10 ЯКІСТЬ І БЕЗПЕКА ПАКУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І ТАРИ 10.1. Полімерна упаковка: якість і безпека


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 

Загрузка...

Гігієнічні властивості полімерних матеріалів оцінюють перед-усім їх здатністю виділяти в оточуюче середовище (воду, повітря, продукти, які контактують з ними) шкідливі хімічні речовини.

Відмінною ознакою побудови полімерів є наявність довгих ланцюгових молекул. Утворення макромолекул відбувається вна-слідок приєднання великої кількості мономерів один до одного. Кількість мономерів у макромолекулах досягає десятків тисяч і більше.

Утворення макромолекул відбувається під час реакції поліко-нденсації або полімеризації. Завдяки цьому їх поділяють на дві групи: поліконденсаційні (з виділенням низькомолекулярних продуктів) і полімеризаційні (без виділення низькомолекулярних побічних продуктів). Надходження в контактне середовище спо-лук, які входять у полімерні матеріали, визначається завершеніс-тю процесів полімеризації і поліконденсації.

Речовини, які беруть участь у реакціях, не завжди витрача-ються повністю, і тому полімер, як правило, містить певну кіль-кість залишкових мономерів.

Макромолекули полімерів хімічно та фізіологічно інертні, а небезпеку становлять неполімеризовані мономери, які можуть бути активними і біологічно-агресивними.

Хімічна безпека полімерів визначається токсичними власти-востями не тільки мономерів, але й іншими речовинами, які бе-руть участь у процесах синтезу: залишками каталізаторів, ініціа-торів полімеризації, розчинників тощо.

Можливість використання полімерного матеріалу в контакті з харчовими продуктами визначається в основному двома факто-рами: токсичність мігрованих у продукт речовин та їх концент-рацією в продукті. Вміст навіть біологічно нешкідливих речовин у продуктах харчування повинен бути чітко регламентований. Хоча такі речовини і не шкідливі для здоров’я, але підвищений вміст їх може призвести до зниження харчової цінності продук-тів. Деякі хімічні сполуки при попаданні у харчові продукти мо-жуть зв’язувати і переводити у нерозчинний стан вітаміни, підда-вати ізомеризації, окисленню та іншим перетворенням окремі компоненти їжі.

Безпека полімерних матеріалів буде гарантованою в таких ви-падках:

•          якщо вони хімічно інертні і не виділяють яких-небудь речо-вин в оточуюче середовище або в контакті з ними організми чи продукти;

•          якщо кількість виділених речовин дуже мала і не зумовлює негативну дію на живий організм навіть при довготривалому кон-такті; водночас повинна бути виключена можливість кумуляції цих речовин;

•          речовини, що виділяються і мігрують із полімерних матеріа-лів, є практично нетоксичними і не можуть шкідливо впливати на живий організм навіть при довготривалому контакті.

Полімерні матеріали, які контактують з харчовими продукта-ми, не повинні:

•          змінювати їх органолептичні властивості — ступінь прозо-рості, консистенцію, колір, смак, запах;

•          передавати в харчові продукти шкідливі або сторонні речо-вини, які входять до складу полімерних композицій;

•          виділяти в процесі довготривалої експлуатації, а також при нагріванні і контакті з миючими засобами речовини, здатні ди-фундувати в продукти і змінювати їх властивості;

•          вступати в хімічні реакції з харчовими продуктами, а також змінюватися під дією складових компонентів продовольчих то-варів.

За ступенем придатності до застосування у харчовій промис-ловості компоненти полімерних композицій можна умовно поді-лити на такі групи:

•          допущені органами Держнагляду для контакту з харчовими

продуктами або обмежено допущені для деяких видів харчових

продуктів. Як правило, це речовини які не володіють біологічною

активністю;

•          не допущені для безпосереднього контакту з харчовими продуктами внаслідок токсичності. До них відносяться речовини, присутність яких у полімерних матеріалах навіть при незначній розчинності забороняється;

•          не допущені для застосування у харчовій промисловості внаслідок відсутності або недостатньої кількості даних, необхід-них для їх гігієнічної оцінки.

Чисті полімери, як правило, фізіологічно нешкідливі. Вони практично нерозчинні у харчових продуктах і не переходять у них навіть при довготривалому контакті.

Пластифікатори багатьох марок, які вводять у полімер, з гігі-єнічної точки зору можуть бути небезпечними. Частка їх у полі-мерному матеріалі досить висока. Разом з тим вони хімічно не зв’язані з матеріалом і здатні мігрувати, часто захоплюючи за со-бою інші менш рухливі компоненти. Тому особливу увагу звер-тають на чистоту пластифікаторів. Характер міграції пластифіка-торів залежить від багатьох факторів: сумісності з полімером; розчинності у контактних середовищах; температури; тривалості контакту.

Пластифікатори полімерних матеріалів поділяються на три групи:

•          складні ефіри аліфатичних дикарбонових кислот (адітінової, фталевої, фосфорної, лимонної і гліколевої) та аліфатичних спир-тів;

•          полімерні пластифікатори;

•          епоксидовані природні гліцериди (епоксидована соєва олія).

Заборонені для застосування в харчовій промисловості майже

всі ефіри фосфорної кислоти, хлоровані парафіни, дифеніли тощо.

Стабілізатори, на відміну від пластифікаторів, входять до складу полімерних матеріалів у значно менших кількостях.

Критерії токсичності стабілізаторів полягають у наступному:

•          одноразове попадання навіть максимально можливої дози стабілізатора в організм людини не приводить до гострого отру-єння;

•          повторне проникнення малих доз цієї речовини в організм людини не проявляє токсичного ефекту;

•          щоденне введення малих доз стабілізатора протягом декіль-кох років не діє на організм людини;

•          одноразові контакти стабілізатора у чистому вигляді або йо-го розчинів не викликають подразнюючої дії на шкіру, слизові оболонки очей, дихальних шляхів;

•          багаторазові контакти зі шкірою і слизовими оболонками не

приводять до подразнення останніх, а також сенсибілізації (під-

вищеної чутливості до хімічних подразників).

При гігієнічному дослідженні стабілізаторів у складі полімер-них матеріалів необхідно враховувати не лише їх токсичність, але й залежно від будови — канцерогенність або мутагенність.

Здатність стабілізаторів до міграції у середовище значною мі-рою залежить також від інших добавок.

Не допускаються до контакту з харчовими продуктами сполу-ки свинцю, ртуті, барію, кадмію, стронцію, миш’яку, хрому, се-лену, літію і сурми.

Каталізатори на основі металорганічних сполук із солями важких металів є токсичними, внаслідок чого наявність їх у хар-чових сумішах недопустима.

Ініціаторами полімеризації служать речовини, здатні при на-гріванні розкладатися з утворенням вільних радикалів. До яких відносяться неорганічні й органічні пероксиди (перекис водню і бензоли), гідропероксиди, діазосполуки. При попаданні в орга-нізм ці сполуки можуть проявляти подразнюючу дію на слизові оболонки дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту, по-шкоджувати центральну нервову систему та інші зміни. Токсич-ними можуть стати і продукти розкладу пероксидів.

Органічні розчинники (нанесення друку, лакування) внаслідок недостатнього сушіння можуть залишатися у певній кількості (хлорорганічні й ароматичні сполуки). Це може викликати появу неприємного запаху у виробах і негативно вплинути на органо-лептичні властивості контактуючих харчових продуктів. Довго-тривале попадання в організм навіть малих кількостей органіч-них розчинників приводить до важких наслідків.

Барвники і пігменти вводять у полімерні матеріали для надан-ня їм товарного вигляду. Барвники використовують також для нанесення багатоколірного друку на полімерні плівки. Пігменти на відміну від барвників нерозчинні в полімерах і звичайних роз-чинниках.

Усі барвники залежно від ступеня токсичності і вивченості поділяють на 5 груп:

•          група А включає безпечні (дозволені) барвники;

•          група В об’єднує барвники з певними сумнівами;

•          у групу С ввійшли барвники, про безпеку яких немає доста-тніх доказів, але є дані, що свідчать про їх шкідливість;

•          до групи Д віднесені барвники, про які взагалі немає науко-вих даних;

• група Е включає небезпечні барвники, застосування яких недопустиме для забарвлення харчових продуктів.

У нашій країні допускається до застосування в харчовій про-мисловості обмежена кількість синтетичних барвників. Загальна ж тенденція використання харчових барвників полягає у заміні си-нтетичних природними. Не допускаються для контакту з харчо-вими продуктами пігменти оранжевий 2Ж, червоний, голубий, лак рубіновий та інші. Із неорганічних сполук у якості пігментів за кордоном використовують двоокис титану, окис заліза, сажу.

Антимікробні препарати. Об’єктом дії мікроорганізмів мо-жуть бути не лише продукти харчування, але й полімерні матері-али. Дії бактерій і грибків піддається не сам полімер, а різні ін-гредієнти композицій (пластифікатори, стабілізатори, наповню-вачі тощо). Це призводить до того, що змінюється маса, колір, фі-зико-хімічні і фізико-механічні властивості полімерного матеріа-лу. Із пластифікаторів найбільш стійкими до дії мікроорганізмів є фосфати і фталати, із стабілізаторів — в основному епоксисполуки.

Для запобігання проростання мікроорганізмів на внутрішню поверхню пакувальних матеріалів наносять бактерицидні по-криття або вводять антисептики до складу полімерних компози-цій. З цією метою можна використовувати сорбінову, пропіонову, саліцилову кислоти, їх солі та ефіри. При цьому, крім основної дії — активно пригнічувати розвиток мікрофлори, антимікробні препарати не повинні володіти токсичними і канцерогенними властивостями, змінювати органолептичні властивості й біологіч-ну цінність харчових продуктів.

Частина консервантів негативно впливає на здоров’я людини. Тому органи Держнагляду обмежують їх застосування. Прикла-дами можуть служити саліцилова і пропіонова кислоти. Бензойна кислота та її солі допущені з певними обмеженнями. Практично нешкідлива сорбінова кислота. Вона проявляє селективну дію на мікрофлору, активно пригнічує розвиток дріжджів і пліснявих грибків, але не затримує росту молочнокислих бактерій.

Для надання певних властивостей у полімерні матеріали включають наповнювачі, затверджувачі, пластифікатори, стабілі-затори та інші допоміжні речовини. Вони, як і інші добавки, мо-жуть переходити (мігрувати) з нього в контактуюче з матеріалом або виробом середовище.

Таким чином, шкідливим у пакувальних матеріалів і виробів — є ймовірне забруднення харчових продуктів небажаними хімічни-ми речовинами, здатними переходити із упаковки у контактуючі з нею продукти і має несприятливу дію на організм людини.

За ступенем цієї дії хімічні речовини поділяють на чотири класи безпеки: 1 клас — речовини надзвичайно небезпечні; 2 клас — високонебезпечні; 3 клас — помірнонебезпечні; 4 клас

—        малонебезпечні.

Сировина повинна гарантувати необхідну чистоту полімерно-

го матеріалу за вмістом залишкових мономерів, доповнюючих

речовин, що беруть участь у процесах синтезу пройшли гігієніч-

ну оцінку, включаючи токсикологічні дослідження. Дозволені

марки полімерної сировини — це узгоджені службами охорони

здоров’я рецептури стабілізації.

У полімерну сировину для виготовлення виробів, що контак-тують із харчовими продуктами, допускається введення речовин

—        добавок (стабілізаторів, антиоксидантів, пластифікаторів, на-

повнювачів тощо), які відносяться лише до четвертого або до

третього класів безпеки, тобто нетоксичні речовини.

Також ураховують зміни, які можуть відбуватися при переро-бці полімерних матеріалів, унаслідок дії на них високої темпера-тури, кисню повітря, тиску тощо.

При несприятливих умовах переробки (занадто висока темпе-ратура тощо) можливе утворення у полімерах продуктів термо-окислювальної деструкції, здатних переходити у контактуючий харчовий продукт, що погіршує дію на гігієнічні показники ви-робу. Тому обов’язково проводять тестування готових пакуваль-них матеріалів і виробів за гігієнічними показниками.

Спочатку проводять органолептичну оцінку матеріалів і виро-бів. Вони не повинні змінювати органолептичні властивості хар-чових продуктів (запах, смак, колір). У випадку їх змін матеріал (виріб) стає непридатним для використання за призначенням без наступних досліджень.

При позитивній органолептичній оцінці проводять санітарно-хімічні дослідження. Вони здійснюються у встановленому порядку акредитованими органами і організаціями державної санітарно-епідеміологічної служби та іншими акредитованими організаціями і передбачають визначення рівня міграції хімічних речовин, які виді-ляються із матеріалів і виробів при заданих умовах експлуатації.

Внаслідок санітарно-хімічних досліджень дуже важливо вста-новити можливість виділення дослідженим полімером речовин, які використані для синтезу або утворилися під час переробки та експлуатації виробів, якісну і кількісну характеристику виділе-них компонентів, характер міграції хімічних речовин із полімеру у контактуюче середовище залежно від тривалості використання та ряду інших факторів.

Санітарно-хімічні дослідження проводяться на модельних се-редовищах (дистильованій воді, слабокислих розчинах кислот та інших розчинів і середовищ), що імітують властивості харчових продуктів (табл. 10.1).

Таблиця 10.1

МОДЕЛЬНІ СЕРЕДОВИЩА,

ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ

ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ ІЗ НИХ

 

Найменування продуктів, для контакту з якими призначені вироби     Модельні розчини, які імітують харчові продукти

М’ясо, риба свіжі      Дистильована вода, 0,3 %-й розчин лимонної кислоти

М’ясо і риба солені і копчені           Дистильована вода, 5 %-й розчин ку-хонної солі

Молоко і молочнокислі продукти, молочні консерви      Дистильована вода, 0,3 %-й розчин молочної кислоти, 3 %-й розчин молоч-ної кислоти

Ковбаси варені, консерви: м’ясні, рибні, овочеві, овочеві мариновані і квашені, томат-паста та ін.            Дистильована вода, 2 %-й розчин оц-тової кислоти, що містить 2 % кухон-ної солі, нерафінована соняшникова олія

Фрукти, ягоди, фруктоовочеві со-ки, консерви фруктово-ягідні, без-алкогольні напої, пиво Дистильована вода, 2 %-й розчин ли-монної кислоти

Алкогольні напої, вина        Дистильована вода, 20 %-й розчин етилового спирту; 2 %-й розчин ли-монної кислоти

Горілка, коньяки       Дистильована вода, 40 %-й розчин етилового спирту

Спирт харчовий, лікери, ром          Дистильована вода, 96 %-й розчин етилового спирту

Готові страви і гарячі напої (чай, кава, молоко тощо)      Дистильована вода; 2 %-й розчин оц-тової кислоти

Під час проведення санітарно-хімічних досліджень обов’язково використовують усі модельні середовища, що іміту-ють властивості певного асортименту контактуючих харчових продуктів, відтворюють реальні умови експлуатації матеріалів і виробів або максимальне до них наближення (температуру, три-валість та інші вагомі фактори) і застосовують методи і методики вимірювань, затверджені МОЗ України.

Оцінка кількісного переходу речовин-мігрантів здійснюється за гігієнічними нормативами (ДКМ — допустима кількість міг-рації, ГДК — гранично допустимі концентрації, ОБРД — орієн-товно безпечні рівні дії) — граничним значенням, установленим для хімічних речовин, які при періодичній дії і протягом усього життя людини не чинять на неї шкідливої дії, включаючи відда-лені наслідки (ГН 2.3.3.972-00 «Гранично допустимі кількості хі-мічних речовин, які виділяються із матеріалів, які контактують з харчовими продуктами») (табл. 10.2).

Таблиця 10.2

ГДК ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН, ЯКІ ВИДІЛЯЮТЬСЯ ІЗ МАТЕРІАЛІВ, ЩО КОНТАКТУЮТЬ З ХАРЧОВИМИ ПРОДУКТАМИ

 

Речовини       ДКМ, мг/л      ГДК у питній воді, мг/л       Середньодо-бова ГДК, мг/м3         ОБРД, атмо-сферного по-вітря мг/ м3

а-Метилстирол         —        0,100   0,040   —

Акрилонітрил            0,020   —        0,030   —

Ацетальдегід  —        0,200   0,010   —

Ацетон           0,100   —        0,350   —

Ацетофенон   —        0,100   0,003   —

Бензальдегід  —        0,003   0,040   —

Бензол            —        0,010   0,100   —

Бутадієн         —        0,050   1,000   —

Бутилакрилат            —        0,010   0,0075 —

Бутилацетат   —        0,100   0,100   —

Вініл хлористий        0,010   —        0,010   —

Вінілацетат    —        0,200   0,150   —

Гексаметилендіамін  0,010   —        0,0001 —

Гексан            0,100   —        —        —

Гексен            —        —        0,085   —

Гептан            0,100   —        —        —

Гептен            —        —        0,065   —

Дідодецилфталат      2,000   —        —        0,100

Діізододецилфталат  2,000   —        —        0,030

Продовження табл. 10.2

 

Речовини       ДКМ, мг/л      ГДК у питній воді, мг/л       Середньодо-бова ГДК, мг/м3         ОБРД, атмо-сферного по-вітря мг/ м3

Диметилтерефталат  —        1,500   —        —

Діоктилфталат           2,000   —        —        0,020

Дифінілолпропан      0,010   —        —        0,040

Дихлорбензол           —        0,002   —        0,030

Е-капролактам          0,500   —        0,060   —

Ксилоли (суміш ізомерів)     —        0,050   0,200   —

Кумол (ізопропілбензол)      —        0,100   0,014   —

Метилакрилат           —        0,020   0,010   —

Метилацетат —        0,100   0,070   —

Метиленхлорид   (дихлор-метан)   —        7,500   —        —

Метилметакрилат     0,250   —        0,010   —

Спирти: Метиловий 0,200   —        0,500   —

Пропіловий   0,100   —        0,300   —

Ізопропіловий           0,100   —        0,600   —

Бутиловий     0,500   —        0,100   —

Ізобутиловий 0,500   —        0,100   —

Стирол           0,010   —        0,002   —

Толуол            —        0,500   0,600   —

Фенол 0,050   —        0,003   —

Формальдегід            0,100               0,003   —

Фтор-іон (сумарно)  0,500   —                   

Хлорбензол   —        0,020   0,100   —

Епіхлоргідрин            0,100   —        0,200   —

Етилацетат    0,100   —        0,100   —

Етилбензол    —        0,010   0,020   —

Етиленгліколь           —        1,000   —        1,000

Закінчення табл. 10.2

 

Речовини       ДКМ, мг/л      ГДК у питній воді, мг/л       Середньодо-бова ГДК, мг/м3         ОБРД, атмо-сферного по-вітря мг/ м3

Алюміній (Al)            0,500   —        —        —

Барій (Ba)       0,100   —        —        —

Берилій (Be)   0,002   —        —        —

Бор (B)           0,500   —        —        —

Залізо (Fe)      0,300   —        —        —

Кадмій (Cad)  0,001   —        —        —

Кобальт (Со) 0,100   —        —        —

Кремній (Si)   —        10,000 —        —

Марганець (Mn)        0,100   —        —        —

Мідь (Cu)        1,000   —        —        —

Миш’як (As)   0,050   —        —        —

Олово —        2,000   —        —

Свинець (Pl)  0,030   —        —        —

Титан (T)        0,100   —        —        —

Хром (Сr)       0,100   —        —        —

Цинк (Zn)       1,000   —        —        —

Санітарно-епідеміологічна експертиза встановлює відповід-ність або невідповідність тестованої продукції державним гігіє-нічним нормативам.

Матеріали і вироби визнані гігієнічно безпечними, якщо при за-даних умовах їх застосування вони не виділяють шкідливих хіміч-них речовин у кількостях, що перевищують встановлені гігієнічні нормативи, і не є шкідливими забруднювачами харчових продуктів. За результатами проведених санітарно-хімічних досліджень вида-ється санітарно-епідеміологічний висновок на продукцію, в якому обов’язково має бути вказано, з якими харчовими продуктами (су-хими, водо-, жировмісними) може контактувати даний матеріал (виріб) і при яких температурно-тривалих режимах.

Відомості про матеріали, вироби, які пройшли гігієнічну оцін-ку і допущені для використання у контакті з харчовими продук-

тами, надходять у Реєстр санітарно-епідеміологічних висновків, публікуються у Переліку матеріалів, виробів, дозволених для кон-такту з харчовими продуктами і середовищами.

Вимоги до тари і упаковки продуктів дитячого харчування та-кі самі, як і до тари і упаковки, котрі застосовуються для всіх ха-рчових продуктів і вони обумовлені Гігієнічними нормами МОЗ 2.3.3.972-00 (ДКМ).

Вперше у вітчизняній і світовій практиці у згаданому документі диференційовано норми безпеки для полімерних пакувальних матеріалів, які контактують з продуктами дитячого харчування. За кордоном такої градації немає.

При оцінці матеріалів і виробів, призначених для упакування продуктів дитячого харчування, виготовлення товарів дитячого асортименту, міграція хімічних речовин, які відносяться до пер-шого і другого класів безпеки, не допускається.

Це означає заборону ряду полімерних матеріалів у контакті з продуктами дитячого харчування. Наприклад, недопустимо викори-стання виробів із полістиролу і співполімерів полістиролу, із яких може мігрувати в контактуючі продукти мономер стиролу, який відноситься до другого класу безпеки; полівінілхлориду, в якого ос-новний потенційно небезпечний елемент хлористий вініл, що відно-ситься до першого класу безпеки. Неузгодженим є застосування і полеолефінів, у тому числі поліетилентерефталату (ПЕТ).

У більшості пакувальних матеріалів індивідуально або як вну-трішній контактуючий з продукцією шар використовується полі-етилен.

Порушення технології виробництва, неправильна експлуата-ція, довготривале зберігання, опромінення, термічні навантажен-ня призводять до старіння цього полімеру і виділення продукту його окислення — формальдегіду. Це шкідлива речовина, силь-ний алерген, відноситься до другого класу безпеки і не допуска-ється у матеріалах для дитячого харчування. Тому в документації (ТУ, ТІ) на виробництво і використання конкретних видів паку-вальних матеріалів слід жорстко регламентувати температурно-тривалі режими переробки, умови і строки зберігання для виклю-чення можливостей появи цієї шкідливої речовини.

Для використання у харчовій промисловості відповідного па-кувального матеріалу або упаковки необхідно отримати санітар-но-епідеміологічний висновок на її виробництво чи використання і сертифікат відповідності.

На кожний вид пакувальної продукції існує нормативна (стан-дарти) і технічна (ТУ) документація.

У документах обов’язково зазначається місце застосування матеріалу. Наприклад, стрічка поліпропіленова призначена для виготовлення споживчої тари і фасування в неї молочних, м’ясних, у тому числі і продуктів дитячого харчування. Якщо в документі немає слів «для дитячого харчування», для «молоч-них», «рибних» продуктів, то санітарно-епідеміологічний висно-вок не видається.

Це відноситься і до імпортних матеріалів та споживчої тари, при сертифікації яких на території України вимагаються відпові-дні сертифікати країн-виробників, які підтверджують, що даний матеріал дозволений для упаковки конкретної харчової продукції в тих країнах.