综述：食品接触界面处的 PFAS：迁移机制、驱动因素与替代方案

《Food Chemistry》：PFAS at the food-contact interface: transfer mechanisms, drivers, and alternatives

　　

•食品接触界面上的 PFAS 可能导致膳食暴露。
•PFAS 的迁移取决于 PFAS 的类型和使用条件，而不仅仅是材料本身。
•热量、接触时间、食品成分、清洗过程/化学品等都会影响迁移。
•润湿性和界面化学有助于解释 PFAS 的迁移。
•无 PFAS 替代品需要根据具体情况测试其安全性和性能。
引言
PFAS 是一类氟化有机化合物，于 1945 年开发，根据 Glüge 等人 (2020) 的提案，其官能团和聚合度各不相同。这些化学物质具有强碳 - 氟键，使其具有耐热性和抗降解性，并能排斥水、油和污垢。PFAS 已广泛应用于各个领域，如涂料和塑料（例如不粘炊具和食品包装）、硬铬电镀、润滑剂、油和蜡、消防泡沫、电子产品、纺织品、医疗设备、油漆、农药和药品等 (Begley 等人，2005；Bokkers 等人，2019；OECD，2020)。
它们是一个广泛的氟化物质家族，通常被定义为含有一个或多个全氟烷基部分（–CnF2n+1）的化学物质，其中氟化烷基部分可以是线性、支链或环状碳链。该家族还可以包括不直接含有–CnF2n+1 但由 PFAS 产生或可能降解为含有此类部分的化合物的物质（前体，包括某些聚合物）。尚未定义单一的全球统一 PFAS 分类系统，这可能导致对 PFAS 之间重要区别的认识不一致 (Bokkers 等人，2019)。在 2018 年 OECD 数据库中，PFAS 被描述为含有具有 3 个或以上碳的全氟烷基部分（即–CnF2n–，n≥3）或具有 2 个或以上碳的全氟烷氧基部分（即–CnF2nOCmF2m–，n 和 m≥1）的物质 (OECD，2018)。OECD 后来修订了这一定义，还包括全氟烷基部分两端均连接到官能团的物质，以及线性 PFAS 的环状类似物。根据《条例 (EU) 2025/40》(2024)，欧盟对 PFAS 的定义更为广泛，规定任何包含至少 1 个完全氟化的甲基 (CF3-) 或亚甲基（–CF2–）碳原子（不带任何 H/Cl/Br/I 连接）的物质都属于 PFAS，但仅包含以下结构要素的物质除外：CF3-X 或 X-CF2-X'，其中 X=–OR 或–NRR'且 X'=甲基（–CH3）、亚甲基（–CH2–）、芳香族基团、羰基（–C(O)–）、–OR''、–SR''或–NR''R'''；且其中 R/R'/R''/R''' 是氢（–H）、甲基（–CH3）、亚甲基（–CH2–）、芳香族基团或羰基（–C(O)–）。
由于碳 - 氟键强度被认为是已知最强的键之一，PFAS 在自然环境条件下（如水解、光解或微生物降解）不易降解，因此被称为“永远污染物”。PFAS 会在水面、地下水、土壤和生物体中累积。在欧洲水域中，监测数据显示，在 2018 年至 2022 年期间，51% 至 60% 的河流、11% 至 35% 的湖泊以及 47% 至 100% 的过渡水和沿海水的八氟辛烷磺酸 (PFOS) 超过了环境质量标准 (EQS) (EEA，2024)。在水生生物中，已报告 PFAS 的生物累积与化合物的碳链长度、阴离子基团的性质以及与生物体相关的因素（如年龄、性别和栖息地）显著相关 (Akhbarizadeh 等人，2023)。PFAS 污染不仅限于外部环境；特别是 4 种物质，即全氟辛酸 (PFOA)、PFOS、全氟壬酸 (PFNA) 和全氟己烷磺酸 (PFHxS)，可能会在人体中累积，并与发育结果以及血清胆固醇、肝脏、免疫系统和出生体重方面的影响有关 (European Union，2025)。此外，内分泌干扰越来越多地被认为是 PFAS 暴露相关更广泛毒理学关注的一部分 (J. Ma 等人，2026；WHO，2013)。EFSA 将免疫效应确定为最关键终点，并为 PFOS、PFOA、PFNA 和 PFHxS 之和设定了 4.4 纳克/千克体重/周的群体可耐受每周摄入量 (TWI)，该值也旨在涵盖与这些物质相关的其他不良反应 (Commission Regulation (EU) 2022/2388，2022)。其结论认为，欧洲部分人群对这些物质的暴露仍高于 TWI，因此被视为值得关注的问题 (Commission Regulation (EU) 2022/2388，2022)。
它们可以通过膳食摄入在人体中累积，动物源食品、蔬菜和饮用水往往贡献较大 (European Union，2025)。这种模式与摄入通常被认为是人类暴露于污染物的主要途径（约占总暴露量的 80%）这一事实一致 (Trier 等人，2018)。然而，暴露模型与人体血清中测量浓度之间的比较表明，仅膳食污染可能不是唯一的驱动因素 (Trier 等人，2018)。
PFAS 来源可以是直接的或间接的。直接来源指已经以 PFAS 形式存在于材料或生产系统中的 PFAS，而间接来源指通过前体物质转化形成的 PFAS (Buck 等人，2011)。直接来源包括故意添加的物质 (IAS) 和已存在于材料或生产系统中的非故意添加的物质 (NIAS)。IAS 包括故意掺入材料或配方中以提供抗油性、不粘性能或化学耐受性的 PFAS，以及作为加工助剂故意使用但在制造后可能残留的 PFAS。例如，一些氟代缩聚物涂料以约 0.4%（4000 毫克/千克纸）的比例应用于纸张 (Begley 等人，2005)。同样，全氟辛酸铵 (APFO)，即全氟辛酸 (PFOA) 的铵盐，历史上曾用作 PTFE 制造过程中的加工助剂，水性氟聚合物乳液通常含有 2000 ppm 或更少的 APFO，但可能高达 7000 ppm。全氟壬酸铵 (APFN)，即全氟壬酸 (PFNA) 的铵盐，同样用于聚偏二氟乙烯 (PVDF) 制造过程中，估计固体 PVDF 中残留 APFN 含量为 100–200 ppm (Prevedouros 等人，2006)。NIAS 包括未故意添加的 PFAS，包括杂质和反应副产物。例如，在未使用的全氟纸张涂料配方中测得 PFOA 为 88–160 毫克/千克，在微波炉爆米花袋纸中测得为 6–290 微克/千克 (Begley 等人，2005)。此外，用于制造氟代缩聚醇的醇解过程产生了 2–5 wt% 的氟代缩聚烯烃作为反应副产物 (Prevedouros 等人，2006)。
间接来源包括氟代缩聚物类物质、多氟烷基磷酸酯 (PAPs) 和全氟辛烷磺酰胺乙醇 (FOSEs)。氟代缩聚物类物质和 PAPs 在生物和非生物条件下降解或转化时，可形成全氟烷基酸 (PFAAs)，特别是全氟烷基羧酸 (PFCAs)。由于这些途径在文献中已得到广泛讨论，此处仅简要总结 (Buck 等人，2011；Butt 等人，2010；D'eon & Mabury，2007；D'eon & Mabury，2011；Dinglasan 等人，2004；Fasano 等人，2009；Lee 等人，2010；Liu 等人，2010；Martin 等人，2005；Nabb 等人，2007)。报告的前体转化途径具有化合物特异性。在 Lee 等人 (2010) 展示的转化方案中，PAPs 经历磷酸酯水解或断裂以释放氟代缩聚醇 (FTOHs)。FTOHs 随后被氧化为氟代缩聚羧酸 (FTCAs)，接着脱氟氢化生成不饱和氟代缩聚羧酸 (FTUCAs)，并通过几种提议的途径进一步转化形成全氟烷基羧酸 (PFCAs) (图 1a)。路径 1 可能涉及 FTCA 中α-碳的氧化以形成奇数链 PFCA，而路径 2 代表生成偶数链 PFCAs 的β-氧化类似途径。路径 3 代表从 5:3 FTCA 到 PFPeA 的提议转化，尽管机制尚未确立。路径 4 可能涉及 FTUCA 的羟基化、氧化和脱羧以形成氟代缩聚酮，随后还原为仲 FTOH 并进一步转化为 PFPeA；然而最后一步仍未解决 (Buck 等人，2011；Butt 等人，2010；Dinglasan 等人，2004；Fasano 等人，2009；Lee 等人，2010；Liu 等人，2010；Martin 等人，2005；Nabb 等人，2007)。同样，EtFOSE 可能通过连续的 N-烷基氧化和 N-脱烷基，随后进行磺酰胺水解，转化为 PFOS，如图 1b 所示 (Ma & Olivares，2025)。在许多情况下，材料中存在的 PFAS 主要来源于间接来源，必须指出的是，直接来源和间接来源对人类暴露于 PFAS 的相对贡献尚未完全阐明 (Bokkers 等人，2019)。
通常，较小的 PFAA 更容易迁移到食品中并在摄入后被吸收。分子量高达约 3600 克/摩尔的 PFAS 与人体吸收特别相关，因为氟原子比氢原子重，尽管它们的整体分子大小几乎相似 (Trier 等人，2018)。摄入后，它们分布全身，PFAA 倾向于累积在富含蛋白质的部位，如血液、肝脏和肾脏。由于其拒油性，PFAA 通常很少分布到脂肪组织中 (Trier 等人，2018)。然而，这种模式不一定适用于多氟化前体（例如氟代缩聚物），据报告其会转移到油中 (Begley 等人，2005)。
各机构已提出多项措施以应对人体内的 PFAS 污染。例如，欧盟委员会根据《条例 (EU) 2022/2388》对主要贡献食品（鸡蛋、鱼类、甲壳类、双壳贝类、肉类/内脏）中的 4 种 PFAS 设定了最高限量 (补充表 1)。对于其他相关食品（蔬菜、水果、海藻等），《建议 (EU) 2022/1431》要求当指示值超标时，进一步收集发生数据并调查污染源 (Commission Recommendation (EU) 2022/1431，2022) (补充表 2a，2b)。2020 年，欧盟委员会通过了修订后的《饮用水指令》(Directive (EU) 2020/2184)，规定 20 种 PFAS 之和（"Sum of PFAS"）的限值为 0.10 微克/升，"PFAS 总量”的限值为 0.50 微克/升。成员国可以应用其中一个或两个参数，并必须在 2026 年 1 月之前符合合规点（例如家庭自来水）的相关限值 (Directive (EU) 2020/2184，2020)。2024 年，美国环保署 (EPA) 针对 6 种 PFAS 采用了《国家初级饮用水法规》(NPDWR)，设定 PFOA 和 PFOS 的最大污染物含量 (MCLs) 为 4 纳克/升，PFHxS、PFNA 和 HFPO-DA（六氟环氧丙烷二聚酸，GenX 化学物质）为 10 纳克/升，对于包含至少 2 种 PFHxS、PFNA、HFPO-DA 和 PFBS 的混合物设定危害指数 (HI=1，无量纲) (Environmental Protection Agency，2024)。作为对比，丹麦采用基于 PFOS、PFOA、PFNA 和 PFHxS 浓度之和的 2 纳克/升国家饮用水质量标准（即与单一化合物 MCLs 不同的指标）(DHI，2021)。补充表 3 总结了世界上选定地区的饮用水标准。本章节及本手稿其他地方讨论的监管限值和指南值的司法管辖区和时间框架，是根据与本文讨论的食品链暴露途径直接相关的监管信息选定的，包括食品最高限量、用于跟踪食品污染的监测值和指示值、饮用水标准或指南值，以及与食品接触材料和表面相关的可用措施。此外，仅在有有助于说明 PFAS 更广泛监管方向的情况下，才包括特定产品禁令或限制的选择性示例。由于 PFAS 监管在全球范围内正在演变，本综述考虑了国际框架以及世界各地有具体法规、标准、限值、指南值、监测建议、禁令或限制的国家/地区措施。其目的不是提供对每个监管框架的法律解释，而是汇编最相关且公开可用的监管信息，以便在食品链暴露和食品接触材料的背景下进行比较。当仅针对特定地区或国家可获得与本手稿相关的具体官方信息时，予以保留。
考虑到这一更广泛的背景，接下来的章节将缩小范围，专注于食品链，更具体地说是食品接触界面，作为一种直接且可操作的迁移途径。为此，文献检索使用 Google 学术搜索、针对性的期刊和出版商搜索、监管和技术来源 (EHEDG 指南、EFSA、欧盟门户、EPA、USDA、加拿大卫生部、供应商网站等) 以及来自关键论文的双向引用跟踪进行了操作。最终的文献涵盖了 1993 年至 2026 年发表的文章，大多数参考文献集中在 2000 年至 2026 年间。搜索将 PFAS 相关术语与食品接触界面术语相结合，并使用与食品接触材料、加工组件、向食品迁移、表面化学、加工和清洗条件、降解、无 PFAS 替代品等相关的主题特定术语进行细化。

检索到的手稿随后根据其对本综述核心范围的贡献进行筛选，即PFAS在食品接触界面的转移行为、影响测量转移的材料和使用条件、PFAS迁移与氟损失以及涂层或材料降解之间的区别、含PFAS材料和部件提供的表面功能，以及无PFAS替代品的要求和局限性等相关方面。未直接涉及食品接触转移、表面功能、加工部件或无PFAS替代品的研究不作为核心证据使用，除非它们提供了相关的机理或背景信息，包括PFAS术语、膳食暴露和健康相关性、前体或降解行为、监管背景，或替代材料的安全性考虑。

PFAS概述及其与食品接触表面的相关性

在本研究中，我们采用操作性分类，而非试图涵盖整个PFAS领域。PFAS被分为2个子组：非聚合性和聚合性PFAS（见图2和b）（Bokkers等人，2019）。这两个组都与FCM（食品接触材料）相关。聚合性PFAS主要用于涂料、塑料和塑料添加剂。一个突出的例子是PTFE，它被用作其他塑料中的添加剂以及加工部件制造中的材料，其中低摩擦特性、

FCM和包装中的PFAS

与PFAS相关的FCM包括，但不限于：不粘锅具和烤具、防油纸和纸板包装、含氟聚合物基涂料或衬里，以及含氟聚合物的食品加工接触部件，如传送带、软管、阀门膜片、过滤器、垫片、密封件和O形环（瑞典化学管理局KEMI，2025）。这一担忧也扩展到更可持续的生物基塑料替代品（例如吸管、餐具、盘子），包括由...制造的产品

内在和外在因素对PFAS转移的影响

食品的内在特性，如脂肪比例、酒精含量、pH值、水分含量等，以及外在因素，如PFAS链长和操作条件（例如温度和接触时间），会影响PFAS向食品的迁移。

例如，PFAS的总迁移量（16种目标PFAS的总和作为整体转移指标；含氟涂料：在整个食品加工范围内的条件性防污、清洁性和完整性

在食品加工中，"含氟涂料"一词可以指代不同的结构，包括连续的含氟聚合物膜或衬里、复合涂料（例如含有PTFE相的金属基质）、聚合物基系统（例如嵌入含氟相或含氟添加剂的环氧或溶胶-凝胶基涂料），以及接枝含氟层（例如PFPE硅烷）。这些结构很重要，因为它们不仅影响防污和清洁性，还影响完整性在...条件下

工艺连接部件作为潜在PFAS来源

工艺连接部件（例如软管、胶管、O形环）是食品加工中常用的含氟聚合物和氟弹性体部件。它们暴露在苛刻的操作条件下，包括热应力和反复接触腐蚀性化学物质（例如酸和碱）。因此，了解它们对PFAS暴露的潜在贡献很重要。在这方面，在含水软管提取物中检测到超短链PFCAs表明，接触聚合物可以...

PFAS分析方法

确定食品和食品接触材料中的PFAS在分析上仍然具有挑战性，因为这一广泛组别包括在挥发性、极性、分子量、离子特性和官能团方面存在差异的化合物。由于已经有几篇综述（Ateia等人，2023；Ogunbiyi等人，2023；Vergara-Luis等人，2026）涵盖了PFAS分析方法，这里仅简要讨论这些方法，以支持本综述中呈现结果的解释。靶向...

纸和纸板的PFAS替代品

在缺乏PFAS的情况下，由于多孔纤维网络内的毛细路径，纸张对油脂/油和液态水几乎没有或没有固有的屏障，这会促进吸收、染色以及在接触油性或湿润食品时机械强度的丧失。为了解决纸张产品固有的有限屏障性能，人们已经开发了许多策略来提高其耐水性和耐油性，包括纸张的物理和化学改性...

食品接触材料中PFAS的监管背景

PFAS的监管具有挑战性，原因是缺乏统一的国际立场、分析限制以及大量的不同PFAS化合物。这些挑战造成了对其健康影响的认知缺口，并阻碍了制定有效管理和降解策略的努力。此外，政策实施受到政治、社会、经济、科学和实践因素的影响，使得难以建立全球协调的指导方针。

结论

本综述的关键要点是，PFAS化学物质已广泛用于食品工业中的食品接触界面，它们对膳食暴露的潜在贡献可能被低估。这一界面是管理暴露的实际且直接的切入点，但向食品的转移并非自动发生。它取决于PFAS的类型和实际使用条件，特别是接触时间、温度、食品组成、重复使用和清洁历史。通过...

CRediT作者贡献声明

Piyush Kumar Jha：撰写-审阅与编辑，撰写-初稿，数据整理，构思。Alain Le-Bail：撰写-审阅与编辑，数据整理，构思。Aurelie Hanin：撰写-审阅与编辑。Brijesh K. Tiwari：撰写-审阅与编辑，撰写-初稿，数据整理，构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所述的工作。

Piyush Kumar Jha | Alain Le-Bail | Aurelie Hanin | Brijesh K. Tiwari