天然胶黏剂在食品接触材料中的微生物与杂质控制——解读GB 4806.15-2024新要求

天然胶黏剂在食品接触材料中的微生物与杂质控制——解读GB 4806.15-2024新要求

引言：天然胶黏剂的应用与安全挑战

随着全球可持续发展理念的深入和消费者对“清洁标签”产品的追求，天然胶黏剂在食品接触材料及制品中的应用日益广泛。淀粉基、明胶基、纤维素基等天然来源的黏合剂因其生物可降解性、环境友好性和可再生特性，正逐步替代部分合成胶黏剂，广泛应用于食品包装、容器封合、标签黏贴等场景。天然属性并不等同于安全无忧。这些来源于生物质的材料往往更容易受到微生物污染，且在其种植、采收、加工过程中可能引入各种化学杂质，对食品安全构成潜在风险。

2024年，中国国家卫生健康委员会与国家市场监督管理总局联合发布了GB 4806.15-2024《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用黏合剂》，对包括天然胶黏剂在内的所有食品接触用黏合剂提出了更为系统、严格的安全要求。新标准特别强调，对于天然来源的黏合剂，也必须满足与合成材料同等严格的化学安全性要求，这标志着我国食品接触材料监管进入了更加科学、精细化的阶段。

一、天然胶黏剂的特性与安全风险分析

1.1 天然胶黏剂的分类与特性

天然胶黏剂主要可分为以下几类：

• 多糖类：如淀粉、纤维素、壳聚糖等，通过植物提取或微生物发酵制得

• 蛋白质类：如明胶、酪蛋白、大豆蛋白等，来源于动物或植物蛋白

• 天然树脂类：如松香、木质素等

这些材料普遍具有亲水性强、营养丰富（对微生物而言）的特点，这既是其环境友好特性的基础，也成为微生物滋生的温床。与合成聚合物相比，天然高分子通常含有更多可被微生物利用的营养成分，且在适宜温湿度条件下更容易发生生物降解——这一过程在储存和使用过程中可能提前发生，导致黏合剂性能下降并产生潜在的污染风险。

1.2 主要安全风险源分析

微生物污染风险

天然胶黏剂的原料（如谷物、植物根茎、动物骨骼皮肤等）本身就可能携带丰富的微生物群落。在加工过程中，如果灭菌不彻底或后续储存条件不当，细菌、霉菌和酵母等微生物会大量繁殖。更值得关注的是，某些天然胶黏剂的生产过程（如发酵法制备）本身就需要微生物参与，如何确保终产品中无有害微生物残留成为关键技术挑战。

化学杂质引入风险

天然胶黏剂的化学杂质主要来源于以下几个方面：

• 原料本底污染：种植土壤中的重金属（铅、镉、汞、砷等）、农药残留、环境污染物等可能通过原料进入黏合剂

• 加工助剂残留：防腐剂（苯甲酸、山梨酸等）、漂白剂、改性剂等在加工过程中使用后可能部分残留

• 降解产物：天然高分子在加工或储存过程中可能发生降解，产生小分子物质

• 非法添加物：为改善性能或降低成本，可能非法添加非食品级化学品

迁移风险

天然胶黏剂中的小分子物质（包括水分、甘油等增塑剂、未反应单体、降解产物等）可能向食品中迁移，特别是在接触液态、高脂肪食品或高温使用条件下。总迁移量和特定迁移量成为衡量其安全性的重要指标。

二、GB 4806.15-2024标准对天然胶黏剂的核心要求解读

2.1 标准适用范围与基本要求

GB 4806.15-2024适用于所有在正常使用条件下可能与食品接触的黏合剂，包括天然胶黏剂。标准明确规定，无论黏合剂为何种来源，都必须确保其在预期使用条件下不会将有害物质迁移到食品中，从而危害人体健康或导致食品成分发生不可接受的变化。

对于天然胶黏剂，标准特别强调：“天然来源并不能免除其食品安全责任”。这一原则性声明要求生产企业必须对天然胶黏剂实施与合成材料同等严格甚至更为谨慎的安全控制。

2.2 微生物限量要求

标准虽未直接规定黏合剂产品的微生物限量，但通过以下方式间接控制微生物风险：

1. 原料控制要求：要求所有原料（包括天然原料）必须符合食品级质量要求，对可能带来微生物污染的原料需建立严格的内控标准

2. 生产过程卫生要求：要求在生产过程中实施适当的卫生控制措施，防止微生物污染和繁殖

3. 终产品风险评估：要求企业对终产品进行微生物风险评估，特别是对于高水分活度的天然胶黏剂产品

在实际操作中，行业通常参考GB 4789系列标准及GB 14930.1-2022《食品安全国家标准 洗涤剂》中对类似产品的微生物要求，制定天然胶黏剂的内控标准：

• 菌落总数：通常要求≤1000 CFU/g（根据产品特性可能有所不同）

• 大肠菌群：通常要求不得检出/10g

• 致病菌（沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等）：通常要求不得检出/25g

• 霉菌和酵母：根据产品特性设定合理限量

2.3 化学污染物控制要求

GB 4806.15-2024附录A列出了黏合剂中允许使用的物质清单及其限制要求，对天然胶黏剂有重要指导意义：

重金属限量要求

标准明确要求黏合剂中重金属含量应符合GB 4806.1-2016《食品接触材料及制品通用安全要求》的相关规定。对于天然胶黏剂，应特别关注：

• 铅（Pb）：≤1 mg/kg（迁移量或含量，根据材料类型确定）

• 镉（Cd）：≤0.02 mg/kg

• 汞（Hg）：≤0.01 mg/kg

• 砷（As）：≤0.04 mg/kg

这些限量主要针对迁移量，但对于原料中重金属本底值较高的天然材料，企业需要加强原料筛选和工艺优化，确保终产品符合要求。

加工助剂残留控制

标准允许在黏合剂生产中使用特定加工助剂，但必须符合以下原则：

• 技术上不可避免

• 在良好生产规范下使用

• 残留量应尽可能低且不会对终产品安全性产生影响

对于天然胶黏剂常用的防腐剂（如苯甲酸、山梨酸等），标准规定其在终产品中的残留量不得发挥技术功能，即不得作为防腐剂在终产品中继续起作用。实际生产中，这意味着防腐剂残留量必须低于其有效抗菌浓度。

2.4 迁移试验要求

标准要求所有黏合剂必须按照GB 31604.1和GB 5009.156的规定进行迁移试验。对于天然胶黏剂，需要特别注意：

1. 总迁移量：适用于所有黏合剂，限量为10 mg/dm²（特殊情况下为60 mg/kg食品）。天然胶黏剂由于含有较多小分子物质（如水、甘油等），总迁移量可能较高，需要通过配方优化和工艺调整进行控制。

2. 特定迁移量：根据黏合剂中使用的具体物质，可能需要测试其特定迁移量。天然胶黏剂应特别关注：

• 可能从原料带入的重金属

• 加工过程中使用的化学物质

• 天然成分的降解产物

3. 试验条件选择：应根据黏合剂的实际使用条件（接触食品类型、温度、时间等）选择合适的食品模拟物和试验条件。对于可能接触多种食品类型的黏合剂，应采用严苛的条件进行测试。

三、天然胶黏剂微生物控制策略

3.1 原料微生物控制

原料是微生物污染的首要关口。对于天然胶黏剂原料，建议采取以下控制措施：

1. 供应商审核与原料标准制定：建立严格的供应商审核制度，要求供应商提供原料的微生物检测报告。根据原料特性和加工工艺，制定差异化的微生物内控标准。

2. 原料预处理：根据原料特性采用适当的预处理技术：

• 热处理：蒸汽杀菌、干热杀菌等，适用于耐热原料

• 辐照处理：对于热敏感原料，可考虑钴-60辐照处理

• 化学处理：使用食品级杀菌剂（如过氧化氢、臭氧水等）处理

3. 原料储存条件优化：控制原料储存环境的温湿度，降低微生物生长风险。高水分活度的原料应在低温干燥条件下储存。

3.2 生产过程卫生控制

生产过程的卫生控制是防止微生物污染的关键环节：

1. 生产环境控制：根据产品特性设计适当的洁净级别生产环境。对于高水分活度、营养丰富的天然胶黏剂，建议在洁净车间（至少D级）生产。

2. 设备卫生设计：采用卫生级设计的生产设备，避免死角，便于清洁消毒。制定并严格执行设备清洗消毒程序。

3. 工艺参数优化：通过工艺参数控制抑制微生物生长：

• 适当提高加工温度（在保证产品性能前提下）

• 控制产品水分活度（Aw）≤0.6可有效抑制大多数微生物生长

• 调整pH值至不利于微生物生长的范围（通常pH<4.5或>9.0）

4. 人员卫生管理：严格执行人员卫生规程，包括工作服、洗手消毒、健康检查等。

3.3 防腐体系建立

对于无法通过物理方法完全控制微生物的天然胶黏剂，可考虑建立食品级防腐体系：

1. 食品级防腐剂选择：选择GB 2760允许使用的防腐剂，如苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及类等。选择时应考虑：

• 与产品的相容性

• 抗菌谱系

• pH适用范围

• 热稳定性

2. 防腐剂复配技术：通过不同作用机制的防腐剂复配，实现协同增效，降低单一防腐剂用量。

3. 天然抗菌剂应用：考虑使用天然来源的抗菌成分，如nisin（乳酸链球菌素）、ε-聚赖氨酸、植物精油（百里香酚、香芹酚等）等。

4. 防腐剂小化原则：在确保防腐效果的前提下，尽可能降低防腐剂用量，符合GB 4806.15-2024“残留量不发挥技术功能”的要求。

3.4 终产品微生物监测与验证

建立完善的终产品微生物监测体系：

1. 抽样计划：根据产品风险等级和生产批量，制定科学合理的抽样计划

2. 检测方法：按照GB 4789系列标准进行检测，重点关注菌落总数、大肠菌群和特定致病菌

3. 趋势分析：定期对检测数据进行趋势分析，及时发现潜在问题

4. 货架期验证：通过加速试验和长期稳定性试验，验证产品在保质期内的微生物安全性

四、天然胶黏剂杂质控制策略

4.1 原料杂质控制

原料杂质控制是确保终产品安全的基础：

1. 原料来源控制：

• 优先选择污染风险低的原料产地

• 建立原料追溯体系，确保原料来源可追溯

• 对原料种植/养殖过程进行必要监控，避免环境污染

2. 原料检测与筛选：

• 重金属检测：每批原料进行重金属筛查，特别关注铅、镉、汞、砷等

• 农药残留检测：对植物来源原料进行多农药残留筛查

• 真菌毒素检测：对谷物等易受真菌污染的原料进行黄曲霉毒素等真菌毒素检测

• 其他污染物：根据原料特性，检测多环芳烃、二噁英等持久性有机污染物

3. 原料预处理技术：

• 清洗与净化：通过水洗、溶剂提取等方法去除表面污染物

• 吸附纯化：使用活性炭、硅藻土等吸附剂去除色素、异味和部分杂质

• 膜分离技术：利用超滤、纳滤等膜技术分离大分子有效成分与小分子杂质

4.2 加工过程杂质控制

加工过程是杂质控制的关键环节：

1. 加工助剂管理与替代：

• 建立允许使用清单：仅使用GB 4806.15-2024附录A允许使用的加工助剂

• 用量小化：在保证工艺效果的前提下，使用小必要量的加工助剂

• 绿色替代：积极寻找更安全的替代品，如用酶制剂替代化学改性剂

2. 工艺优化减少杂质生成：

• 温度控制：优化加工温度，避免高温导致的降解和有害物质生成

• 时间控制：缩短不必要的加工时间，减少副反应发生

• 惰性环境：对氧敏感的产品，考虑在氮气保护下加工

3. 纯化工艺应用：

• 精制技术：采用重结晶、色谱分离等精制技术提高产品纯度

• 脱除技术：使用脱色、脱臭、脱盐等技术去除特定杂质

4.3 终产品杂质检测与控制

1. 建立全面的检测体系：

• 常规检测项目：每批产品检测重金属、防腐剂残留、总迁移量等

• 定期检测项目：定期（如每季度或每半年）检测农药残留、真菌毒素等

• 风险导向检测：根据原料变化、工艺调整等，进行针对性的风险检测

2. 分析方法选择与验证：

• 选择灵敏度高、特异性好的分析方法

• 按照GB/T 27417等标准进行方法验证，并选择具备资质的检测机构进行确认

• 定期参加能力验证，确保检测结果准确可靠

3. 建立科学的验收标准：

• 基于风险评估，制定合理的杂质限量内控标准

• 标准应严于法规要求，建立安全边际

• 根据技术发展和风险评估更新，动态调整内控标准

五、GB 4806.15-2024实施后的合规建议

5.1 标准转换期工作重点

GB 4806.15-2024标准发布后，企业应在过渡期内完成以下工作：

1. 标准学习与差距分析：组织技术、质量、生产等部门系统学习新标准，对照现有产品和工艺进行差距分析

2. 配方与工艺审查：审查所有天然胶黏剂配方，确保所有成分均符合新标准要求；审查生产工艺，确保能够满足新标准的卫生和质量要求

3. 检测能力建设：根据新标准要求，完善检测设备和人员能力，特别是迁移试验和特定物质检测能力

4. 文件体系更新：更新质量手册、程序文件、作业指导书等技术文件，确保与标准要求一致

5.2 建立天然胶黏剂专项安全管理体系

建议针对天然胶黏剂建立专项安全管理体系：

1. 原料专项管理：建立天然原料专项管理制度，包括供应商审核、原料检验、储存条件等特殊要求

2. 生产过程特殊控制点：识别天然胶黏剂生产过程中的特殊控制点，如灭菌工序、防腐剂添加点、纯化工序等，实施强化控制

3. 产品分类管理：根据天然胶黏剂的成分、水分活度、使用条件等，建立风险分级管理制度，实施差异化管控

4. 追溯与召回体系：建立完善的追溯体系，确保从原料到终产品的全程可追溯；制定针对性的召回预案

5.3 持续改进与技术创新

面对日益严格的法规要求和消费者期待，天然胶黏剂生产企业应致力于持续改进和技术创新：

1. 清洁标签趋势应对：开发无需或小化使用防腐剂、加工助剂的新技术，如高压处理、脉冲电场、低温等离子体等非热杀菌技术

2. 杂质控制技术创新：研发新型纯化技术，如分子印迹技术、超临界流体萃取等，提高产品纯度

3. 绿色工艺开发：开发更环保、更安全的生产工艺，减少废物产生和能源消耗

4. 行业协作与标准参与：积极参与行业协会和标准制定活动，推动行业技术进步和标准完善

六、天然胶黏剂的未来发展方向

GB 4806.15-2024的实施为食品接触材料及制品用黏合剂，特别是天然胶黏剂的安全管理提供了明确的技术规范和监管依据。这一标准的发布不仅体现了“严谨的标准”要求，也反映了监管部门对天然材料安全性的科学认知——天然不等于安全，必须通过严格的控制措施确保其安全性。

对于天然胶黏剂生产企业而言，新标准既是挑战也是机遇。一方面，企业需要投入更多资源完善质量安全控制体系；另一方面，符合高标准的产品将获得市场认可，赢得消费者信任。

未来，天然胶黏剂的发展将呈现以下趋势：

1. 安全性优先：在追求天然、绿色的安全性始终是首要考虑因素

2. 过程精细化控制：从粗放式生产转向精细化、参数化、自动化的过程控制

3. 检测技术智能化：快速检测、在线监测、大数据分析等技术将广泛应用于质量安全控制

4. 全生命周期管理：从原料种植到终废弃，实施全生命周期的安全与环境管理