠点は、化学的安定性と耐酸性および耐アルカリ性が低いことです。特に、酸性度の高い食品を包装する場合、腐食しやすく、金属イオンが沈殿しやすく、食品の風味に影響を与えます。鉄容器の主な安全上の問題は、亜鉛メッキ層が食品に接触した後に亜鉛が食品に移行し、食中毒を引き起こすことです。アルミニウム材料には鉛や亜鉛などの元素が含まれており、長期摂取により慢性の蓄積中毒を引き起こします。アルミニウムは耐腐食性が低く、化学反応を起こして有害物質を沈殿または生成しやすく、リサイクルされたアルミニウムの不純物や有害金属を制御することは困難です。ステンレス製品には多量のニッケルが含まれており、高温にさらされると容器の表面が黒くなります。同時に、熱伝導が速いため、食品中の不安定な物質がゲル化して変性しやすく、発がん性物質を生成する可能性もあります。ステンレス鋼はエタノールと接触できません。エタノールはニッケルを溶解し、人体に慢性中毒を引き起こす可能性があります。そのため、一般的に金属容器の内壁と外壁に塗料を塗る必要があります。内壁コーティングは、金属缶の内壁に塗布される有機コーティングであり、内容物が金属と直接接触するのを防ぎ、電気化学的腐食を防ぎ、食品の保存期間を延ばすことができます。ただし、コーティングに含まれる化学汚染物質は、缶の加工や保管中に内容物に移行し、汚染を引き起こします。このような物質には、BPA（ビスフェノールA）、BADGE（ビスフェノールAジグリシジルエーテル）、NOGE（フェノールワニスグリセロールエーテル）およびその誘導体が含まれます。ビスフェノールAエポキシ誘導体は、缶詰食品を通じて体内に入り、内分泌の不均衡や遺伝子変異を引き起こす環境ホルモンです。

ガラス

ガラスは古代の包装材料です。3,000年以上前、エジプト人が初めてガラス容器を作り、それ以来、ガラスは食品やその他のアイテムの包装材料になりました。ガラスはケイ酸塩、金属酸化物などの溶融物であり、無毒で無害な不活性材料です。包装材料としてのガラスの最大の特徴は、バリア性が高く、明るく透明で、化学的安定性が高く、成形しやすいことです。その使用量は、包装材料全体の約10%を占めています。

溶融時の有毒物質の溶解
一般的に、ガラスの内部イオンはしっかりと結合しており、高温で溶解した後、そのほとんどは化学的不活性に優れた不溶性の塩物質を形成し、包装された食品と反応せず、包装の安全性が良好です。ただし、十分に溶解されていないガラス製品は、ガラス原料から有毒物質が溶解する問題が発生する可能性があります。そのため、ガラス製品は水に浸すか、希酸で加熱する必要があります。包装要件が厳しい食品や医薬品では、ソーダ石灰ガラスをホウケイ酸ガラスに変更できます。同時に、包装された食品の安全性を確保するために、ガラスの溶解と成形処理の品質に注意を払う必要があります。
重金属含有量が多すぎる
ハイフットワイングラスなどの高級ガラス製品には鉛化合物が添加されていることが多く、添加量はガラスの 30% にも達します。これはガラス製品におけるより顕著な安全上の問題です。
着色ガラスの着色剤の安全性の危険性
有害な光が内容物を損傷するのを防ぐために、さまざまな着色剤を使用してガラスを着色します。添加された金属塩の主な安全性の問題は、ガラスから溶解した物質の移行です。たとえば、添加された鉛化合物はワインや飲料に移行する可能性があり、二酸化ケイ素も溶解する可能性があります。

陶芸

金属、プラスチック、その他の包装材料で作られた容器と比較して、セラミック容器は食品の風味をよりよく保存できます。たとえば、セラミック容器に包装された発酵豆腐は、プラスチック容器に包装された発酵豆腐よりも品質が優れています。これは、セラミック容器は気密性が高く、セラミック分子間の配列がそれほど密ではないため、空気を完全に遮断できず、発酵豆腐の後の発酵を促進するためです。
食品包装に使用されるセラミック包装材料の衛生および安全性の問題は、主に釉薬をかけたセラミックの表面の釉薬層における重金属元素の鉛やカドミウムの溶解を指します。セラミック包装容器は無毒で衛生的で安全であり、包装された食品に悪影響を及ぼさないと一般に考えられています。しかし、長期にわたる研究により、釉薬は主に鉛、亜鉛、カドミウム、アンチモン、バリウム、銅、クロム、コバルトなどのさまざまな金属酸化物とその塩で構成されており、そのほとんどは有害物質であることがわかっています。セラミックは1000〜1500°Cで焼成されます。焼成温度が低いと、着色釉薬が不溶性のケイ酸塩を形成できません。セラミック容器を使用すると、有毒で有害な物質が溶解しやすく、食品を汚染します。たとえば、酸性の食品（酢、ジュースなど）やワインを入れると、これらの物質は簡単に溶解して食品に移行し、安全上の問題を引き起こします。国内外の規制では、セラミック包装容器から溶出する鉛やカドミウムの量に限度値が定められています。
以上が食品包装材料と主要材料の安全性についての簡単な紹介です。国民経済の発展、政策調整、消費者観念の変化に伴い、先進国の経験を踏まえ、科学的で的を絞った実践的な食品包装安全管理システムの確立に着手し、食品包装材料に関する新たな規制を徐々に確立・改善し、国際基準に沿った食品包装品質標準システムを策定しています。消費者としては、自己防衛意識を高めることが特に重要です。食品包装材料の衛生と安全性に対する消費者の信頼に関する調査から、ガラス、セラミック、金属の方が安全であると人々が信じていることがわかります[9]が、これらの材料にも安全上の危険性があります。消費者はラベルの情報を認識できないなど、安全知識が不足しており、安全情報の受け入れに影響を与えています。

食品包装資材の開発動向

低炭素で環境に優しい包装を推進
食品生産産業チェーンでは、環境保護と低炭素を提唱することが一般的な傾向となり、廃棄された包装による環境汚染と資源浪費がますます注目を集めています。包装の削減、資源の利用、無害化、低炭素化と安全性、包装の再利用を実施することがコンセンサスとなっています。欧米の食品包装の経験は、学ぶ価値があり、参考にする価値があります。たとえば、スウェーデンなどの国では、ポリエステルPET飲料ボトルとPC牛乳瓶の再利用を20回以上実施しており、オランダのウェルマン社とアメリカのジョンソン社は、100%のリサイクルPET容器を保有しており、一部の紙包装は使用後にリサイクルできます。適切に処理されていない消費材料はどれも汚染を引き起こします。
環境汚染を減らすために合理的な消費と使用システムを確立する
包装材料の分野では、ポリマー材料はガラス、金属、紙よりも急速に発展しています。主な理由は、ポリマーが優れた機能を持っていることです。

わが国がWTOに加盟した後、関税の引き下げにより、プラスチック樹脂に対する輸入税は60%下がり、わが国のプラスチック包装産業はより大きな発展の余地を持つことになります。報道によると、過去5年間の米国の紙容器の年間成長率は3.2%、金属容器の年間成長率は2.5%、ガラス容器の年間成長率は0.5%、プラスチック容器の年間成長率は5.5%でした。食品包装材料は、プロセス全体にわたって評価する必要があります。経済的観点から、分解性材料の輸送および保管コストは比較的高く、消費者にとって、紙包装はプラスチック包装よりもコストがかかります（約2倍）。プラスチックは、食品包装において最も一般的に使用され、最も便利な包装材料であり続けることがわかります。したがって、環境への汚染を減らし、徐々に排除するために、合理的な消費者使用システムを確立する必要があります。
機能性包装材料の研究開発と安全性評価の強化
今後、食品包装材料は安全性を前提として機能性をより重視するようになる。紙製食品包装材料は防湿、鮮度保持、殺菌、防腐（抗酸化）、耐水性、耐酸性、耐油性、脱臭機能を強化し、分解性包装材料は、異なる温度、湿度、pH、酸素含有量、油分を含む食品、電子レンジ条件下での安全性評価など、安定性、分解性、経済性の体系的な研究と評価を強化している。したがって、科学研究部門は食品包装材料に関する体系的な研究を強化し、食品衛生の要件を満たし、人体と環境に無毒で無害な製品を開発する必要がある。
規格の改定・制定を加速し、国際基準に沿った品質基準体系を確立する
現在、わが国の食品包装衛生基準と定期サンプリング項目の一部は、1990年代初頭に制定されたものであり、既存の古い基準は新材料の試験に対応できず、製品の安全要求にも適合していません。基準が時代遅れになっている現状を踏まえ、管理部門は国際先進基準を参考にして、既存基準の改訂、改善、更新を加速する必要があります。わが国は安全性評価と試験技術において先進国と一定の格差があり、それが新物質や新材料の評価能力に影響を与えています。一部のモノマーや添加物は検出できず、検出されたとしても感度が非常に限られています。そのため、技術支援機関の検出評価能力の構築を強化し、一部のモノマーや添加物の微量検出技術と超微量検出技術の研究を行い、多種類の化学物質を検出する方法を確立し、各種の検出基準を改善し、迅速かつ効果的な検出方法と検出装置をできるだけ早く開発する必要があります。同時に、コーデックス委員会（CAC）、世界保健機関（WHO）、国連食糧農業機関（FAO）などの国際機関との連携を引き続き強化し、食品包装材料の安全性評価手順、評価メカニズム、管理方法を早急に策定・改善する必要があります。
食品包装資材の安全性保証体制の改善
包装材料の品質と安全性の市場アクセスシステムの推進を加速し、強制認証作業を積極的に実施する。生産ライセンスを取得した企業に対しては、認証後の監督を強化し、健全な長期安全メカニズムを確立する必要がある。欧米の比較的成功した経験は学ぶ価値があり、食品包装品質安全認証システム、食品包装リコールシステムなど、健全な食品包装アクセスシステムと規制措置を確立し、追跡可能な食品包装安全データベースを確立する必要があります。GMPとHACCPシステムは現在、世界で最も効果的で経済的な食品安全システムとして認められています[14]。わが国は、わが国の食品包装安全のために強力な障壁を構築するために、できるだけ早く食品包装材料業界でGMPとHACCPの強制認証システムを実施する必要があります。
企業の自制心と社会的責任を強化する
一般消費者にとって、食品包装に安全上の危害があるかどうかを見分けるのは非常に難しい。関係部門は関連措置を導入し、企業の生産を規制し、生産源から食品包装材料の安全性を確保すべきである。生産企業の法的な認識、自己規律、社会的責任は、食品安全問題と直接関係している。食品加工の重要な部分として、食品包装業界は、年次検査、定期的な検査と監督、抜き取り検査を徐々に確立し、小規模および家族経営の工場に対する監督と違法企業の処罰を強化する必要がある。また、監督部門の機能不明確、重複した監督、規制の抜け穴などの状況を変えて、管理効率を高め、企業が基準に従って生産し、法律に従って運営するよう奨励すべきである。食品包装材料は、環境保護の問題に関係しているだけでなく、さらに重要なのは、公衆衛生と安全の問題に関係している。食品包装材料の安全性は、食品の安全性に等しい。食品包装材料の品質と安全性を強化することは、食品の安全性を確保するだけでなく、消費者の健康と社会の安定と調和を確保することにもなる。

結論

食品包装材は、食品の品質保持だけでなく、公衆衛生と安全の確保にも不可欠です。プラスチック、紙、金属、ガラスなどの素材が広く使用されていますが、それぞれに汚染、有毒物質の移行、環境への懸念など、独自のリスクが伴います。これらの課題に対処するには、安全基準の改善、徹底した研究の実施、厳格な試験プロトコルの確立を継続することが重要です。さらに、環境に優しく機能的な包装材の推進、規制の枠組みと企業の自主規制の強化は、食品包装の安全性を向上させる鍵となります。これらの対策を講じることで、消費者の健康と食品包装業界の将来の両方を守ることができます。