应对新规，聚焦前沿：GB 4806.13-2023下含纳米材料食品接触制品的安全评估特殊路径探析

应对新规，聚焦前沿：GB 4806.13-2023下含纳米材料食品接触制品的安全评估特殊路径探析

摘要： 随着中国《食品安全国家标准 食品接触用复合材料及制品》（GB 4806.13-2023）的正式发布与实施，食品接触材料行业的技术规范与安全要求进入了一个更加精准、严格的新阶段。其中，对于有意添加以纳米尺度（通常指至少一维尺寸在100纳米以下）存在的物质（如纳米SiO₂、纳米Ag等）以赋予材料抗菌、增强、阻隔等功能的复合材料及制品，新标准明确提出了区别于传统材料的安全评估要求。本文旨在深度解读新标准相关条款，并系统阐述针对此类含纳米材料复合制品的特殊安全评估路径。核心在于，企业必须提供纳米颗粒是否向食品中迁移的科学证据，这依赖于先进的检测技术（如单颗粒电感耦合等离子体质谱法，sp-ICP-MS）与全面的毒理学关注评估。本文将围绕迁移研究、方法学挑战、毒性评估及合规策略展开，为相关企业的研发与合规工作提供专业参考。

一、 引言：新标准下的新挑战——纳米材料的双重性

食品接触用复合材料因其可整合多种材料的性能优势，在现代食品包装与加工中应用日益广泛。为进一步提升材料的机械强度、阻隔性（如对氧气、水蒸气）或赋予其新的功能（如抗菌、抗氧化），添加纳米级功能材料已成为重要的技术手段。纳米二氧化硅（SiO₂）常用于提高复合材料的力学性能和阻隔性能；纳米银（Ag）则以其广谱、高效的抗菌特性被应用于活性包装中。

然而，材料的“纳米化”在带来性能飞跃的同时，也引发了独特的安全关注。由于尺寸微小、比表面积巨大，纳米颗粒可能表现出与其常规尺度化学物质不同的物理化学性质、生物活性和毒理学行为。其潜在的迁移能力、在体内的分布、代谢途径以及与细胞相互作用的机制，都可能与传统物质迥异。因此，全球监管机构，包括欧洲食品安全局（EFSA）、美国食品药品监督管理局（FDA）以及中国的国家卫生健康委员会，均已将纳米材料作为食品接触材料安全评估中一类需要特殊考量的物质。

GB 4806.13-2023作为中国在该领域的核心强制性标准，其制定充分借鉴了国际前沿的科学共识与监管经验。标准虽未在正文中长篇累牍地详述纳米材料评估的所有细节，但在其关键条款（如对“新材料”、“新工艺”的安全评估要求，以及总迁移、特定迁移限值背后所蕴含的风险评估逻辑）中，已为纳米材料的安全管控埋下了伏笔。更重要的是，在针对使用了未收录于GB 9685允许使用物质清单中物质的制品进行评估时，纳米形态物质的特殊性必须被重点审查。这实质上为企业划定了一条 “特殊安全评估路径”。

二、 GB 4806.13-2023的框架性要求与纳米材料的定位

首先，需在GB 4806.13-2023的整体框架下理解对纳米材料的要求。该标准规定了食品接触用复合材料及制品的基本要求、技术要求、迁移试验方法、检验规则等。

1. 合规性基础： 所有使用的物质必须符合GB 9685《食品接触材料及制品用添加剂使用标准》及相关公告的规定。如果所使用的纳米形态物质未被明确列入许可清单，或其使用条件（如粒度、形态）与清单规定不符，则必须按照“新物质”或“新用途”启动全面的安全评估。

2. 迁移测试的通用要求： 标准规定了总迁移量和特定迁移量的限量及测试方法。对于纳米材料而言，传统的迁移测试（基于质量浓度的分析）可能不足以完全捕捉风险。因为纳米颗粒的风险不仅与其溶解态离子的浓度有关，更与颗粒本身的物理形态、数量浓度、尺寸分布等密切相关。

3. 安全评估的延伸： 标准隐含了“安全是终目标”的原则。当有科学证据或合理怀疑表明，仅依靠传统迁移测试无法充分评估材料的安全性时（例如，怀疑有纳米颗粒迁移），必须进行更进一步的研究。这正是标准与EFSA、FDA指南精神接轨之处：对于纳米材料，迁移研究不能止步于“有无”，必须深入到“形态、数量与尺寸”。

因此，技术负责人的核心任务转变为：如何设计并执行一套科学的方案，以证明所添加的纳米材料在预期使用条件下，不会以具有潜在风险的纳米颗粒形式迁移到食品中，或即使发生迁移，其迁移水平也在安全范围之内。

三、 特殊安全评估路径的核心一：纳米颗粒迁移证据的获取

这是整个评估路径中关键、技术挑战大的环节。目标不仅仅是检测“硅元素”或“银元素”的迁移总量，更是要辨别这些元素是以溶解的离子、聚集体/团聚体形式，还是以具有纳米尺度的初级颗粒形式发生迁移。

1. 科学问题：为何要关注“颗粒迁移”？
纳米颗粒可能通过消化道摄取进入人体，其小尺寸效应和表面效应可能导致它们穿越生物屏障（如肠粘膜），进入血液循环并分布到器官，甚至与细胞器发生相互作用，引发氧化应激、炎症等反应。而溶解的离子（如Ag⁺）的毒理学机制通常不同，且已有相对成熟的毒理学数据和安全限值。因此，区分迁移形态是风险评估的第一步。

2. 核心检测技术：单颗粒ICP-MS
目前，国际公认的有力工具之一是单颗粒模式电感耦合等离子体质谱法。

• 传统ICP-MS： 测量的是样品中目标元素的总质量浓度（µg/L级），无法区分信号是来自于成千上万个溶解的离子，还是少数几个高载信号的纳米颗粒。

• 单颗粒模式ICP-MS： 通过极高频率的采集（每秒数十万次），将每个通过等离子体的纳米颗粒产生的瞬时信号脉冲与溶解离子的连续背景信号区分开。通过分析脉冲的频率（与颗粒数量浓度相关）、脉冲的强度（与颗粒的质量或尺寸相关），可以计算出：

• 颗粒数量浓度： 单位体积中的颗粒数。

• 颗粒尺寸分布： 基于信号强度与颗粒质量的校准曲线。

• 溶解态与颗粒态的比例。

对于纳米SiO₂和纳米Ag，sp-ICP-MS技术已相对成熟，能够检测到低至10-20纳米尺寸的颗粒，灵敏度极高。

3. 迁移试验设计的关键考量：

• 食品模拟物选择： 严格按照GB 31604.1和GB 5009.156进行。需特别关注模拟物是否会影响纳米颗粒的稳定性（如促进团聚或溶解）。例如，酸性模拟物可能促使纳米Ag溶解为Ag⁺，而含氯离子的模拟物可能导致AgCl沉淀。

• 迁移条件： 涵盖严苛的预期使用条件（温度、时间）。还需考虑可能加速颗粒释放的“挑战性测试”（如机械磨损、微波加热等），以评估极端情况下的风险。

• 样品前处理： 必须尽可能保持迁移液中纳米颗粒的原始状态，避免在过滤、稀释等步骤中引入人为的团聚或损失。方法需要经过严谨的验证。

4. 方法学现状与挑战：
正如您所指出，目前中国尚未颁布针对食品接触材料中纳米颗粒迁移检测的专用国家标准方法。这给企业的合规带来了挑战，但也提供了构建内部严谨科学证据的窗口。

• 参考指南： 必须系统参考国际机构发布的指南文件，如：

• EFSA的《纳米技术在食品和饲料链中应用的风险评估指南》 及其关于纳米材料在食品接触材料中应用的系列科学意见。

• FDA的《纳米技术产品指南》 以及关于食品安全评估的行业指南。

• 经济合作与发展组织（OECD） 关于纳米材料测试与表征的相关文件。

• 方法建立与验证： 企业或合作实验室需基于sp-ICP-MS等技术，建立并充分验证其内部方法。验证参数应包括：检出限（尺寸检出限和数量浓度检出限）、尺寸测量准确性与精密度、回收率、抗基质干扰能力等。完整的方法学验证报告是提交安全评估资料的重要组成部分。

四、 特殊安全评估路径的核心二：潜在细胞毒性与毒理学评估

即使检测到纳米颗粒的迁移，也并非意味着自动判定为不安全。下一步是评估其潜在风险，这需要结合毒理学数据。

1. 毒性关注起点：
毒理学评估的起点是估计的人体暴露剂量。这需要根据迁移试验测得的颗粒数量浓度、尺寸分布，结合食品消费因子、包装接触面积等因素，构建一个合理的膳食暴露模型，估算消费者每日可能摄入的纳米颗粒数量或质量。

2. 体外细胞毒性筛查：
在缺乏充分体内毒理学数据的情况下，体外细胞毒性测试是评估纳米颗粒潜在生物活性的重要工具。常用的模型包括人胃肠上皮细胞（如Caco-2细胞）、肝细胞等。

• 测试终点： 不仅包括经典的细胞活力（如MTT、CCK-8法），还应考虑纳米颗粒可能引发的特殊效应，如活性氧（ROS）生成、炎症因子释放、细胞膜完整性、细胞摄取行为等。

• 剂量设置： 测试剂量应覆盖并远高于预测的暴露水平，以建立剂量-反应关系，并确定无观察效应水平（NOAEL）。

• 相关性分析： 需谨慎解释体外数据。将体外细胞毒性结果与人体暴露水平进行大规模差距分析，是判断风险高低的关键。通常，体外测试浓度远高于实际暴露浓度几个数量级，若在此情况下仍无明显毒性，则能提供较强的安全信心。

3. 综合性风险评估：
整合迁移数据和毒理学数据，进行定性的或半定量的风险评估。核心问题是：在可预见的、坏情况下的暴露水平下，迁移出的纳米颗粒是否会引起不良健康效应？
如果迁移研究表明，在严苛的测试条件下，纳米颗粒的迁移也低于灵敏方法的检出限，且从材料学角度（纳米颗粒被牢固包埋于聚合物基体中）也能合理论证其不可迁移性，那么可以得出“无迁移即无暴露，无暴露即无风险”的结论。这是理想的情况。如果检测到迁移，则必须依靠充分的毒理学数据来证明暴露水平在安全边际之内。

五、 构建符合GB 4806.13-2023的合规策略与研发建议

作为技术负责人，应前瞻性地将纳米材料的安全评估融入产品研发与合规的全生命周期。

1. 研发阶段的“安全源于设计”：

• 材料选择： 优先考虑已被国际机构评估过、或有较多公开安全数据的纳米材料。

• 结构设计： 通过复合工艺（如多层共挤、表面涂层隔离），将纳米材料置于不与食品直接接触的功能层中，或通过化学键合等方式将其牢固固定在聚合物基体中，从根本上降低迁移可能性。

• 性能与安全的平衡： 在达到所需功能的前提下，探索纳米材料的低有效添加量。

2. 系统性证据包的制备：
为应对监管问询或为新物质申报做准备，应系统性地准备以下技术档案：

• 纳米材料的全面表征报告： 包括初级粒径、尺寸分布、形貌（电镜照片）、比表面积、表面化学、结晶形态、团聚状态等。

• 迁移研究方案与报告： 详细描述试验条件、采用的分析方法（sp-ICP-MS的方法验证数据）、完整的结果（包括溶解态和颗粒态数据）与讨论。

• 毒理学评估报告： 包括暴露评估计算、相关的体外细胞毒性数据、文献综述（特别是关于该纳米材料经口暴露的安全性研究）。

• 总体安全论证： 综合所有证据，给出明确的安全结论。

3. 产业链协同与专业合作：
纳米材料的安全评估涉及高分子材料科学、分析化学、毒理学等多个交叉学科。建议企业与上游纳米材料供应商深度合作，获取详尽的材料特性数据；同时，与具备sp-ICP-MS等分析能力和食品毒理学评估经验的第三方检测机构或高校院所建立长期合作，共同攻克技术难题。

六、 结论与展望

GB 4806.13-2023的实施，标志着中国对食品接触材料的管理向着更科学、更精细化的方向迈进。对于含纳米材料的复合制品而言，它开启了一条明确的、要求更高的特殊安全评估路径。这条路径的核心支柱是：利用先进的颗粒分辨分析技术（如sp-ICP-MS）提供纳米颗粒迁移的直接证据，并辅以基于暴露评估的毒理学关注分析。

目前，虽然国标检测方法尚在建设中，但企业绝不能等待。主动参照EFSA、FDA等国际指南，构建严谨的内部研究体系，是当前实现合规与技术的必由之路。作为技术负责人，应深刻认识到，对纳米材料的安全投入，不仅是满足法规要求的成本，更是提升产品技术壁垒、赢得市场信任、履行企业社会责任的核心价值投资。未来，随着科学认知的深入和检测技术的普及，相关国家标准方法必将出台，而提前布局、拥有扎实科学数据的企业，将在新一轮行业洗牌中占据主动。