金属含量与软饮料包装及储存时间的关联性研究：铝溶出风险与健康影响评估

研究人员针对软饮料包装材料中金属迁移问题，通过分析104种碳酸饮料在玻璃瓶、PET瓶和铝罐中的铝(Al)、铬(Cr)等元素含量，结合TXRF和GF-AAS技术，发现铝罐储存5年后铝含量显著升高（最高达7630 μg/L），占TWI的44.5%，为食品包装安全标准制定提供重要数据支撑。

　　

随着全球软饮料消费量持续增长（2024年预计达2077亿升），包装材料对饮料安全的影响引发关注。铝罐因其轻便和阻隔性被广泛使用，但酸性饮料长期储存可能导致金属迁移，尤其是铝的溶出。铝作为神经毒性物质，与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)、帕金森病(Parkinson's disease)等神经退行性疾病相关，欧洲食品安全局(EFSA)设定的每周耐受摄入量(TWI)仅为1 mg/kg体重。然而，关于不同包装材料和储存时间对金属迁移的系统研究仍存在空白。

维也纳大学食品化学研究所的Maxim Helm团队在《Food Packaging and Shelf Life》发表研究，首次系统评估了玻璃瓶、PET瓶和铝罐三种包装中104种碳酸饮料的金属含量，包括超过保质期5年的样品。研究采用总反射X射线荧光光谱(TXRF)和石墨炉原子吸收光谱(GF-AAS)分析技术，重点关注铝、铬等元素的迁移规律。样本涵盖"草本"、"橙味"、"柠檬"和"可乐"四种主流口味，均采购自奥地利市场，并按相同生产批次匹配不同包装类型。

主要结果发现：

1. 1.

   包装材料差异：铝罐饮料的铝含量显著高于PET和玻璃瓶，新鲜铝罐可乐达1510±236 μg/L，而PET瓶仅47.3±8.0 μg/L。

2. 2.

   时间依赖性溶出：储存5年的铝罐草本饮料铝含量飙升至7630±8640 μg/L，小容量(0.15L)铝罐因表面积体积比更高，铝迁移量增加3倍。

3. 3.

   健康风险评估：每日饮用0.5L过期铝罐饮料的60kg成人，铝摄入量可达TWI的44.5%，远超EFSA安全阈值。

4. 4.

   其他金属影响：铬(Cr)在过期橙味铝罐中检出76 μg/L，虽超饮用水标准但低于每日摄入限值；镍(Ni)和锰(Mn)含量均未构成显著风险。

技术方法亮点：

研究采用微波消解预处理样本，通过TXRF进行多元素同步检测（LOD为35 μg/L），GF-AAS精准定量铝含量（LOD 0.5 μg/L）。统计采用Shapiro-Wilk检验正态分布，非参数数据使用Mann-Whitney检验，确保差异显著性（α=0.05）。

讨论与意义：

该研究首次量化了铝罐饮料长期储存的金属溶出风险，揭示包装材料缺陷和酸性环境(pH 2.4-2.9)协同加速腐蚀的机制。尤其值得注意的是，小容量铝罐因更高的表面积体积比，铝迁移量显著增加，这对儿童等高频消费群体构成潜在健康威胁。尽管环氧-丙烯酸树脂涂层能延缓腐蚀，但随时间推移其保护效率下降至80-99%，无法完全阻止铝溶出。

研究建议修订食品接触材料法规，强制标注铝迁移风险警示，特别是对小容量包装。未来需进一步探究铝-柠檬酸复合物的生物利用度，以及长期低剂量暴露对血脑屏障的影响。这项研究为食品工业改进包装工艺、公共卫生部门制定消费指南提供了关键科学依据，对预防金属相关性神经退行疾病具有重要价值。