Migracióncomple
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UNSM/AFOL @ 2004
RIESGOS ASOCIADOS A EN ENVASES Y
EMBALAJES
CATEDRA: EMBALAJE Y TRANSPORTE
Ing. M.Sc. ABNER OBREGON LUJERIO
Prof. Principal D.E.
Tarapoto, Octubre 2004
La mayoría de los envases alimentarios son de materiales plásticos(constituidos por moléculas largas (polímero) y por sustancias de menor tamaño (aditivos, monómeros residuales, catalizadores...)) Todas estas moléculas son capaces de traspasar el plástico y llegar al alimento. Este proceso se llama migración y es una de las vías de contaminación. La migración en materiales tradicionales, también presenta problemas.
Los riegos asociados
• 1. Migracion
• 2. Sensorial
• 3. toxicologico
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INTERACCIONESINTERACCIONES ENVASE -PRODUCTO-ENTORNO ENVASE -PRODUCTO-ENTORNO
Permeabilidad
Migración
Sorción
Migración
• Desde el punto de vista de transferencia de masa, el intercambio consiste en movimientos de moleculas relativamente pequeñas mediante fenómenos de difusión, adsorción y desorcion de gases vapores y líquidos, que irreversiblemente conducirán a: Cambio gradual en la composición del producto y pueden afectar su calidad o aptitud para su consumo debido a la incorporación (migración) o perdida de componentes(adsorcion o permeación); una alteración fisicoquímica y mecánica del material del envase durante la vida útil del producto envasado.
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GASESM.O.LUZ
TEMPER.AROMAS
C.VOLATIL
INTERACCION ENVASE-PRODUCTO
PRODUCTO
MIGRACION
ENVASEEXTERIOR
REMIGRACION
PERMEABILIDAD sustancias migantesde bajo peso molecular (monomeros, aditivos, residuos, tintes, disolventes
UNSM/AFOL @ 2004
UNSM/AFOL @ 2004
Efectos desfavorables:
La migración de sustancias de interés toxicológico - puede producir efectos adversos en la salud del consumidor
La migración de sustancias sensorialmente activas - puede producir efectos adversos en la calidad sensorial del alimento
Efectos favorables: Nuevos desarrollos materiales activos, la migración de algún componente activo puede contribuir a extender la vida útil.
MIGRACION
PERMEABILIDAD
Es el pasaje de gases, vapores y aromas a través de los materiales de envase
Efectos desfavorables:Ingreso de gasesoxidación de componentes del alimento
Efectos favorables:Egreso de gasespermitir la salida de etileno que acelera el deterioro de frutas
Retención de componentes del producto en el material de envase
Efectos favorables: retención de componentes del producto que afectan la calidad sensorialEfectos desfavorables:disminución de la intensidad de aromas característicos
SORCIONSORCION
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Permeabilidad-difusividad y solubilidad
c1c1
c2
c2 21 cc ./DN
coeficiente de difusión en la pared
concentraciones en la membrana
Hay que correlacionarlas con las concentraciones externas mediante el parámetro de solubilidad S
Flujo de gas N
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SolubilidadObservación macroscópica...
...existe una relación de proporcionalidad entre la concentración de penetrante en el seno de un polímero y la presión parcial de este penetrante en la fase gas.... gas polímero
regresar
UNSM/AFOL @ 2004
UNSM/AFOL @ 2004
MIGRACION
Es una Transferencia de masa(2da Ley de fick) entre el material del E+E y alimento debido a efectos de naturaleza físico química, que depende de la temperatura y naturaleza del polímero
No todas las interacciones se desarrollan con igual intensidad, de acuerdo a las implicancias tecnologicas y toxicologicas las sustancias migrantes(monomeros, aditivos y componentes) del envase es la mas frecuente.
Potencial efecto de toxicidad de sustancias migrantes tipo cancerigeno: Ejem. Cloruro de vinilo), que requieren técnicas de detecion instrumental para su identificación, que se desarrollan en simulantes.
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TIPOS DE MIGRACION
UNSM/AFOL @ 2004
MIGRACION- TIPOS
Migración globalEs la suma de todos los compuestos migrantes del envase transferidos al alimento envasado. La deteccion se realiza por metodos convencionales.Limites maximo para mayoria de países:50-60 mg/kg en el alimento8- 19 mg/dm2 del material plástico
Migración especifica
Es la migración de compuestos específicos identificados que presentan interés particular.Su detección requiere metodos analíticos e instrumentos (cromatografia de gases, espectrofotmetria, etc.)Nivel maximo admitivo : cloruro de vinilo 0.05 mg/kg
Migración= f(e,D,Cx,t)
UNSM/AFOL @ 2004
Procedimiento MIGRACION global
Peso muestra
Plástico en contacto
Con simulante
Retirar plástico
Evaporar a sequedad
El simulante
Pesado de muestra
Calculo de ganancia
De peso
temperatura
Peso muestra
Plástico en contacto
Con simulante
Retirar plástico
fracionamientoidentificación
cuantificación
Procedimiento MIGRACION especifica
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MIGRACION : CONDICIONES DE ENSAYO
CONDICIONES DE CONTACTO EN EL USO REAL
SIMULANTE A AGUA DESTILADA
SIMULANTE B ACIDO ACETICO 3%
SIMULANTE C ETANOL 15%
SIMULANTE D HEPTANO (**)
SIMULANTE D ACEITE DE OLIVA (*)
A) ONSERVACION(Contacto
prolongado)(t > 4h) T < 5°C
5°C/10 d40°C/10 d5°C = t = 40°C
5°C/10 d40°C-10 d
5°C-10 d40°C/10 d
5°C-30 min20°C-30min
5°C-10 d40°C/10 d
B)CONTACTO BREVE
(2 h = T = 24 h)temperatura ambiente
40°C/24 h 40°C/24 h 40°C-20 h 20°C-15min 40°C/24 h
C) CONTACTO MOMENTANEO
(t < 2h) a temperatura ambiente
40°C/2 h 40°C/2 h 40°C/2 h 20°C-15min 40°C/2 h
D) ELABORACION40°C < T < 80°C80°C < T < 100°CT > 100°C
80°C/2 h100°C/30min120°C/30min
80°C/2 h100°C/30min120°C/30min
80°C/2 h -- --
40°C/15min50°C/15min60°C/15min
80°C/2 h100°C/30mi120°C/30mi
UNSM/AFOL @ 2004
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MIGRACION DE
COMPONENTES NO POLIMERICOS DE MATERIALES PLASTICOS
UNSM/AFOL @ 2004
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MIGRACION DE
COMPONENTES NO POLIMERICOS DE MATERIALES PLASTICOS
UNSM/AFOL @ 2004
EFECTOS DE LA MIGRACION
Compuesto cíclico (peso molecular) Plástico (a) mg/bolsa (ds) Pollo (b) mg/bolsa
Caprolactama (113) 6.0 (0.22) 1.19
Monómero de PA 6,6 + dímero de PA 6 (226) 16.6 (0.44) 3.83
Trímero de PA 6 (339) 2.0 (0.07) ND
Tetrámero de PA 6 (452) 3.1 (0.08) ND
Dímero de PA 6,6 (452) 13.9 (1.02) 2.41
Pentámero de PA 6 (565) 3.7 (0.37) ND
Hexámero de PA 6 (678) 1.9 (0.39) ND
Trímero de PA 6,6 (678) 3.6 (0.65) ND
Heptámero de PA 6 (791) 0.8 (0.24) ND
(a) Promedios de 6 réplicas (b) Total del promedio de 5 réplicas para piel, 5 réplicas para líquidos eliminados mas una réplica para carne.
UNSM/AFOL @ 2004
Cuadro 1. Migración de compuestos no-volátiles de bolsas de PA6,6 y PA6 durante el cocinado de pollo a 200 C. Peso de cada bolsa: 4.84 (0.03)g.
UNSM/AFOL @ 2004
UNSM/AFOL @ 2004
Mecanismo de la permeabilidad
Ley de Henry (Absorción y desorción):C = S*pLey de Fick (Difusión)
Cuando y sólo si se alcanza el equilibrio, dq/dt tiene el mismo valor para los tres fenómenos y entonces, combinando:
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Constante de permeabilidad y coeficiente de permeabilidad (Permeancia)
UNSM/AFOL @ 2004
Determinación de la permeabilidad al vapor de agua. Método manual
Mecanismo de la migración• dm/dt = - D A dC/dt 1) dx• Si dC/dt = D d2C/d x2 • Dm/dt = -D2A d2C/dx2 (2da ley m mt
de Fick)
integrando se tiene: D
Mt = KMα S √D/π √ t Migración global
mt = 2 Co A √D/π √ t Migración especifica
M = migración máxima
D = coef. de difusión
S, A = area o superficie
Co = Concentracion inicial
t = tiempo
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METALESLa contaminación por trazas de metales de los envases es un grave problema ya que éstos pueden migrar al alimento y constituir un peligro para la salud.
Según Real Decreto 782/1998 del Ministerio Medio Ambiente,
Artículo 13. Requisitos de los envases. A efectos de lo establecido el artículo 13.1 de la Ley
11/1997, sólo podrán ser puestos en el mercado nacional los envases que cumplan los siguientes requisitos: La suma de los niveles de concentración de plomo, cadmio, mercurio y cromo hexavalente presentes en los envases o sus componentes no será superior a: 600 ppm en peso antes del día 1 de julio de 1998.
Corrosión
• Metal + acido hidrogeno + Sal disociada
• M + 2H+ H2 + M2+
• Fierro Fe F2+ + 2e-
• estaño 2H+ +2e H2
• Sn Fe Sn
• Métodos de medición : Titulación (marcha analitica)• Electroquímico (metodo Tafel)• Instrumentación
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Método Tafel
• mv cátodo • (n)
• E cor (potencial corrosión)
• ánodo
• Log I• Icorr (corriente de corrosión
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UNSM/AFOL @ 2004
EVALUACION TOXICOLOGICA
Experimentacion con animales protocolo
UNSM/AFOL @ 2004
oSustrato biologico/especie animaloNumero total y distribución de grupo de animalesoSelección de la dosisoEleccion de la via de administraciónoDuracion del estudio y parámetros evaluaroInterpretación de resultados
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Los estudios de corto plazo se usan para calcular la dosis letal media, ademas para verificar cambios . Animal roedor
Los estudios subcrónicos ayudan a identificar los órganos o tejidos que sufren efectos perjudiciales por la exposición a una sustancia particular. Se observan efectos sobre reproducción(fertilidad, desarrollo fetal, pre y posnatal, lactación, Roedor + no roedor
ESTUDIOS ESPECIALES : La mutagénesis es la capacidad de las sustancias químicas de alterar el
material genético de las células en formas que pueden transmitirse durante la división celular.
Los estudios crónicos se usan principalmente para determinar el potencial carcinogénico de las sustancias químicas. Observable en suscesivas generaciones. Mono
NOEL=Niivel de efecto no observableLOEL=Nivel minimo de efecto observable.
Evaluación de toxicidad Protocolo
Limitaciones de los estudios toxicológicos
UNSM/AFOL @ 2004
Aunque los estudios realizados en animales ofrecen muchas ventajas obvias sobre los estudios llevados a cabo con seres humanos, también presentan una clara desventaja: los animales de laboratorio no constituyen el principal objeto de interés. Los datos adquiridos a través de los estudios toxicológicos deben transformarse o extrapolarse antes de que puedan usarse para indicar cómo es la respuesta humana a la exposición tóxica.El uso de los datos toxicológicos provenientes de estudios realizados en animales para reglamentar las exposiciones humanas reales a sustancias tóxicas implica tres extrapolaciones problemáticas:del animal al ser humano;del laboratorio a la vida real, yde una dosis alta a una dosis baja.
UNSM/AFOL @ 2004
L O S M O N Ó M E R O S R E S I D U A L E S :
E l c l o r u r o d e v i n i l o ( P V C ) p u e d e p r o d u c i r c á n c e r s i e s
i n h a l a d o o i n g e r i d o y f i g u r a e n l a l i s t a d e d e r e c h o
c o m u n i t a r i o a l a i n f o r m a c i ó n d e l a E P A .
E l E s t i r e n o e s c l a s i f i c a d o p o r l a E P A c o m o P o s i b l e
C a r c i n ó g e n o H u m a n o y a q u e h a y e v i d e n c i a l i m i t a d a d e
c a r c i n o g e n i c i d a d p r o v e n i e n t e d e e s t u d i o s e n a n i m a l e s ,
n o h a y d a t o s e p i d e m i o l ó g i c o s .
L O S E F E C T O S N E G A T I V O S E N L A S A L U D D E L
C O N S U M I D O R
E l a b o r a d o p o r F E LE l a b o r a d o p o r F E L
UNSM/AFOL @ 2004
UNSM/AFOL @ 2004
INVESTIGACION DE MIGRACION
UNSM/AFOL @ 2004
N I V E L E S D E R E F E R E N C I A P A R A E L A C R I L O N I T R I L O Y E L M O N Ó M E R O D E C L O R U R O D E V I N I L O E N L O S
A L I M E N T O S Y L O S M A T E R I A L E S D E E N V A S A D O D E A L I M E N T O S ( C A C / G L 6 - 1 9 9 1 )
L a C o m i s i ó n d e l C o d e x A l i m e n t a i r u s e n s u 1 9 º s e s i ó n ( 1 9 9 1 ) a d o p t ó l o s s i g u i e n t e s n i v e l e s d e r e f e r e n c i a p a r a m o n ó m e r o s :
A c r i l o N i t r i l o e n l o s a l i m e n t o s : 0 , 0 2 m g / k g
C l o r u r o d e v i n i l o e n l o s a l i m e n t o s : 0 , 0 1 m g / k g
C l o r u r o d e V i n i l o e n l o s m a t e r i a l e s d e e n v a s a d o d e a l i m e n t o s : 1 , 0 0 m g / k g
E l a b o r a d o p o r F E LE l a b o r a d o p o r F E L
UNSM/AFOL @ 2004
L O S M E T A L E S P E S A D O S :
E l P l o m o a f e c t a e l s i s t e m a n e r v i o s o h u m a n o , l a
p r o d u c c i ó n d e c é l u l a s e n l a s a n g r e , l o s r i ñ o n e s , e l
s i s t e m a r e p r o d u c t i v o y l a c o n d u t a .
E l C a d m i o c o n s u m i d o a t r a v é s d e a l i m e n t o s y b e b i d a s
m u y c o n t a m i n a d o s p r o v o c a v ó m i t o y d i a r r e a s ; l a E P A
l o c l a s i f i c a c o m o P r o b a b l e c a r c i n ó g e n o h u m a n o .
E l M e r c u r i o s i e s c o n s u m i d o e n p o c o s g r a m o s p u e d e
o c a s i o n a r l a m u e r t e p o r p a r o r e n a l y a d o s i s m e n o r e s
p u e d e o c a s i o n a r d a ñ o s n e u r o l ó g i c o s .
E l a b o r a d o p o r F E LE l a b o r a d o p o r F E L
UNSM/AFOL @ 2004
¿COMO SE ESTÁN CONTROLANDO
ESTAS SUSTANCIAS EN EL PERÚ?
Elaborado por FELElaborado por FEL
UNSM/AFOL @ 2004
LOS MONÓMEROS RESIDUALES
No existen requisitos nacionales ni métodos de
ensayo para analizar los monómeros de cloruro de
vinilo, acrilonitrilo y estireno en envases que sean
producidos por la polimerización de estos
monómeros.
Elaborado por FELElaborado por FEL
UNSM/AFOL @ 2004
LOS METALES
No existen requisitos nacionales, se está certificando
contra normas argentinas y europeas.
Como método de ensayo se utiliza un método para
determinar la migración de ciertos elementos en
juguetes.
Elaborado por FELElaborado por FEL
UNSM/AFOL @ 2004
¿QUÉ ES LO QUE ESTÁ HACIENDO EL CTNEF
PARA NORMALIZAR LA DETERMINACIÓN DE LA
INOCUIDAD DE LOS ENVASES?
Elaborado por FELElaborado por FEL
UNSM/AFOL @ 2004
NORMA DE REQUISITOS DE INOCUIDAD PARA MATERIALES Y ARTÍCULOS EN CONTACTO CON
ALIMENTOSY BEBIDAS.
Esta norma se basará en requisitos de migración de:
• Los monómeros residuales de cloruro de vinilo,
acrilonitrilo y estireno, cuando se utilicen sus
polímeros en la elaboración de los materiales y
artículos plásticos en contacto con los alimentos.
• Metales Pesados en materiales y artículos en
contacto con alimentos.
Elaborado por FELElaborado por FEL
UNSM/AFOL @ 2004
MÉTODOS DE ENSAYO
• Determinación de Acrilonitrilo en alimentos y
simulantes de alimentos.
• Determinación de cloruro de vinilo en simulantes
de alimentos y en materiales plásticos.
• Control de metales pesados en materiales
colorantes para uso en materiales poliméricos en
contacto con los alimentos.
• Determinación de estireno.
Elaborado por FELElaborado por FEL