Csomagolóanyagok, csomagolószerek vizsgálata és élelmiszerbiztonsági megítélése

A múlt században – mármint az én ifjúkoromban – a kereskedők az ömlesztett (lédig) élelmiszerek forgalmazását úgy oldották meg, hogy az árut vagy a vásárló által magával vitt zacskóba, táskába, szatyorba mérték bele, vagy a kereskedő számára éppen hozzáférhető eszközbe csomagolva értékesítették.

 

 

Újságba hajtogatott múlt

Emlékszem, a környékünkön működő – állami – zöldségbolt eladója például az éppen rendelkezésére álló napilap oldalaiból formált tölcsérbe mérte a vevők által kért krumplit, zöldbabot, vagy a tavaszi idényben a szamócát, nyáron a málnát. 1982-ben Leningrádban (ma Szentpétervár) barátaimmal egy Pravdából hajtogatott zacskóból eszegettem a kitűnő, csokoládéval és karamellel készített orosz édességet, amelyet egy utcai árustól vásároltunk. Akkoriban az újságpapír újra hasznosításának egyik legkézenfekvőbb módja a csomagolópapírként való felhasználás volt.

Gyanítom, hogy a volt szocialista országokban a hatvanas-nyolcvanas években senkinek nem jutott eszébe az, hogy az ólomszedéssel nyomtatott újságpapír és a bele csomagolt élelmiszer között valamilyen kölcsönhatás mehet végbe. Az újságpapírból többek között szénhidrogén alapú festék-összetevők, illetve a nyomtatási technológiából származó ólom is az élelmiszerekbe kerülhetett.

Akaratlan kockázatok

Nos, ugorjunk egy nagyot az időben! Az új, XXI. évszázadban a szakemberek, de az érdeklődő laikusok is jól tudják, hogy az élelmiszerek minőségét nemcsak a felhasznált anyagok, a gyártási technológiája, a szállítás és raktározás körülményei, hanem az élelmiszerekkel rendeltetésszerűen érintkező anyagok – ezek a legtöbb esetben csomagolószerek – is befolyásolják. A helyesen gyártott és kiválasztott csomagolószerek hatékonyan hozzájárulhatnak az élelmiszerek minőségmegőrzési idejének meghosszabbításához, jó minőségének megtartásához, de a hibás, netán nem megfelelő anyagból előállított csomagolószerek akár súlyos élelmiszerbiztonsági kockázatot is jelenthetnek.

Megtanultuk, hogy az élelmiszerekkel rendeltetésszerűen érintkező anyagok (az angolszász szaknyelvben: Food Contact Materials – FCM-ek) és az élelmiszerek között azok érintkezési felületén, a diffúzió révén anyagátadási folyamatok zajlanak le. Az élelmiszerekből különböző anyagok épülhetnek be a csomagolószer anyagába, illetve a csomagolószer anyagából az élelmiszerekbe szintén vegyületek oldódhatnak be. Ezeket a molekulákat migráns vegyületeknek nevezzük. E vegyületek között a csomagolószerek anyagainak összetevői, műanyag monomerek, dimerek, oligomerek, foto-stabilizátorok, szilárdító, illetve a lágyító szerek, festékek stb. Ezeket az anyagokat a csomagolószerekhez szándékosan hozzáadott anyagoknak (IASIntentionally Added Substances) nevezzük. Ezeken kívül sajnos olyan anyagok is az élelmiszerekbe oldódhatnak, amelyeket nem szándékosan adtak a csomagolószerek anyagához, hanem azoknak valamilyen szennyezői. Ezeket a vegyületeket nem szándékosan hozzáadott anyagoknak (NIASNon-Intentionally Added Substances) nevezi a szakirodalom.

A csomagolószerek élelmiszerbiztonsági vizsgálatát végző laboratóriumok – közöttük a WESSLING Hungary Kft. laboratóriumainak is – a legnagyobb kihívást az utóbb említett, NIAS-ok kimutatása, kémiai szerkezetének és – lehetőség szerint – mennyiségének meghatározása jelenti. A NIAS-ok vizsgálatához bonyolult, nagyérzékenységű műszerekre, sok tízezer adatot tartalmazó számítógépes adatbázisokra, és – természetesen – nagy tudású, rutinos szakemberekre van szükség.

 Izgalmas nyomozás

A csomagolószerekben található, nem-szándékosan hozzáadott anyagok laboratóriumi vizsgálatát az általában megszokott eljárás szerinti élelmiszer-utánzó anyagokkal való érintkeztetéssel (bemerítés vagy feltöltés) kezdjük. Az élelmiszer-utánzó folyadékba átoldódó molekulák közül a csomagolószereket alkotó komponenseket és a szerves vegyületek közé tartozó NIAS-okat általában gáz- és/vagy folyadékkromatográfiás technikával különítjük el. A szennyező fématomok minőségi és mennyiségi meghatározásához pedig atom- vagy ionspektroszkópiás technikát (ICPInductive Coupled Plasma Emission Spektrometry) alkalmazunk. Ezzel a technikával a mintákat szennyező fématomok minőségi és mennyiségi meghatározása viszonylag egyszerű.

 

 

A szerves szennyezők meghatározása azonban izgalmas nyomozati munkát jelent: a kromatográfiával elválasztott molekulákat tömegspektrometriás technikával vizsgáljuk tovább. Az egyszerűbb, viszonylag illékony és hőstabilnak tekinthető szerves molekulák minőségi és szerkezeti meghatározását a gázkromatográfhoz kapcsolt tandem, kvadrupol tömegszelektív detektorokkal oldjuk meg (QQQ-MS vagy Triple Quad MSTriple Quadrupol Mass Spectrometry). Az eljárás lényege az, hogy a gázkromatográfiás kolonnában elválasztott komponenseket ionizáljuk, elektronsugárral fragmensekre, törmelékekre bontjuk (lényegében szétrobbantjuk), és a keletkező, „ionos törmelékeket” egy, vákuum alatt álló, változó erejű mágneses teret képező rendszeren repítjük át. A műszerben uralkodó, változó mágneses tér a különböző tömegű és töltésű ion-fragmenseket egymáshoz képest különböző módon téríti el eredeti röppályájukról, így azok tömege, mennyisége és – az esetek nagy részében – szerkezete is meghatározható.

Ennél bonyolultabb a nagymolekulájú, nem illékony és/vagy hőérzékeny szerves szennyezők minőségi és mennyiségi meghatározása. Ezeket az anyagokat nagynyomású folyadékkromatográfiás műszer segítségével választjuk el egymástól, majd az elválasztott molekulákat ionizáljuk és egy kvadrupol tömegszelektív detektorral sorba kapcsolt repülési-idő-tömegspektrométerbe (Q-TOF-MSQuadrupol – Time Of Flight Mass Spectrometry) vezetjük. Ez az elválasztástechnikai rendszer a mintában található, a vizsgálatok számára érdektelen összetevőket kiszűri, és ha vizsgálati körülményeket helyesen állítottuk be, akkor csak a számunkra (ügyfeleink számára) fontos szennyezőanyagok ionjait engedi át, és érzékeli (detektálja). A rendszer azt méri, hogy a tömegspektrométerekbe belépő molekula ionjai egy vákuumozott üres csőben hány nano szekundum idő alatt érik el a detektort. Nem akarom a kedves Olvasót megrémiszteni túl sok fizikai-kémiai elméleti fejtegetéssel. Mégis engedjék meg, hogy emlékeztessem az érdeklődőket: a repülési idő-tömegspektrometriának alapja az az egyszerű összefüggés, amelyet még gimnáziumi tanulmányaink alatt tanultunk egy fizikai test mozgási energiájáról (E):

E = ½ × m × vm = 2 × E/v2

A képletben az E az az ismert gyorsító energia, amellyel a berendezésben vizsgálandó áldozatunkat repülésre kényszerítjük. Az m az ismeretlen tömeg, amelyet szeretnénk megtudni, a v mennyiség pedig a molekula ionjának repülési sebessége, amelyet a berendezés a repülési időből számít ki.

 

Becsült veszélyesség

A fentebb vázolt analitikai rendszerekkel meghatározott mennyiségű és szerkezetű – nem ritkán a vizsgálatig számunkra akár ismeretlen – szennyező anyagok toxikológiai (méregtani) jellemzőit egy számítógépes programmal jellemezzük. Ez a molekulaszerkezet alapján képes becslést adni az illető kemikália várható citotoxicitására (sejt-mérgezőség), endokrin-diszruptor (hormonrendszert zavaró), vagy genotoxikus (az örökítő anyagot károsító) és/vagy karcinogén (rákkeltő) tulajdonságára. A toxikológiai besorolás egyik rendszere az ún. TTC (Threshold of Toxicological Concern – toxikológiai megítélési) küszöbérték. A meghatározott vegyületek méregtani jellemzőit öt osztályba sorolva határozzuk meg. A humán toxikológiában legveszélyesebbeknek a genotoxikus anyagokat tekintjük. Ezekből naponta, élethosszig tartó kitettség esetén 0,0025 µg/ttkg/nap felvétele tűrhető el várható egészségkárosodás nélkül. Az acetilkolin-észteráz-gátló vegyületekből ez a mennyiség legfeljebb 0,15 µg/ttkg/nap. A további három csoportot az, ún. Cramer-osztályba sorolva értékeljük. A Cramer III osztályba tartozó vegyületekből naponta 1,5 µg/ttkg/nap, a Cramer II osztályba tartozó vegyületekből 9,0 µg/ttkg/nap, illetve a Cramer I osztályba sorolt vegyületekből pedig 30 µg/ttkg/nap vehető fel [1] (µg/ttkg/nap = egy testtömeg-kilogrammra számított napi mennyiség mikrogrammban).

Bízom benne, hogy írásommal sikerült vázlatos betekintést nyújtanom a WERSSLING Hungary Kft. Élelmiszerbiztonsági Üzletága Non-Food Vizsgáló Laboratóriumának izgalmas munkájába, amelyet Dr. Kovács Ágnes részlegvezető és helyettese, Dr. Mészáros Magdolna irányít. Nekik ezúton nyilvánítok köszönetet összefoglaló írásom elkészítéséhez nyújtott segítségükért. Abban is reménykedem, hogy független, akkreditált laboratóriumi tevékenységünkkel hatékony segítséget tudunk nyújtani hozzánk forduló ügyfeleink számára.

Csomagolóanyagok vizsgálatával kapcsolatban további információt itt olvashat.

 

Dr. Szigeti Tamás János
Üzletfejlesztési igazgató
WESSLING Hungary Kft.
Budapest, Anonymus u. 6.

 

 

 

 

 

[1] Becker R. A. (2018): Treshold of Toxicological Concert (TTC). American Chemistry Cuncil. PDF Presentation.


adalék anyag csomagolószer elemzés laboratórium migráns toxikológia vizsgálat