Сирохман І.В Товарознавство пакувальних матеріалів і тари

Подождите немного. Документ загружается.

241

ЯКІСТЬ І БЕЗПЕКА

ПАКУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

І ТАРИ

10.1. Полімерна упаковка:

якість і безпека

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.

242

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;

243

• 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;

244

• 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;

245

• 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.

246

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.

247

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

истильована вода, 0,3 %-й

озчин

лимонної кислоти

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

хонної солі

Молоко і молочнокислі п

од

кти,

молочні консерви

истильована вода, 0,3 %-й

озчин

молочної кислоти, 3 %-й розчин молоч-

ної кислоти

Ковбаси ва

ені, консе

ви: м’ясні,

ибні, овочеві, овочеві ма

иновані

і квашені, томат-паста та ін.

Дистильована вода, 2 %-й розчин оц-

тової кислоти, що містить 2 % кухон-

ної солі, не

інована 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

истильована вода, 20 %-й

озчин

етилового спирту; 2 %-й розчин ли-

монної кислоти

Горілка, коньяки

истильована вода, 40 %-й

озчин

етилового спирту

Спирт харчовий, лікери, ром

истильована вода, 96 %-й

озчин

етилового спирту

Готові ст

ави і га

ячі 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.

248

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/м

ОБРД, атмо-

сферного по-

вітря мг/ м

α-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

249

Продовження табл. 10.2

Речовини

ДКМ,

мг/л

ГДК у питній

воді, мг/л

Середньодо-

бова ГДК,

мг/м

ОБРД, атмо-

сферного по-

вітря мг/ м

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

250

Закінчення табл. 10.2

Речовини

ДКМ,

мг/л

ГДК у питній

воді, мг/л

Середньодо-

бова ГДК,

мг/м

ОБРД, атмо-

сферного по-

вітря мг/ м

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-