Presentazione standard di PowerPoint

LA BARRIERA FUNZIONALE (NON) ESISTE?
5° Congresso Scientifico Nazionale FOOD CONTACT EXPERT
Desenzano del Garda, 22 giugno 2016
Valter Rocchelli - IRCPack S.r.l.
Mara Baronciani – SEPACK-Lab S.r.l.
BARRIERA ASSOLUTA
Blocco completo della migrazione – vetro e alcuni metalli
Barriera Funzionale – Reg. 10/2011/CE
Considerando
(27)
Negli ultimi anni i materiali di materia plastica destinati a venire a contatto con i prodotti
alimentari sono sviluppati in modo da non essere composti da una sola materia plastica ma da
combinare fino a 15 strati diversi di materia plastica al fine di ottimizzare la funzionalità e la
protezione dei prodotti alimentari, riducendo allo stesso tempo i rifiuti di imballaggio. In questo
tipo di materiali o oggetti di materia plastica multistrato, gli strati possono essere separati dai
prodotti alimentari da una barriera funzionale. Si tratta di una barriera costituita da uno strato
all’interno dei materiali o degli oggetti destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari che
impedisce la migrazione di sostanze attraverso la barriera nei prodotti alimentari. Dietro la
barriera funzionale possono essere impiegate sostanze non autorizzate, purché rispondenti a
determinati di un determinato limite di rilevabilità. Se si considerano i prodotti alimentari per
lattanti e altre persone particolarmente sensibili nonché l’ampia tolleranza analitica delle analisi di
migrazione, è opportuno stabilire un limite massimo di 0,01 mg/kg nei prodotti alimentari per la
migrazione di sostanze non autorizzate attraverso la barriera funzionale. Sostanze mutagene,
cancerogene o tossiche per la riproduzione non devono essere utilizzate nei materiali o negli
oggetti di materia plastica destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari, tranne previa
autorizzazione; di conseguenza, il concetto di barriera funzionale non deve applicarsi a questo
tipo di sostanze. Le nuove tecnologie che producono sostanze in forme di dimensioni particellari
(ad esempio le nanoparticelle), le quali presentano proprietà chimiche e fisiche significativamente
diverse dalle forme di dimensioni maggiori, devono essere valutate caso per caso in riferimento ai
rischi, sino a che non si disponga di ulteriori informazioni in merito. Di conseguenza, il concetto
di barriera funzionale non deve applicarsi a tali nuove tecnologie.
Barriera Funzionale – Reg. 10/2011/CE
Considerando
(28)
Negli ultimi anni i materiali e gli oggetti destinati a venire a contatto con i
prodotti alimentari sono sviluppati in modo da combinare diversi materiali al
fine di ottimizzare la funzionalità e la protezione dei prodotti alimentari,
riducendo allo stesso tempo i rifiuti di imballaggio. In questi materiali e
oggetti multistrato multimateriali, i loro strati di materia plastica devono
rispettare gli stessi requisiti di composizione previsti per gli strati di materia
plastica non combinati ad altri materiali. Per gli strati di materia plastica dei
multistrato multimateriali che sono separati dai prodotti alimentari mediante
una barriera funzionale, si deve applicare il concetto di barriera funzionale.
Poiché altri materiali sono combinati agli strati di materia plastica e per tali
materiali non sono ancora state adottate misure specifiche a livello UE, non è
ancora possibile fissare requisiti applicabili ai materiali e agli oggetti
multistrato multimateriali finali. Di conseguenza, i limiti di migrazione
specifica e il limite di migrazione globale non si devono applicare, tranne che
per il cloruro di vinile monomero per il quale esiste già tale restrizione. In
assenza di misure specifiche a livello UE applicabili ai materiali o agli oggetti
multistrato multimateriali nel loro insieme, gli Stati membri possono
mantenere o adottare disposizioni nazionali relative a tali materiali o oggetti, a
condizione che siano conformi alle norme del trattato.
Barriera Funzionale – Reg. 10/2011/CE
Articolo 13
Materiali e oggetti di materia plastica multistrato
1. La composizione di ogni strato di materia plastica di un materiale o oggetto di materia plastica multistrato deve
essere conforme al presente regolamento.
2. In deroga al paragrafo 1, uno strato non a diretto contatto con il prodotto alimentare e separato da esso da una
barriera funzionale può:
non essere conforme alle restrizioni e specifiche di cui al presente regolamento, eccetto per il cloruro di vinile
monomero, come stabilito all’allegato I; e/o essere fabbricato con sostanze non figuranti nell’elenco dell’Unione o
nell’elenco provvisorio.
3. La migrazione delle sostanze di cui al paragrafo 2, lettera b),nel prodotto alimentare o simulante alimentare
non deve essere rilevabile ove misurata con certezza statistica mediante un metodo di analisi conforme
all’articolo 11 del regolamento (CE)n. 882/2004 che abbia un limite di rilevabilità di 0,01 mg/kg. Questo limite va
sempre espresso come concentrazione nei prodotti alimentari o simulanti alimentari. Si applica a un gruppo di
composti, se strutturalmente e tossicologicamente correlati, in particolare isomeri o composti con lo stesso
gruppo funzionale, e comprende gli eventuali trasferimenti per controstampa (set-off).
4. Le sostanze non figuranti nell’elenco dell’Unione o nell’elenco provvisorio di cui al paragrafo 2, lettera b), non
devono appartenere alle seguenti categorie:
a) sostanze classificate come «mutagene», «cancerogene» o «tossiche per la riproduzione» secondo i criteri indicati
ai punti 3.5, 3.6 e 3.7 dell’allegato I del regolamento (CE)n. 1272/2008 del Parlamento europeo e del Consiglio(1)
GU L 353 del 31.12.2008, pag. 1.;
b) sostanze in nanoforma.
5. Il materiale o oggetto finito di materia plastica multistrato deve essere conforme ai limiti di migrazione specifica di
cui all’articolo 11 e al limite di migrazione globale di cui all’articolo 12 del presente regolamento.
Barriera Funzionale – Reg. 10/2011/CE
Articolo 14
Materiali e oggetti multistrato multimateriali
1. La composizione di ogni strato di materia plastica in un materiale o oggetto multistrato multimateriale deve
essere conforme al presente regolamento.
2. In deroga al paragrafo 1, in un materiale o oggetto multistrato multimateriale, uno strato non a diretto contatto
con il prodotto alimentare e separato da esso da una barriera funzionale può essere fabbricato con sostanze non
figuranti nell’elenco dell’Unione o nell’elenco provvisorio.
3. Le sostanze non figuranti nell’elenco dell’Unione o nell’elenco provvisorio di cui al paragrafo 2 non
devono appartenere alle seguenti categorie:
a) sostanze classificate come «mutagene», «cancerogene» o «tossiche per la riproduzione» secondo i
criteri indicati ai punti 3.5, 3.6 e 3.7 dell’allegato I del regolamento (CE)n. 1272/2008;
b) sostanze in nanoforma.
4. In deroga al paragrafo 1, gli articoli 11 e 12 del presente regolamento non si applicano agli strati di materia plastica
dei materiali e degli oggetti multistrato multimateriali.
5. Gli strati di materia plastica in un materiale o oggetto multistrato multimateriale devono essere sempre conformi
alle restrizioni relative al cloruro di vinile monomero di cui all’allegato I del presente regolamento.
6. In un materiale o oggetto multistrato multimateriale, i limiti di migrazione specifica e globale per gli strati di
materia plastica e per il materiale o l’oggetto finale possono essere definiti dalla legislazione nazionale.
Barriera Funzionale – Reg. 10/2011/CE
Articolo 3
Definizioni
15) «barriera funzionale»: barriera costituita da uno o più strati di qualsiasi tipo
di materiale, in grado di garantire che il materiale o l’oggetto finito sia conforme
all’articolo 3 del regolamento (CE) n. 1935/2004 e alle disposizioni del presente
regolamento
QUINDI …
La «barriera funzionale» per il reg. 10/2011 è quella esercitata dallo strato di plastica a diretto
contatto con gli alimenti per impedire la migrazione di composti NON LISTATI ( e non CMR o
n.p.) in quantità superiore a 10 ppb e dei composti LISTATI in quantità superiori ai rispettivi LMS
ATTENZIONE PERÒ: fatto salvo il limite di 10 ppb e l’esclusione di composti CMR e delle
nanoparticelle, il concetto di b.f. del reg. 10/2011 NON soddisfa alcune esigenze del packaging per
alimenti.
Esempi:
1. Barriera richiesta dallo strato di plastica vergine nei confronti di uno strato di plastica riciclata a
monte (strutture ABA PET) – verifica migrazione con composti «marker»
2. Barriera richiesta dall’imballaggio primario nei confronti di composti provenienti
dall’imballaggio secondario o, comunque , da fonti esterne.
3. Barriera dello strato di retro di cartoni «centro-macero»
4. Barriera di contenitori di oggetti promozionali posti all’interno di confezione di alimenti o
alimenti stessi (uovo di pasqua).
COME SI DEFINISCE TALE BARRIERA?
…QUINDI
Negli esempi citati si richiede una barriera che «fermi» tutti i «migranti»,
anche quelli listati.
Non è una barriera assoluta ma una barriera che impedisce migrazioni al di
sopra di 10 ppb.
Può essere definita "barriera funzionale" ma con prestazioni più ampie di
quelle richieste dal Reg. 10/2011.
… Verifica caso per caso.
MISURA DELLA BARRIERA
Valutazione della barriera funzionale di uno strato di materiale nei confronti di composti
provenienti dagli strati a monte in cartoni centro macero, ma anche della barriera di un imballaggio
primario nei confronti di composti provenienti dall’esterno, imballaggio secondario compreso.
É stato messo a punto un protocollo per la verifica dell’effetto barriera applicabile alle esigenze
descritte nella diapositiva precedente .
Tale protocollo è basato sperimentalmente su 3 STEP:
STEP 1
individuazione dei
composti marker presenti nel
«donatore»
ed
eventuale
aggiunta
di
marker
se
necessario
Target: migrazione < 10 ppb
STEP 2
allestimento
test di migrazione con
simulante
STEP 3 determinazione
dei marker migrati nel
simulante
ESEMPIO 1 - BARRIERA DELLO STRATO DI RETRO IN MATERIALI MULTISTRATO - 1
OBIETTIVO
Verificare la barriera funzionale di strati barriera , destinati al contatto diretto con alimenti, in cartoni
multistrato nei confronti di composti organici provenienti da strati a monte del materiale (Oli Minerali).
Confronto tra cartone con e senza strato barriera .
STEP 1
Determinazione dei composti marker nel
cartone da utilizzare per la verifica della
barriera funzionale.
Metodo : estrazione con solvente del
cartone ed analisi in gascromatografia
spettrometria di massa. L’introduzione nel
solvente di uno standard interno permette
la valutazione semi-quantitativa dei
composti rilevati.
Nel caso specifico i marker presenti nel
cartone erano in quantità poco significative,
quindi sono stati aggiunti M.O. contenuti in
un ink off-set tradizionale.
Aggiunta marker mediante spalmatura ink
offset
«tradizionali»
contenenti
OLI
MINERALI in quantità nota.
Questi i composti “marker” aggiunti e determinati nel cartone:
Idrocarburi alifatici saturi lineari e ramificati da C14 a C25 (MOSH)
ESEMPIO 1 - BARRIERA DELLO STRATO DI RETRO IN MATERIALI MULTISTRATO - 2
STEP 2
La prova è condotta con un’apposita cella
di acciaio così approntata:
1 dm2 di cartone con aggiunta di marker 2 gr di ossido di polifenilene modificato
(MPPO o TENAX a contatto con lo strato
barriera ;
Condizione del test : 10 giorni a 40°C
Schema dell’allestimento della prova.
STEP 3
Ricerca dei composti marker migrati nel tenax : il Tenax proveniente dal contatto con il campione è
estratto con dietil etere secondo le modalità riportate nella norma EN 1186-13 B.
L’estratto in dietil etere è portato a secco in corrente di azoto per essere ripreso con un volume
noto di n-esano contenete uno standard interno (di propil ftalato).
L’analisi è condotta mediante gascromatografia/spettrometria di massa.
ESEMPIO 1 - BARRIERA DELLO STRATO DI RETRO IN MATERIALI MULTISTRATO - 3
Risultati marker aggiunti e migrati nel tenax posto a contatto con lo strato di retro del cartone
(con e senza barriera) 10 gg a 40°C
Idrocarburi alifatici
Contenuto totale nel cartone
µg/dm2
Idrocarburi alifatici
Migrazione in Tenax
µg/dm2
%
migrato
Cartone multistrato
con barriera siglato A
1.289 somma
< 5 somma
-
Cartone senza
barriera siglato B
1.289 somma
1.149 somma
89,1
Campione
Cartone multistrato centro macero barriera siglato “A”
Cartone multistrato centro macero senza barriera siglato “B”
CONCLUSIONI
Il protocollo applicato ha permesso di verificare che il cartone con barriera esplica barriera ai MOSH, mentre il
cartone senza barriera decisamente no.
ESEMPIO 2 - BARRIERA DELL’IMBALLAGGIO PRIMARIO NEI CONFRONTI DI COMPOSTI
PROVENIENTI DALL’IMBALLAGGIO SECONDARIO - 1
OBIETTIVO
Verificare la barriera funzionale di film plastici
(imballaggio primario) destinati al contatto diretto
con l’alimento, nei confronti di composti organici
provenienti dall’imballaggio secondario costituito da
cartone multistrato costituito da fibre di recupero,
stampato e verniciato. In particolare sono a
confronto film con diverse soluzioni tecnologiche
oltre al PP cast.
STEP 1
Determinazione dei composti marker nel cartone (imballaggio secondario) da utilizzare per la verifica
della barriera funzionale dei film.
Metodo : estrazione con solvente dell’astuccio in cartone ed analisi in gascromatografia spettrometria di
massa per la determinazione semi-quantitativa dei composti presenti.
ESEMPIO 2 - BARRIERA DELL’IMBALLAGGIO PRIMARIO NEI CONFRONTI DI COMPOSTI
PROVENIENTI DALL’IMBALLAGGIO SECONDARIO - 2
STEP 2
La prova è condotta con un’apposita cella di vetro:
Semicella inferiore :1 dm2 di cartone
Centro (tra le due semicelle) 1 dm2 di film
Semicella superiore : 2 gr di TENAX a contatto sul film;
Condizione del test : 10 giorni a 40°C.
Esiste uno spazio di testa fra il cartone ed il film che riproduce una confezione costituita da un imballaggio secondario
(cartone), un imballaggio primario (film) e la parte edibile simulata dal Tenax, che ha la funzione di “adsorbire” composti
organici eventualmente provenienti dal cartone e migrati attraverso il film. Il Tenax può adsorbire anche composti ceduti dal
film stesso.
Dispositivo cella per barriera
ESEMPIO 2 - BARRIERA DELL’IMBALLAGGIO PRIMARIO NEI CONFRONTI DI COMPOSTI
PROVENIENTI DALL’IMBALLAGGIO SECONDARIO - 3
STEP 3
Ricerca dei composti marker migrati nel
tenax : il Tenax proveniente dal contatto
con il campione è estratto con dietil etere
secondo le modalità riportate nella norma
EN 1186-13 B.
L’estratto in dietil etere è portato a secco in
corrente di azoto per essere ripreso con un
volume noto di n-esano contenete uno
standard interno (di propil ftalato).
L’analisi
è
condotta
mediante
gascromatografia/spettrometria di massa.
Composti “marker” determinati nel
cartone:
Benzofenone (marker aggiunto 550
µg/dm2); Idrocarburi paraffinici da 18 a 24
atomi di carbonio (163 µg/dm2); Di iso
butil ftalato (71 µg/dm2); Di 2-etilesil
ftalato (58 µg/dm2); Di iso propil naftaleni
(62 µg/dm2) .
ESEMPIO 2 - BARRIERA DELL’IMBALLAGGIO PRIMARIO NEI CONFRONTI DI COMPOSTI
PROVENIENTI DALL’IMBALLAGGIO SECONDARIO - 4
Risultati, esempio: benzofenone migrato nel Tenax attraverso i film
Campione
Benzofenone
Contenuto totale nel
cartone
µg/dm2
Benzofenone
Migrato nel
Tenax
µg/dm2
%
migrato
Film A
550
6,2
1,1
Film B
550
< 0,1
-
Film C
550
2,7
0,5
Film D
550
12
2,2
Film PP cast
550
254
45,8
Istogramma Benzofenone migrato nel Tenax
CONCLUSIONI
Il protocollo applicato ha permesso di dimostrare che:
• Il film PP cast standard NON esercita barriera funzionale nei confronti di alcuni composti “marker”, in particolare di
isopropil naftaleni , di isobutil ftalato e benzofenone.
• Il film campione 03 «Film B» esercita barriera funzionale nei confronti di tutti i composti “marker” presenti nell’astuccio e
del benzofenone mentre per gli altri film appare significativamente migliorato l’effetto barriera in confronto al PP cast.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Valter Rocchelli
@ [email protected]
+ 39 0385 287087
+ 39 348 6058488
IRCPack S.r.l. Via Europa, 6/A – 27041 Casanova Lonati (PV)
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