Упаковочные материалы, применяемые для продуктов питания и их влияние на здоровье человека

В этом контексте санитарно-гигиенические и токсикологические требования, предъявляемые к упаковочному материалу, являются наиважнейшими. Тестирование материалов должно проходить с обязательной оценкой биологической активности химических веществ, которые могут мигрировать в пищевые продукты. Одной из главных задач биологических исследований таких веществ является установление факта возможного отдаленного влияния на организм человека. И результаты этих исследований должны иметь решающее влияние на гигиеническую регламентацию материала упаковки для конкретного продукта. Каким же должен быть упаковочный материал с точки зрения гигиены?

Гигиенические требования, предъявляемые к полимерной упаковке контактирующей с пищевыми продуктами, определяются различными факторами.

· Токсичностью. В рецептуру полимерного упаковочного материала не должны входить вещества, обладающие высокой токсичностью.

· Кумулятивными свойствами и специфическим действием на организм человека (канцерогенным, мутагенным, аллергенным и др.)

· Химически инертным по отношению к продукту упаковочным материалом (он не должен изменять органолептических свойств продукта и выделять химических веществ в дозах, превышающих допустимые уровни). Санитарно-гигиенические исследования новых упаковочных материалов многоступенчаты.

Рассмотрим основные этапы.

Органолептическая оценка. Предварительную информацию о возможности использования упаковочного материала для контакта с пищевым продуктом можно получить достаточно быстро на основании его физико-химических свойств: растворимости в различных средах, летучести, запахе и цвете. Такая экспресс-оценка (органолептическая проба) позволяет по привкусу, запаху, внешнему виду, консистенции, однородности определить возможность нежелательного влияния упаковочного материала на пищевой продукт. Объектом органолептической оценки могут быть упаковочные полимерные и комбинированные материалы, а также сам пищевой продукт.

Чтобы обеспечить необходимую объективность такой оценки, используют научно разработанные нормы ее проведения, включающие метод закрытой дегустации, наличие необходимой квалификации у дегустаторов, их количественного состава, а также современные способы обработки результатов эксперимента. Результат органолептических исследований оценивается в «баллах» в соответствии с ГОСТами или ТУ на полимерный материал, рекомендуемый для упаковки пищевых продуктов.

Санитарно-химические исследования. Основную опасность при использовании полимерной упаковки, непосредственно контактирующей с пищевыми продуктами, представляют содержащиеся в ней низкомолекулярные соединения, которые могут выделяться в окружающую среду и мигрировать в упаковываемый продукт. Поэтому в комплексе гигиенических испытаний важное место занимают санитарно-химические исследования. Они позволяют оценить характер и количество химических веществ, выделяемых из самого полимерного композиционного материала в модельную среду или продукт. Объектами таких исследований являются также мономеры, катализаторы, инициаторы и ускорители полимеризации, и конечно, технологические добавки (стабилизаторы, пластификаторы, красители, наполнители и некоторые другие).

Санитарно-химические исследования проводят химико-аналитическими методами, оценивая интегральную (суммарную) и специфическую (индивидуальную) миграции посторонних веществ в пищевой продукт. Определяют их наличие в пищевом продукте чаще всего в искусственных средах, моделирующих природу продукта. Сами пищевые продукты мало пригодны для проведения подобных исследований, поскольку они являются сложной системой, в которой трудно или невозможно определить микроколичества отдельных химических соединений, входящих в его состав. Среды, используемые для санитарно-химических анализов, называются «модельными». В каждой стране для проведения таких испытаний разрабатываются и внедряются свои модельные среды, условия экстракции и соответствующая нормативная документация, поскольку пока не согласована Единая Международная Унифицированная методика проведения санитарно-химических исследований упаковочных материалов.

Критерием оценки качества исследований является предельно допустимая концентрация (ПДК - по старой НД в нашей стране) или предельно допустимая величина интегральной миграции вещества. Такие данные об упаковочном материале включаются в «Перечень материалов, изделий, оборудования, прошедших экспертизу в Научно-практическом центре гигиенической экспертизы Госкомсанэпиднадзора России и разрешенных для контакта с пищевыми продуктами и средами». Он выпускается Минздравом РФ в виде справочного издания.

Токсикологическая оценка на животных. Заключительным этапом гигиенических исследований упаковочных материалов, контактирующих с продуктами питания, являются токсикологические испытания. Они проводятся на животных (крысах, морских свинках, обезьянах) путем введения в их организм растворов мигрирующих веществ. Для оценки токсичности вещества используют два основных критерия в соответствии со шкалой токсичности:

· LD50 - доза, вызывающая летальный исход не менее чем у 50% подопытных животных при внутримышечном введении среды в течение определенного времени наблюдения, например 90 суток, измеряемая в граммах или миллиграммах на 1 кг массы животного (мг/кг);

· LC50 - аналогичный показатель, определяемый при введении в организм животного веществ в газообразном состоянии через дыхательные пути, который измеряется в весовых частях паров вещества на объемную единицу воздуха (мг/м3).

По результатам оценки этих показателей определяют коэффициент кумуляции - Ккум., под которым понимают отношение суммарной дозы, вызвавшей гибель 50% животных при многократном введении (ЛД50(м)), к дозе, вызвавшей гибель 50% животных при однократном воздействии яда ЛД50(1), то есть:

Ккум.= ЛД50(м)/ЛД50 (1)

В зависимости от получаемых значений данных показателей определяется степень токсичности вредных веществ и порог их миграции в продукт питания из упаковки. Исследования токсичности веществ, содержащихся в упаковочном материале или продукте питания, позволяют устанавливать основной критерий токсикологической оценки - допустимое количество миграции, или ДКМ. Эта величина представляет собой отношение максимально допустимой суточной дозы данного вещества - Дм (мг/кг) - при пересчете с животного на человека к количеству пищевых продуктов, потребляемых в среднем человеком в течение суток (обычно эта цифра составляет 2-3 кг) - V, то есть:

ДКМ = Дм/V (2)

Показатель ДКМ является гигиеническим нормативом для и должен гарантировать безопасность для здоровья людей при неограниченно продолжительном контакте с пищевыми продуктами упаковки, содержащей данное вещество. Критерий ДКМ позволяет учитывать не только токсичность и кумуляцию, но и другие воздействия на организм человека, такие как аллергенность, бластомогенность, мутагенность, тератогенность, эмбриотоксичность (см. авторскую справку на с. 48).

3.1 Виды опасностей

По характеру опасности патогенного воздействия на организм человека исходных, вспомогательных и других соединений с учетом их биологической активности и степени миграции из полимера, полимерные упаковочные материалы можно разделить на две основные группы.

· Допустимые. Использование этой группы материалов разрешается для изготовления полимерной упаковки. Химические соединения в таких материалах не изменяют органолептических показателей продуктов питания, находящихся в упаковке, что доказано многолетними исследованиями. К этой группе относится большинство соединений, используемых при получении полимеров - мономеры, пластификаторы, наполнители, стабилизаторы, красители и другие добавки, что контролируется величиной ДКМ.

· Недопустимые. Их использование не разрешается для получения полимерной упаковки. В группу недопустимых соединений входят те, ктоторые обладают высокой токсичностью или другими видами неблагоприятного воздействия на организм и представляющие значительную опасность в случае миграции в окружающую среду.

В качестве примера рассмотрим некоторые регламентации по наиболее токсичным мономерам и соединениям тяжелых металлов.

3.2 Высокотоксичные мономеры

Жесткие требования по физиологической безвредности предъявляются к полимерным упаковкам для жиросодержащих продуктов, которые обладают повышенной экстракционной способностью к низкомолекулярным соединениям. Для характеристики устойчивости упаковочных материалов к действию масел и жиров используют два основных показателя: жиростойкость и жиропроницаемость, чтобы оценить и правильно выбрать необходимый для упаковки данного продукта материал в соответствии с требованиями ГОСТа. Ассортимент жиростойких материалов не очень велик. К ним относятся ПВХ, ПС и их сополимеры (поливинилиденхлорид - ПВХД и ударопрочные пластики на основе ПС, акрилонитрила и других эластопластов, используемых в производстве полужесткой тары). В последнее время группу этих полимеров пополнили ПЭТ и некоторые другие более безвредные для организма и окружающей среды полимеры.

В последней четверти прошлого века остаточное содержание мономеров винилхлорида, акрилонитрила и стирола в полимерах было значительно снижено. Это произошло в результате изменения технологии их синтеза, переработки и более высокой очистки используемых мономеров и технологических добавок. Данные мономеры в то время были предметом пристального внимания со стороны здравоохранительных органов многих стран мира из-за предполагаемого канцерогенного воздействия винилхлорида и акрилонитрила на организм человека, а также высокой токсичности стирола. Проведенные исследования и принятые регламентации обеспечили безопасность применения подобных упаковок для пищевых продуктов, и позволили установить непригодность тары из акрилонитрильных сополимеров для фасования алкогольной продукции.

Полимеры для упаковки хлеба должны быть термоустойчивы, поскольку хлеб зачастую упаковывают еще теплым.

Вопросу о правильном выборе упаковочного материала для конкретного пищевого продукта должен предшествовать вопрос о правильном выборе полимерного сырья для изготовления упаковочного материала. Для изготовления материалов и изделий, предназначенных для использования в контакте с пищевыми продуктами, следует использовать только разрешенные для этих целей Минздравом России марки полимерного сырья. Разрешенное полимерное сырье - это сырье, прошедшее необходимую оценку, включая токсикологические исследования (токсикологические исследования новых видов полимерных материалов обязательны); разрешенные марки полимерного сырья - это согласованные службами здравоохранения рецептуры стабилизации.

Следует пояснить, что в полимерное сырье, предназначенное для изготовления изделий, контактирующих c пищевыми продуктами, допускается введение веществ - добавок (стабилизаторов, антиоксидантов, пластификаторов, наполнителей и др.), относящихся только к IV (вещества малоопасные) или III (вещества умеренно опасные) классам опасности по ГОСТ 12.1.007-76, то есть нетоксичным веществам.

Другим важным вопросом являются физико-химические свойства конкретного полимерного материала. Например, полиэтилен высокой плотности - материал не жиростойкий, поэтому изделия из него будут не пригодны для упаковки продуктов с высоким (более 30%) содержанием жира.

Использование разрешенного сырья гарантирует соблюдение требований, предъявляемых к готовым изделиям по санитарно-эпидемиологической безопасности, однако является условием необходимым, но не достаточным.

В процессе переработки полимерного сырья возможно, при неблагоприятных факторах (слишком высокой температуре переработки и др.), образование и накопление в готовом изделии продуктов термоокислительной деструкции, способных переходить в контактирующий пищевой продукт и оказывать негативное действие на гигиенические показатели изделия. Поэтому тестирование готовых упаковочных материалов и изделий по гигиеническим показателям обязательно.

Безусловно, любой полимерный материал и изделия из него способны выделять в окружающую среду (воду, воздух, пищевые продукты) вредные химические вещества-мигранты. Установлено, что нельзя осуществлять оперативный гигиенический контроль, проводя токсикологические испытания каждого нового изделия (такие исследования продолжительны во времени), это и не требуется при использовании разрешенного сырья. Актуальным вопросом гигиены полимеров является гигиеническая регламентация уровней выделения вредных веществ. Таким образом, отсев непригодных для использования в контакте с пищевыми продуктами полимерных изделий должен производиться и производится по результатам санитарно-химических исследований.

3.3 Санитарно-химическое исследование

Санитарно-химическое исследование - это процедура, проводимая в установленном порядке аккредитованными органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы и другими аккредитованными организациями, по определению уровня миграции химических веществ, выделяющихся из материалов и изделий при заданных условиях эксплуатации (продолжительности контакта, температурного и других факторов). Порядок проведения санитарно-химических исследований определяется документами Министерства здравоохранения РФ.

Санитарно-химическому исследованию предшествует органолептическая оценка материала, изделия. Они не должны изменять органолептических свойств пищевых продуктов (запаха, вкуса, цвета). В случае же их изменения, материал (изделие) признается непригодным для использования по назначению без дальнейших исследований.

Санитарно-химические исследования проводятся на модельных средах (дистиллированной воде, слабых растворах кислот и других растворах и средах), имитирующих свойства пищевых продуктов.

Обязательными условиями проведения санитарно-химических исследований являются:

· использование всех модельных сред, имитирующих свойства предполагаемого ассортимента контактирующих пищевых продуктов;

· воспроизведение реальных условий эксплуатации материалов и изделий, или максимальное к ним приближение (температурно-временных режимов и других значимых факторов);

· использование методов и методик измерений, утвержденных Министерством здравоохранения РФ.

Оценка количественного перехода веществ-мигрантов осуществляется по гигиеническим нормативам (ДКМ - допустимые количества миграции, ПДК - предельно допустимые концентрации, ОБУВ - ориентировочно безопасные уровни воздействия) - предельным значениям, установленным для химических веществ, которые при периодическом воздействии и на протяжении всей жизни человека не оказывают на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия (ГН 2.3.3.972-00 «Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами»). Гигиенические нормативы содержатся в специальных документах Минздрава России.

Таким образом, санитарно-эпидемиологическая экспертиза устанавливает соответствие или не соответствие тестируемой продукции государственным гигиеническим нормативам (ГОСТы и ОСТы и Технические условия таковыми не являются).

Материалы и изделия признаются гигиенически безопасными, если при заданных условиях их применения они не выделяют вредных химических веществ в количествах, превышающих установленные гигиенические нормативы, и не являются опасными загрязнителями пищевых продуктов.

Основные критерии экологичности упаковки - безопасность для человека при ее использовании, способность к загрязнению окружающей среды и возможность вторичной переработки. Бумажно-картонная, стеклянная и полимерная тара являются наиболее распространенными видами упаковки. И если первые два вида достаточно экологичны, то использование полимерной упаковки вызывает различные экологические проблемы. Возьмем, к примеру, материал, из которого изготавливаются коррексы. Пленка ПВХ безвредна для пищевых продуктов, но при ее сжигании выделяется хлор, а также смертельный яд - диоксин.

Отказ от сжигания тоже не решает проблемы, так как она разлагается с выделением яда в почву. Известно, что в Германии запрещено использование ПВХ для изготовления упаковки, ввиду невозможности его утилизации без нанесения вреда окружающей среде. Существуют ограничения и на применение полистирола для пищевой упаковки. Даже при кратковременном хранении продуктов в полистирольной упаковке (в частности шоколадных конфет в коррексах) начинается процесс эмиссии стирола: шоколад активно, особенно при повышенной температуре, впитывает стирол, являющийся вредным для здоровья человека.

Поэтому применение таких полимерных пленок, как ПВХ и полистирол для изготовления пищевой упаковки ограничивается требованиями Законодательств ряда стран Европы. Что касается более дорогостоящего ПЭТФ, получаемого поликонденсацией терефталевой кислоты или ее диметилового эфира с этиленгликолем, то он в меньшей степени наносит вред окружающей среде при разложении, однако не является совершенно безопасным.

Упаковка из растительных полимеров безвредна для человека, быстро разлагается в природе и не загрязняет окружающую среду, легко перерабатывается в виде макулатуры. Есть еще один аргумент в пользу использования такой упаковки - в отличие от пористой бумажной тары продукт в коррексе "задыхается" и быстрее портится.

Европейцы не пьют из пластиковых бутылок. Только из алюминиевых и стеклянных, потому что они серьезно относятся к своему здоровью. А между тем, из вредного для здоровья ПВХ делают упаковки для пищевых продуктов! Добросовестные изготовители на донышке бутылки ставят маркировку, указывающую, из какого пластика она сделана. Если вы увидите треугольник, внутри которого изображена тройка (03) в окружении стрелок или написано PVC или Vinyl, значит, бутылка из ПВХ. Она имеет синеватый или голубой цвет. 

Вредную емкость можно распознать и по наплыву на донышке. Он бывает в виде линии или копья о двух концах. Но самый верный способ - нажать на бутылку ногтем. Если емкость опасная, то на ней образуется белесый шрам. Бутылка из безопасного полимера остается гладкой. 

Через неделю, как залито содержимое, емкость из ПВХ начинает выделять вредное вещество - винилхлорид, который вызывает рак. Через месяц в содержимом скапливается несколько миллиграммов винилхлорида.  

В пластик, из которого изготавливают одноразовую посуду, для прочности добавляют стабилизаторы - полистирол и полипропилен. 

Полистироловая посуда (PS) (хрустит и легко ломается) к холодным блюдам равнодушна. Часто используются в летних кафе под шашлык и алкоголь. И клиент, вместе с горячим мясом и с кетчупом и «запивоном» получает еще и дозу токсинов, которые накапливаются в печени, почках. Вот и цирроз... 

У нас принято класть вторые горячие блюда, салаты в одноразовую посуду. Это также недопустимо! 

Полипропиленовый стакан (РР) (не ломается - мнется) выдерживает температуру до +100oС. Но при контакте с алкоголем выделяет формальдегид или фенол. И тогда страдают не только почки, но и глаза - не дурак выпить постепенно слепнет. Формальдегид к тому же считается канцерогенным веществом.

Наиболее употребляемые для производства одноразовой посуды сополимеры полистирола (ПС) показывают при испытаниях еще более высокие санитарно-гигиенические характеристики. Однако из этого не следует, что ПС полностью лишен опасных компонентов.

Лимитирующими веществами в сополимерах ПС могут быть мономеры стирола и акрилонитрила. Первый обладает наркотическими и раздражающими свойствами, действует на кроветворные органы, функцию печени, репродуктивную функцию. Допустимая норма миграции стирола в водных вытяжках равна 0,01 мг/л. Акрилонитрил в 20 раз более ядовит, чем стирол, поражая нервную, сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Его допустимая концентрация в водных вытяжках -- 0,05 мг/л. Все это означает, что далеко не каждая марка ПМ и ни каждый его сополимер могут быть допущены до производства одноразовой посуды и столовых приборов, а во избежание ошибок на такого ряда изделиях требуется нанесение условных обозначений (клейм) или специальных надписей типа «Для пищевых продуктов», «Для сухих пищевых продуктов», «Для холодной воды».

Список литературы

1. Иванова Т., Розанцев Э. Активная упаковка: реальность и перспектива 21 века.// журнал «Пакет».- № 1.-2000.

2. Любешкина Е. Упаковка с дополнительными функциями.// журнал «Пакет».- № 4.-2000.

3. Федотова О. В. За безопасность связей с упаковочным материалом.// журнал «Пакет».- № 5.-2004.

Приложение № 1

Гигиеническая классификация компонентов полимерных материалов по основным критериям вредности

Токсичность. Сильнодействующие и высокотоксичные соединения обладают ЛД50 до 200 мг/кг, средней токсичности - 200-1000 мг/кг, малотоксичные - выше 1000 мг/кг.

Кумуляция - способность к накоплению медленно выводящихся или разлагающихся веществ. Оценивается по коэффициенту сверхвыраженной кумуляции, который на смертельном уровне имеет значение от 1 до 3, умеренном - от 3 и более, слабовыраженный - более 5. При отсутствии гибели животных могут наблюдаться функциональные и морфологические изменения в организме.

Аллергические свойства. Сильные аллергены способны вызывать аллергию у людей. Аллергические свойства веществ оцениваются в эксперименте на животных и выражаются следующим образом: умеренные аллергены вызывают положительные аллергические реакции не менее чем у 50% подопытных животных, а слабые аллергены - только у 20-40% животных.

Бластомогенность (от медицинского названия опухоли - «бластома»). Такими свойствами обладают канцерогенные вещества, которые содержатся в продуктах разложения дополнительных веществ, вводимых в процессы полимеризации низкомолекулярных веществ, и в некоторых мономерах. Канцерогенность тех или иных веществ устанавливается в опытах на животных. Канцерогенные вещества, приводящие к образованию опухолей, подразделяются на сильно канцерогенные, канцерогенные и слабо канцерогенные, а также подозрительные на бластомогенность.

Мутагенность - способность к изменению наследственной структуры, ответственной за хранение генетической информации. Существуют супермутагенные вещества, которые вызывают 100% и более мутаций (за 100% принимают 100 мутаций на 100 хромосом), мутагенные - 5-100% мутаций и слабо мутагенные - менее 5% мутаций.

Тератогенность - способность вызывать уродства у людей. По тератогенности вещества подразделяются: на явные тератогены, которые вызывают различные уродства, воспроизводимые экспериментально на животных, и подозрительные на тератогенность, что подтверждается экспериментальными данными только на животных.

Эмбриотоксичность - способность веществ отрицательно воздействовать на развитие эмбриона в чреве матери. Избирательная эмбриотоксичность проявляется в дозах, не токсичных для материнского организма, а умеренная эмбриотоксичность проявляется наряду с другими токсическими эффектами.

Исходя из степени опасности развития возможных патогенных влияний на организм человека с учетом их биологической активности и степени миграции различных веществ из полимерных упаковочных материалов, все используемые при получении композиции соединения (сам базовый полимер, исходные, вспомогательные и др.) подразделяются на допустимые, использование которых разрешено санитарными органами в производстве пищевой упаковки, и недопустимые. К первой группе относятся соединения, которые не изменяют органолептических показателей продуктов, а также те, безвредность которых доказана многолетней практикой. Это большинство соединений, применяемых при получении полимеров и полимерных материалов (мономеры, пластификаторы, стабилизаторы и др. добавки), использование которых регламентируется гигиеническими нормативами, такими как ДКМ.

В группу недопустимых входят соединения, использование которых для получения полимерных упаковочных материалов полностью запрещается по различным причинам.

Страницы: 1, 2