🍎 Migracja globalna z tworzyw sztucznych do wodnych płynów modelowych — zanurzenie całkowite, metoda wagowa

Chemia żywności PN-EN 1186-3

Przegląd

Norma z serii EN 1186 określa metody badania migracji globalnej (ogólnej) z tworzyw sztucznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Wydanie EN 1186-3:2002, na którym oparto opis, dotyczyło migracji do wodnych płynów modelowych przez całkowite zanurzenie próbek w płynie w temperaturach do wrzenia pod chłodnicą zwrotną (metoda A — w suszarce, cieplarce lub chłodziarce; metoda B — pod chłodnicą zwrotną); jest najodpowiedniejsza dla folii i arkuszy, ale można ją stosować do szerokiej gamy wyrobów i pojemników, z których da się wyciąć próbki. Aktualne wydanie PN-EN 1186-3:2023-01 (EN 1186-3:2022) nosi tytuł „Metody badań ogólnej migracji w wyparowujących płynach modelowych” — jego pełny tekst nie był dostępny i przed wdrożeniem należy sprawdzić zmiany zakresu. Norma jest stosowana łącznie z EN 1186-1 (wybór warunków i metod badania).

Migracja globalna stanowi sumę nielotnych niskocząsteczkowych składników opakowania uwalnianych do żywności lub płynu modelowego imitującego działanie określonego rodzaju żywności; dopuszczalny limit wynosi 10 mg/dm² powierzchni wyrobu lub 60 mg/kg środka spożywczego. Płyny modelowe: A — woda destylowana (żywność uwodniona o pH > 4,5), B — 3 % kwas octowy (żywność kwaśna, pH ≤ 4,5), C — 10 % etanol (żywność z alkoholem; dla napojów o mocy powyżej 10 % — etanol o podobnej mocy); sucha pozostałość samego płynu po odparowaniu i wysuszeniu w 105–110 °C nie powinna przekraczać 5 mg/l. Warunki badania dobiera się do najostrzejszych przewidywanych warunków kontaktu; standardowe warunki 10 dni w 40 °C i alternatywne 2 dni w 70 °C dały w badaniach PZH równoważne wyniki dla osłonek poliamidowych i kubków polistyrenowych (0,1–2,9 mg/dm²), natomiast folia wielowarstwowa uwalniała do 3 % kwasu octowego 238,4–262,2 mg/dm², wielokrotnie przekraczając limit.

Oprócz zanurzenia norma serii przewiduje metodę komorową (część 5), torebkową (część 7) i napełniania (część 9) — wybór zależy od tego, która powierzchnia wyrobu styka się z żywnością; wyroby wielokrotnego użytku bada się trzykrotnie tą samą próbką z nową porcją płynu, a zgodność ocenia po trzecim badaniu.

Zasada metody

Migrację globalną substancji nielotnych oznacza się jako masę nielotnej pozostałości po odparowaniu płynu modelowego, w którym zanurzone były próbki. Próbki o powierzchni ok. 1 dm² (folie: kwadrat 100 × 100 mm z szablonu, cięty na cztery paski 25 × 100 mm nakładane na uchwyt ze stali nierdzewnej X4 CrNi 18 10 lub szkła; ścianki pojemników — wycinki o zmierzonej powierzchni do 0,01 dm²) zanurza się w płynie modelowym w szklanych rurach ze szlifem (średnica ok. 35 mm, długość 100–200 mm) na czas ekspozycji w temperaturze do wrzenia włącznie; między cienkimi foliami wkłada się siatkę ze stali nierdzewnej (oczko 1 mm) lub pręciki szklane (przy kwasie octowym — szkło, bo kwas koroduje stal). Po ekspozycji płyn z każdej próbki odparowuje się do sucha (łaźnia parowa, płyta grzejna, wyparka) w parownicy z nierdzewnej stali, niklu, platyny lub złota (50–90 mm, do 100 g; szkło lub ceramika, jeśli masa po suszeniu jest stała w granicach ±0,5 mg), suszy w suszarce do stałej masy i waży z dokładnością 0,1 mg; równolegle odparowuje się sam płyn modelowy (próba odczynnikowa). Migracja M = (ma − mb)·1000/S [mg/dm²], gdzie ma — masa pozostałości próbki (g), mb — masa pozostałości próby odczynnikowej (g), S — powierzchnia próbki w kontakcie z płynem (dm²). Wynik podaje się jako średnią z trzech oznaczeń na oddzielnych próbkach.

Zastosowania

• Ocena zgodności opakowań, folii i pojemników z tworzyw sztucznych z limitem migracji globalnej 10 mg/dm² (60 mg/kg)
• Badania osłonek do wędlin, kubków do przetworów mleczarskich, woreczków i folii wielowarstwowych w warunkach rzeczywistego użytkowania (także po obróbce termicznej produktu w opakowaniu)
• Dokumentacja zgodności producenta materiałów do kontaktu z żywnością (deklaracja zgodności)
• Urzędowa kontrola materiałów i wyrobów do kontaktu z żywnością (Państwowa Inspekcja Sanitarna)
• Kwalifikacja płynu modelowego i warunków badania dla żywności uwodnionej, kwaśnej i alkoholowej

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 1186-3:2023-01

Tytuł (PL)

Materiały i wyroby przeznaczone do kontaktu z produktami spożywczymi — Tworzywa sztuczne — Część 3: Metody badań ogólnej migracji w wyparowujących płynach modelowych

Title (EN)

Materials and articles in contact with foodstuffs — Plastics — Part 3: Test methods for overall migration in evaporable simulants

Procedura krok po kroku

1. Wybór warunków

   Zgodnie z EN 1186-1 dobrać płyn modelowy do rodzaju żywności (A, B, C) oraz czas i temperaturę odpowiadające najostrzejszym przewidywanym warunkom użytkowania (np. 1 h w 80 °C + 10 dni w 40 °C dla osłonek poddawanych obróbce termicznej; standardowo 10 dni w 40 °C lub 2 dni w 70 °C).

2. Przygotowanie próbek

   Usunąć zanieczyszczenia powierzchni suchą bezpyłową ściereczką lub miękką szczotką (nie myć wodą ani rozpuszczalnikiem, chyba że instrukcja użytkowania wyrobu przewiduje mycie); pracować w bawełnianych rękawiczkach. Folie: wyciąć z szablonu trzy próbki 100 × 100 mm (±1 mm), każdą pociąć na cztery paski 25 × 100 mm i nałożyć na uchwyt, przebijając otwory; między cienkie folie włożyć siatkę lub pręciki szklane. Pojemniki: wyciąć ze ścianek próbki ok. 1 dm², zmierzyć wymiary do 1 mm i obliczyć powierzchnię kontaktu z żywnością do 0,01 dm².

3. Ekspozycja

   Umieścić próbki na uchwytach w rurach szklanych, zalać odmierzoną objętością płynu modelowego (cylinder 100 ml) tak, aby były całkowicie zanurzone i rozdzielone, zamknąć i wstawić do suszarki, cieplarki lub chłodziarki na czas badania w zadanej temperaturze (metoda A) albo ogrzewać pod chłodnicą zwrotną (metoda B).

   ⏱ Czas: np. 10 dni • 🌡 Temperatura: np. 40 °C

4. Próba odczynnikowa

   Równolegle poddać tym samym warunkom sam płyn modelowy (i ewentualnie uchwyty bez próbek), a następnie odparować i wysuszyć jak próbki; pozostałość stanowi ślepą próbę (mb).

5. Odparowanie

   Po ekspozycji wyjąć próbki, a płyn z każdej próbki przenieść do parownicy wysuszonej wcześniej do stałej masy; odparować do sucha na łaźni parowej, płycie grzejnej lub w wyparce.

6. Suszenie i ważenie

   Wysuszyć pozostałość w suszarce do stałej masy, ostudzić w eksykatorze i zważyć z dokładnością do 0,1 mg (ma); parownice muszą wykazywać stałość masy ±0,5 mg.

7. Obliczenie

   M = (ma − mb)·1000/S [mg/dm²] dla każdej próbki; podać średnią z trzech oznaczeń. Wynik w mg/kg żywności przy powierzchni kontaktu innej niż w badaniu przeliczyć wg EN 1186-1 (współczynnik powierzchni do masy żywności).

8. Ocena i sprawozdanie

   Porównać z limitem 10 mg/dm² (60 mg/kg) z uwzględnieniem tolerancji analitycznej 2 mg/dm² dla płynów wodnych; podać płyn, warunki, metodę (część normy), liczbę próbek, wynik i identyfikację wyrobu. Wyroby wielokrotnego użytku: trzy kolejne ekspozycje tej samej próbki, ocena po trzeciej.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Skalpel i nożyk przy wycinaniu próbek — cięcie na płycie, z dala od palców
• Odparowanie 3 % kwasu octowego i etanolu na łaźni parowej — pod wyciągiem, etanol łatwopalny
• Gorące parownice i suszarka 105–110 °C — szczypce, rękawice termiczne, studzenie w eksykatorze
• Rozcieńczony kwas azotowy do czyszczenia uchwytów stalowych — okulary, rękawice, wyciąg

Najczęstsze pytania