聚乳酸做成的可降解餐具和包装是否安全？

序言

或许所有从事塑料制品行业的从业者都知道，近几年来国家不断出台的“限塑令”“塑料污染治理令”等政策和措施，对由传统不可降解塑料制成的一次性餐具、食品包装袋等制品的限制达到了前所未有的强度。

而大众消费者也能直观感受到相关政策实施带来的改变。如喝奶茶时，以往由聚丙烯（PP）等材料制成的硬质塑料吸管逐渐被厚而更软的纸吸管取代。而在许多人还没来得及抱怨纸吸管较低的强度和较差的口感时，一些大型饮品企业和公司已经率先推出了聚乳酸（PLA）制成的可降解塑料吸管，强度和口感均有了明显的改观。

在目前塑料污染治理的迫切需求和相关政策的大力实施下，传统不可降解的一次性塑料刀叉碗筷终将被可降解的材料所取代，这已成为该领域公认的发展趋势。

而在目前逐渐广泛普及的可降解塑料中，PLA类制品因其较好的强度、可降解性和环境友好性，成为了食品接触材料中最受欢迎的选择。但自然而然随之而来的，便是PLA基材料作为食品接触材料的安全性问题。毕竟不论时间长短，PLA直接与新鲜食品所接触，而作为一次性餐具的PLA同时还会和人体有短暂的体外接触。

此外还有一些人担心，作为可降解塑料的PLA在接触食品过程中的微弱降解是否可能会带来有害物质的迁移，从而带来PLA特有的安全问题。那么作为食品接触材料的PLA基材料，目前其安全性究竟如何呢？

 单纯PLA的食品安全性：研究透彻

PLA是由乳酸结构单元组成的高分子聚合物。目前分子量能够达到通用塑料强度要求的PLA一般通过二步法制备，即先将乳酸合成为丙交酯环状单体，而后通过丙交酯开环聚合得到聚合物。

由PLA的化学结构可知，其降解产物为乳酸，而乳酸最终可被生物体进一步分解为二氧化碳和水。从这个角度来讲，PLA不仅环保而且非常安全，因为乳酸是广泛存在于各种生命体内的重要分子和代谢产物。

图1.PLA的合成和降解途径

事实上，早在1994年的研究中，美国科学家CONN等人就已系统评价了单纯PLA作为食品接触材料的安全性。在PLA与一般食品、酸性食品、油腻食品接触的实际应用场合中，通过精确分析可能从PLA中分解并迁移出的乳酸、丙交酯单体、乳酸线性低聚物等物质的量，研究者们发现即使在pH接近1的酸性环境下、温度高达60℃的热食物环境中，或长达15天的模拟包装情境中，从PLA中迁移出的乳酸量仍然远远低于乳酸安全摄入量，且乳酸寡聚体等均未发现显著毒性[1]。

图2.PLA在不同食品接触情况中的单体迁出量，单位：微克/平方英寸（来源[1]）

在2011年一份发表在《食品添加剂与污染物》的研究中，研究者进一步评价了PLA中残留催化剂金属锡在食品接触情境中的迁出率，结果表明即使是比表面积非常大的PLA薄膜，其锡元素迁出量仍低于1 μg/dm2[2]，属于食品接触材料的安全范畴。

此外，近年来科研工作者们也已经着手研究使用有机催化剂代替传统的锡类等金属催化剂，以降低金属催化剂的残留在生物医学领域和微电子领域的影响[3]。尽管现阶段金属催化剂迁出也完全不足以带来安全问题，相信开环聚合金属催化剂的逐步取代将会是食品接触PLA材料的趋势。

综合而言，已有大量研究表明单纯PLA材料作为食品接触材料是非常安全的。美国FDA、欧盟相关标准均已将PLA列为可以与食品直接接触的材质，可放心使用。因此对于一般消费者，完全不必担心单纯PLA材料制成的一次性餐具的安全性。

实际更多使用的PLA基复合材料：情况复杂

虽然单纯PLA作为食品接触材料的安全性已被广泛接受，然而在实际应用中，PLA却很少以单一组分的形式被做成各种一次性餐具和包装，大部分PLA餐具制品均不止由PLA一种材料制成，而是包含了相当量的其他材料与添加剂。这主要是由两方面原因导致的。

首先由于单体制备的困难，PLA的成本与价格远远高于传统的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，单纯由PLA制成的制品在使用量巨大的一次性餐具领域成本劣势非常大。为了降低成本，生产厂商往往选择以PLA作为基体材料，向其中加入大量淀粉、竹粉等填料来补充体积和重量，在保证使用性能的前提下尽可能节约成本。

其次，PLA作为塑料虽然其强度较高，但其脆性高、缺乏韧性的缺点也十分明显，譬如传统塑料PP材料断裂伸长率一般在200-400%，但PLA的断裂伸长率通常仅在10%以下。因此在有些场合，PLA必须加入其它材料以提高其韧性。此外，为了提高PLA的热变形温度，必要时还需要加入成核剂来提高PLA整体的结晶度。

考虑到PLA高昂成本和使用性能问题，向PLA中加入大量添加剂几乎是不可避免的选择。然而其它成分的加入，会使得PLA原本清晰的食品安全性变得复杂。

为了在降低成本和改善性能的同时不牺牲PLA本来应有的可降解性，PLA中的添加剂也必须是可降解、环境友好的。目前市售的PLA食品接触制品中此类添加剂主要包括淀粉、竹粉、稻壳粉等天然高分子材料，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等合成可降解高分子材料，以及滑石粉等无机粉料。

实际上，竹粉等天然高分子材料早已被大量作为塑料餐具制品的添加剂使用，其生产方式也相对成熟，因此品质合格的竹粉、稻壳粉等添加剂成分本身对人体也是比较安全的。例如不久之前，世界著名咖啡连锁零售商星巴克在其售卖的饮料产品中推出了一种棕色可降解吸管，由PLA和咖啡渣粉料复合而成，其使用的咖啡渣粉料是一种典型的天然高分子材料。

对于PBS等合成可降解高分子材料，其安全性也和PLA一样经历了较为成熟的评价和论证，同样可放心用于PLA材料中，同时加入30%左右PBS的PLA，断裂伸长率和冲击强度比单纯PLA至少提升了一倍[4]，因此PBS是一种安全的、可降解的PLA增韧添加剂。

图3.星巴克推出的PLA-咖啡渣可降解吸管（来源于网络）

滑石粉是一类常用于各种塑料制品的无机粉料填料，能够起到降低成本、改善力学性能等作用，目前我国的《食品安全国家标准》已批准将滑石粉批作为添加剂用于食品接触用涂料及涂层。

特别针对PLA材料，2021年国家卫生健康委发布了《关于4-α-糖基转移酶等28种“三新食品”的公告》（2021年第6号），该公告明确将滑石粉作为食品接触材料及制品用添加剂的使用范围扩大至至食品接触用聚乳酸（PLA）塑料材料及制品，也就是说，滑石粉目前也是经国家相关部门认可的安全PLA添加剂。

值得注意的是，公告中对于滑石粉的品质和最大添加量作了要求，且添加滑石粉的PLA食品接触材料不得用于接触婴幼儿食品。

图4.滑石粉被批准用于PLA食品接触材料（来源：国家卫生健康委《关于4-α-糖基转移酶等28种“三新食品”的公告》（2021年第6号））

虽然目前主流的用于PLA的添加剂安全性均有一定保障，然而对于复合材料，简单的“安全 + 安全 = 安全”逻辑并不一定能够百分之百保障最终食品接触材料的安全，特别是针对于“可降解材料”这一特殊场合，是否PLA基体在使用中的降解可能引发添加剂带来的安全隐患？

根据短时间内接触食品的PLA的降解率极低这一事实我们可以推断，此类担心基本上属于多余，然而正如滑石粉应用范围的扩大需要相关部门的评估和认定一样，所有安全的添加剂也需要相关的规范。在PLA可降解材料及其添加剂日新月异的今天，这方面的国家行业标准和规范的继续完善显然是十分必要的。

总结

基于大量系统性研究，和目前主流PLA基可降解食品接触材料的基本组分情况，我们可以基本确信，PLA及添加了天然高分子、合成可降解高分子和滑石粉的PLA复合材料用于食品接触材料还是十分安全的。在材料来源与生产加工可靠的前提下，消费者可以放心购买与日常使用这类可降解一次性餐具与包装。

然而另一方面，PLA基材料独特的成本问题和性能因素使得该类材料组成比一般食品接触材料更为复杂，部分生产厂商也同样存在添加剂使用不规范、甚至添加不安全添加剂的可能性，这就需要整个社会在推广可降解餐具的同时，对该类产品进一步完善标准制定，明确可添加和不可添加的添加剂种类，同时保障对食品接触材料的监管规范。