什么是纳米材料？
纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米级（1-100 nm）的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此纳米材料具有多种特点，这就是导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。按纳米的尺度在空间的表达特征纳米材料可分为：零维纳米材料（指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等）、一维纳米材料（指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米线、棒、丝、管和纤维等）、二维纳米材料（指在三维空间中有一维在纳米尺度，如纳米膜、纳米盘、超晶格等）。按照化学组成可分为纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料。
应用现状
纳米材料在食品包装的应用主要是指将纳米粒子添加分散到柔性高聚物中形成聚合物基纳米复合材料，使其具有某一特性或功能。例如，纳米材料在食品保鲜包装等方面的应用有良好的效果。如纳米银对细菌、真菌等微生物有较强的抑制功能，同时具有一定的保鲜作用；纳米氧化锌是一种常见的无机抗菌材料，常作为抑菌剂应用在包装领域，对食源性致病菌具有明显的抑制作用； 纳米二氧化钛是一种具有较高光催化性等特性的光催化型无机抗菌材料，在果蔬保藏等领域中，其光催化作用能将乙烯分解为水和二氧化碳，降低乙烯浓度，进而延长果蔬的贮藏时间；纳米硅氧化物具有良好的生物相容性和光学透过性等，与有机材料结合后，不仅可以提升材料的热学稳定性、韧性等性能，还具有环境友好性的特点，在涂料、橡胶、塑料等材料中得到广泛的应用。
虽然，纳米材料在机械、光学和催化的特性使其在未来包装应用具有潜在吸引力，但是也存在对化学迁移和健康影响的担忧。
主要贸易国立法情况
纳米材料的安全性一直受到广泛的关注，但目前纳米材料的毒性与迁移情况等仍需要进一步研究及论证。针对与纳米材料的相关立法主要集中在原则性的要求、个案评估及部分纳米物质的许可等方面。具体见下表1。
国家/地区 | 标准号及名称 | 要求 |
中国 | GB 4806.1-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品通用安全要求》 | 3.6 对于不和食品直接接触且与食品之间有有效阻隔、未列入相应食品安全国家标准的物质，食品接触材料及制品生产企业应对其进行安全评估和控制，使其迁移到食品中的量不超过0.01 mg/kg。致癌、致畸、致突变物质及纳米物质不适用于以上原则，应按照相关法律法规规定执行。 |
GB 9685-2016 | 许可C.I.颜料黑7；炭黑（CAS 1333-86-4）用作塑料材料及制品、涂料材料及制品、橡胶材料及制品、油墨以及纸和纸板中的添加剂，有使用范围和最大使用量、甲苯萃取物，苯并[a]芘含量以及着色剂纯度的要求。 注：炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在10—100 nm之间，因此具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能，是人类最早开发和应用的纳米级材料。 | |
欧盟 | (EU)No 10/2011《预期接触食品的塑料材料及制品》 | 纳米形式的物质只有在附录I明确授权并满足相关要求的情况下，才能用于生产塑料材料及制品的生产。多层塑料材料及制品及多材质多层塑料材料及制品的非直接接触食品且有功能阻隔层，可以使用未列入欧盟清单或临时清单的物质进行生产，但三致及纳米物质除外。 以纳米形式在附录I中授权的物质包括： 纳米氮化钛（FCM No 807）、[3-(甲基丙烯氧基)丙基]三甲氧基硅烷(FCM No 788)包覆纳米氧化锌（FCM No 1046）、无涂层纳米氧化锌(FCM No 1050)、(丁二烯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯)与二乙烯基苯交联的纳米形式共聚物(FCM No 859)、(丁二烯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯)非交联共聚物，纳米形式(FCM No 998)、氟化氧化铝表面处理二氧化钛(FCM 1077) 等 |
(EC) No 450-2009《预期接触食品的活性与智能材料及制品》 | 由于纳米粒子表现出的理化性质显著不同，在掌握这种新工艺的更多信息前，应当对这些物质的风险进行个案具体评估。有效阻隔层概念不适用纳米物质。 | |
2011/696/EU《纳米材料的定义》 | 标准中纳米材料定义为“一种天然的、偶然产生的或人为制造的材料，所包含的粒子在数量分布上有 50%及以上，其一维或多维的外部结构在 1 nm 到 100 nm 的范围以内，不论它们是以分散状态存在的，还是以团粒或是聚合物方式存在的。在涉及环境、健康、安全和欧洲竞争力等问题时， 50%的粒子分布，也可能被调整到 1%~50%之间。” 目前该标准在修订中。 | |
REACH 和 CLP | 纳米材料作为物质，受制于 REACH 和 CLP 的规定。自 2020 年 1 月 1 日起，REACH对制造或进口纳米形式的公司有明确的法律要求。 | |
德国 | 《德国消费品条例(BedGgstV) 》 | 只有在附件14中有明确规定的情况下，纳米材料形式的物质才能被使用在印刷油墨上，同时需确保纳米物质不会迁移到食品中。 附件14表1中许可的物质以颜料类为主，包括颜料蓝60(CAS No 81-77-6)、颜料蓝15(含颜料蓝15:1，颜料蓝15:3，颜料蓝15:6) (CAS No 147-14-8)、颜料绿7(CAS No 1328-53-6)、颜料绿37(CAS No 1330-37-6)等70种许可用于单体、其他起始物质，颜料，溶剂，光引发剂或者其他添加剂。 附件14表2为除表1外，允许用于印刷食品接触材料和制品的颜料清单，包括四氧化三铁(CAS 1317-61-9)、水合氧化铁(III)(CAS 20344-49-4)、颜料蓝79(CAS 14154-42-8)、颜料绿36(CAS 14302-13-7)等 |
法国 | 2020年8月5日新法令（Arrêté du 5 août 2020）食品接触橡胶制品以及婴幼儿奶嘴 | 纳米形式的物质只有在明确授权并满足附录II和VIII中提到的规格才能使用，并需确保其不会迁移至食品中。附录中授权的物质主要包括：颜料黄74(CAS 6358-31-2)、颜料黄97（CAS 12225-18-2）、二氧化锡(CAS 18282-10-5)、氧化锆(CAS 1314-23-4)等。 |
瑞士 | RS 817.023.21《材料及制品法规 附录10用于生产包装油墨的许可物质清单及要求》 | 有意添加纳米物质只有在附录2和10中明确授权并满足相关要求的情况下才许可。只有在没有纳米粒子迁移到食品中的前提下，才能使用包含纳米粒子的着色剂和颜料。 |
比利时 | 食品接触金属和合金制品的法令 | 纳米粒子形式的物质应要求对其特性、预期用途和释放到食品中的暴露程度进行具体评估。 |
美国 | / | 美国没有针对纳米材料的联邦或州立法。纳米材料受当前化学品、农药、食品、化妆品和药物监管框架的管理。如在Toxic Substance Control Act (TSCA)纳米材料按照物质进行管理。 2006年8月， FDA 成立了纳米技术工作组(Task Force)负责确定监管方法，鼓励纳米技术或纳米材料的创新、安全和有效的FDA监管。 |
日本、韩国 | / | 未查到相关规定 |
EFSA评估情况
1 EFSA最新评估认为二氧化钛作为食品添加剂不再安全
2021 年 5 月 6 日，欧洲食品安全局 (EFSA) 最新评估认为无法排除二氧化钛（TiO2；CAS 13463-67-7）的遗传毒性，认定其作为食品添加剂不安全。
虽然胃肠道对二氧化钛颗粒的吸收很低，但它们可能会在体内积累。常规器官毒性的研究显示E 171每日剂量达到1,000 mg/kg体重或TiO2 纳米颗粒 (> 30 nm)最高剂量达到每天100 mg/kg体重的不会产生不良反应。在延长一代生殖毒性(EOGRT)研究中最高剂量达到1000 mg E 171/kg体重，没有观察到对生殖和发育毒性的影响。然而，观察到E 171潜在的免疫毒性和炎症反应、TiO2纳米颗粒潜在的神经毒性，以及E 171潜在的诱发异常隐窝灶提示可能出现不良反应。关于遗传毒性，专家组认为，二氧化钛颗粒具有诱发DNA链断裂和染色体损伤的可能，但不会诱发基因突变。TiO2颗粒的理化性质与体外或体内基因毒性试验结果之间没有明显的相关性，但不排除可能存在遗传毒性。遗传毒性的几种作用模式可能平行作用，TiO2颗粒引起的不同分子机制的相对贡献尚不清楚，存在着不确定性。此外，无法确定TiO2颗粒大小与遗传毒性的临界值。目前还没有适当的TiO2 纳米颗粒潜在致癌作用的研究。
因此，鉴于目前证据有诸多不确定性，不能排除对基因毒性的担忧，专家组得出结论，E 171作为食品添加剂使用时不再被认为是安全的。
2 EFSA评估认为纳米银用于食品接触材料无需引起健康关注
2021年8月9日，欧洲食品安全局 (EFSA)发布了用于食品接触材料的纳米银粒子的最新安全评估。评估结果显示：如果在聚合物(如聚烯烃、聚酯和苯乙烯)中将纳米银作为添加剂使用，且其使用量不超过0.025%并在接触水性食品模拟物时不会膨胀，则无需引起消费者的安全关注。但同时也指出，从其他膳食暴露来源接触银可能会超过ECHA设定的ADI(0.9 ug/kg bw)。
3.EFSA用于食品和饲料领域纳米材料的相关指南
2021年8月3日，欧洲食品安全局 (EFSA)接连发布了用于食品和饲料领域纳米材料的相关指南。分别是：《食品和饲料产品应用技术要求指南-确认是否存在纳米等微小颗粒》、《应用于食品和饲料链的纳米材料风险评估指南：人类和动物健康》以及《食品和饲料产品应用技术要求指南草案公开征求意见结果-确认是否存在纳米等微小颗粒》
涉及主要内容如下：
名称 | 主要内容 |
《食品和饲料产品应用技术要求指南-确认是否存在纳米等小颗粒》 | 指南定义了如何评估是否存在纳米等微小颗粒的标准，制定在受管制食品和饲料产品领域应用 (例如新型食品，食品/饲料添加剂、食品接触材料和农药)的信息要求。确定是否应在传统风险评估中补充纳米特异性考虑因素。 |
《应用于食品和饲料链的纳米材料风险评估指南：人类和动物健康》 | 指南涵盖了 EFSA 职权范围内的应用领域，包括新型食品、食品接触材料、食品/饲料添加剂和杀虫剂。对纳米材料的物理化学特性、暴露评估和危害表征以及适用领域提供了指引。 |
《食品和饲料产品应用技术要求指南草案公开征求意见结果-确认是否存在纳米等小颗粒》 | 欧洲食品安全局(EFSA)发布了2020年7月9日至9月9日进行的关于“食品和饲料产品应用技术要求指南草案公开征求意见结果-确认是否存在纳米等小颗粒”的公众咨询结果。 |
参考文献
(1) FDA对纳米技术产品的监管方法（FDA’s Approach to Regulation of Nanotechnology Products）
(2)美国的纳米材料法规（Regulations of Nanomaterials in USA ）https://www.chemsafetypro.com/Topics/USA/Regulations_of_Nanomaterials_in_USA.html
(3) REACH&CLP关于纳米材料的规定
https://echa.europa.eu/de/regulations/nanomaterials
(4)欧盟官网关于纳米材料的介绍
https://ec.europa.eu/environment/chemicals/nanotech/index_en.htm
(5)欧盟对纳米材料的监管https://ec.europa.eu/jrc/en/science-update/how-are-nanomaterials-regulated-eu
(6)packaginglaw（含美国、欧盟、加拿大）
https://www.packaginglaw.com/special-focus/nanotechnology-regulation-food-packaging
(7)United States Mission to the European Union
https://www.usda-eu.org/topics/nanotechnology/作者：宗瑜
合规工具
返回顶部
