Milano 20 marzo Marinella Vitulli Direttore di Laboratorio Ecol Studio S.p.A. Food Contact Expert AIBO n 035

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1 Milano 20 marzo 2013 Test chimici: determinazione di sostanze volatili e non volatili. Metodi di prova accreditati - Metodi di prova validati (requisiti) Analisi per la valutazione del rischio di danno organolettico (prove sensoriali) Marinella Vitulli Direttore di Laboratorio Ecol Studio S.p.A. Food Contact Expert AIBO n 035

2 Approccio Analitico: Valutazione del rischio Il Regolamento (CE) N. 1935/2004 obbliga alla: VALUTAZIONE DEL RISCHIO DA ALTERAZIONI ORGANOLETTICHE e RISCHIO DELLA PRESENZA DI CONTAMINANTI CHIMICI e a dare evidenza che i materiali NON CEDANO SOSTANZE PERICOLOSE IN QUANTITA DA PRODURRE UN DANNO ALLA SALUTE oltre ai controlli analitici previsti dalle Normative per i singoli materiali (migrazioni globali e specifiche, requisiti di composizione e purezza) occorre compiere approfondimenti con analisi di screening volte ad individuare sostanze critiche indesiderate o inattese per dimostrare l INERZIA ORGANOLETTICA

3 Approccio Analitico: Valutazione del rischio negli ultimi anni le cose sono cambiate. IL VECCHIO APPROCCIO ANALITICO ANALISI DI: 1.O.M. (Overall Migration) e nei casi più fortunati: 2. S.M.S (Specific Migrations) dei composti esplicitamente limitati IL NUOVO APPROCCIO HA VALUTATO QUANTO PRESCRITTO DAL Reg. CE N. 1935/04: la mappatura di tutti i costituenti del MCA potenzialmente migrabili per conoscere i livelli di contaminazione da: 1) COMPOSTI INTENZIONALMENTE AGGIUNTI 2) COMPOSTI NON INTENZIONALMENTE AGGIUNTI (N.I.A.S. o impurezze) 3) COADIUVANTI O CONTAMINANTI DI PROCESSO (distaccanti, lubrificanti, detergenti, ecc.) 4) CONTAMINANTI DA CONTATTO INDIRETTO

4 Si considerano tutte le possibili vie di contaminazione 1) Via Aria = composti volatili quali: Solventi monomeri, composti leggeri di degradazione, composti volatili della stampa, ecc. Etile acetato, i-butanolo CVM, Formaldeide, Aldeidi da C1 a C9 Costituenti della stampa (Benzofenone, ecc).

5 2) Via Contatto = composti non volatili: Plastificanti (tracce) Scivolanti Antistatici Costituenti della stampa (set-off) Lubrificanti monomeri Composti derivanti dagli adesivi (ammine aromatiche, ecc.) Metalli derivanti da coloranti, substrati metallici e residui di processo (es catalizzatori) Per oggetti destinati a contatto con tutti i tipi di alimenti Il test di specifiche sostanze viene eseguito utilizzando il simulante chimicamente più affine (condizioni peggiorative)

6 Tecniche Analitiche 1) Via Aria = composti volatili : HEAD SPACE GC-MS SPME 2) Via Contatto = composti non volatili: MIGRAZIONE NEL SIMULANTE O LAVAGGIO SUPERFICIALE CON SOLVENTE SU UNA FACCIA SOLA E SUCCESSIVA ANALISI VIA GC-MS, ICP-OES etc

7 Tecniche Analitiche Sono stati sviluppati molti approcci di screening, basati su tecniche semiquantitative: tramite l utilizzo di standard interni si stabilisce un livello di guardia (level of interest) e si rapportano le risposte strumentali a quelle fornite da sostanze aggiunte in quantità nota (standard interni) Matrix Project

8 Dal cromatogramma al Risk Assessment Tramite Quali documenti? LISTE POSITIVE REGOLAMENTO n.10/2011/ce D.M. 21/3/73 e agg. (tutti i materiali regolamentati) SYNOPTIC DOCUMENT EFSA doc COE doc FDA ELENCO ADDITIVI ALIMENTARI AUTORIZZATI LISTA COMPOSTI CANCEROGENI (ISS) LISTA ESCLUSIONE EUPIA (ex CEPE prod. ink) BANCHE DATI

9 Metodi di prova Esistono metodi normati? E quali sono i requisiti dei metodi di prova? Cosa è la validazione? Cosa è l accreditamento?

10 Metodi di prova e condizioni di prova Guidelines on testing conditions for articles in contact with foodstuffs.

11 Metodi di prova e condizioni di prova Non solo testing conditions anche moltissime indicazioni sulle tecniche e sui metodi di prova La norma tecnica di riferimento per l analisi di composti e sostanze volatili e semivolatili e i solventi residui è la la UNI EN parti 1 e 2

12 Tecniche Analitiche

13 Tecniche Analitiche Tecnica più sensibile e specifica: SPME

14 Reg. CE/2023/2006 ALLEGATO al Reg Gli inchiostri da stampa applicati sul lato dei materiali o degli oggetti non a contatto con il prodotto alimentare devono essere formulati e/o applicati in modo che le sostanze presenti sulla superficie stampata non siano trasferite al lato a contatto con il prodotto alimentare: in concentrazioni che portino a livelli di sostanza nel prodotto alimentare non in linea con le prescrizioni dell Art. 3 del Reg.1935.

15 Reg. CE/2023/2006

16 Materiali a Contatto con gli Alimenti: Reg. CE/2023/2006: Impatto analitico. >>> Assenza di alterazioni provocate dalla migrazione di inchiostri Per oggetti riportanti colorazione a mezzo stampa (es una borraccia x bambini): Protocollo Set-Off : valutazione sostanze volatili, valutazione sostanze non volatili» Sul totale del campione» Sul lato food tramite lavaggio con solvente

17 Valutazione delle differenze dai cromatogrammi in GC-MS

18 Altro aspetto fondamentale: La valutazione Sensoriale >>> art. 3 - Non alterare sfavorevolmente le caratteristiche organolettiche Analisi sensoriale: strumento fondamentale per uno screening efficace ISO Analisi sensoriale- Guida per la selezione e la scelta dei candidati La ISO è una legge che riguarda il reclutamento e la selezione di persone idonee a formare una giuria per l analisi sensoriale. Si può scegliere personale sia esterno che interno; in EcolStudio è stata eseguita la prova esclusivamente con personale interno, selezionato tra laboratorio, settore consulenza e uffici.

19 Altro aspetto fondamentale: La valutazione Sensoriale >>> art. 3 - Non alterare sfavorevolmente le caratteristiche organolettiche Analisi sensoriale: valutazione dell odore e dell eventuale difetto organolettico provocato negli alimenti dal contatto con gli imballaggi (retrogusto o retro-odore estranei) UNI EN :2009: per carta e cartoni destinati a venire a contatto con gli alimenti UNI 10192:2000: per imballaggi primari destinati al confezionamento degli alimenti (es:plastica) Entrambe le norme prevedono prove olfattive e prove gustative dove viene valutata l intensità dell odore e del sapore attraverso la seguente scala di valori:

20 Altro aspetto fondamentale: La valutazione Sensoriale Scala dei punteggi 0: nessuna differenza di sapore/odore percepibile 1: differenza di sapore/odore appena percepibile e difficilmente definibile 2: differenza di sapore/odore debole ma definibile 3: differenza di sapore/odore netta 4: differenza di sapore/odore molto netta UNI EN :2009: si effettua la valutazione dell odore In un locale silenzioso, ben ventilato ed esente da odori, allestito come da ISO 8589, si effettua la valutazione dopo che i provini del materiale sono stati conservati in vasi di vetro per 20-24h a 23(+/-2) C al buio. Partecipano almeno sei giudici, in buona salute e non raffreddati.

21 Altro aspetto fondamentale: La valutazione Sensoriale Espressione del risultato: si calcola la media di tutti i punteggi individuati; se un risultato individuale differisce più di 1,5 deve essere scatato.

22 UNI EN :2009: si valuta la variazione di gusto causata da trasmissione di sostanze ad alimenti sottoposti a prova Condizioni di prova: per 40-48h a 23(+/-2) C al buio

23 La valutazione Sensoriale Un esempio pratico: un lotto di tovagliolini che presentavano cattivo odore: - Dopo aver ipotizzato le cause del problema decidiamo di valutare il profilo microbiologico, che permette di individuare elevato tenore di muffe e lieviti - Prova sensoriale UNI EN :2009 : punteggio 3, giudizi dei panelist concordanti

24 La valutazione Sensoriale Un esempio pratico: Dopo la valutazione sensoriale come da prassi siamo ricorsi alla conferma tramite tecniche strumentali: HS GC-MS e SPME-GC-MS PENTANALE ESANALE Aroma fresco, pungente Aroma tagliente

25 La valutazione Sensoriale Un esempio pratico: Le sostanze individuate appartengono agli off flavours che tipicamente si riscontrano nel ciclo produttivo cartario -Ipotesi: problematiche legate al ciclo delle acque di cartiera: Il controllo degli additivi utilizzati per la gestione del ciclo delle acque ha permesso di risolvere il problema

26 La valutazione Sensoriale Altro caso: Oggetto: carta accoppiata a plastica: Carta inodore plastica inodore prodotto accoppiato con la colla.. test sensoriale con risultato =3

27 Analisi Gc-Ms della colla: L urea di per sé non costituisce un off-flavour, è utilizzata nell industria del tabacco per esaltare gli aromi Però in particolari condizioni si degrada e genera ioni ammonio e quindi ammoniaca: J. Phys. Chem. B 2007, 111,

28 Carta non trattata: 0.4% di sostanze azotate Carta trattata: 3.8% di sostanze azotate Dopo analisi del componente urea effettivamente presente nella colla (fornito dal cliente): ipotesi di degradazione dell urea contenuta nella colla: possibile degradazione microbica? UFC/g Urea cbt 7.2x10^3 ufc/g

29 La valutazione Sensoriale Abbiamo parlato di off-flavours ma se sull oggetto ci fossero dei flavours?

30 La valutazione Sensoriale Campione di carta aromatizzata al Limone: Analisi con tecnica in SPME, tecnica elettiva per la determinazione degli aromi: microestrazione solid phase che sfrutta il potere adsorbente di una fibra: SPME Fiber Assembly 85um Carboxen/PDMS StableFlex, adatta a catturare flavours e off-flavours.

31 La valutazione Sensoriale Il composto rilevato corrisponde al terpinen-4-olo. La molecola è caratteristica di oli essenziali di limone NB: riconoscimento GC-MS basato sull utilizzo di libreria dedicata a flavours & off flavours, costruita negli anni partendo da estratti e oli essenziali noti e sostanze standard Da F. Tateo, M. Bononi, Chimica Analitica degli Aromi Vol.I, Ed. G.M. Ricchiuto Editore, Bussolengo (1999).

32 La valutazione Sensoriale Test SPME su alimento derivante da prova sensoriale (fette biscottate) La prova strumentale è stata abbinata a quella sensoriale, che non aveva fornito giudizio definitivo: assenza del terpene identificato nella carta

33 Altre prove fondamentali: studi di idoneità tecnologica Idoneità tecnologica di contenitori in carta e cartone accoppiati a plastica Talvolta l alimento o il simulante alimentare permeano lo strato di plastica raggiungendo lo strato in carta e cartone, che viene imbevuto totalmente: -l oggetto perde la sua forma e la sua funzione - L oggetto non è più utilizzabile, o in alternativa è necessario selezionare accuratamente condizioni di contatto e di utilizzo (alimenti o bevande destinati ad essere posti in contatto, temperature e durata del contatto)

34 Test dei microfori Test dei microfori o punti di spillo: evidenza della scarsa impermeabilità dello strato in plastica (bicchiere in carta rivestita da film plastico)

35 Carta e cartone destinati al contatto con gli alimenti >>> Verifiche analitiche correlate: - Ci sono norme dedicate alla verifica di materiali accoppiati di questo tipo: - La norma prevede migrazioni tramite l utilizzo di una cella, specificando che i metodi non sono applicabili se il materiale polimerico presenta pinholes (microfori)

36 Carta e cartone destinati al contatto con gli alimenti >>> Verifiche analitiche correlate: - Come si verificano i pinholes? DOMANDA SUCCESSIVA: microfori..o spessore del film polimerico insufficiente?

37 >>> Verifiche analitiche correlate: Oltre al problema è necessario trovare la soluzione! - Oltre a prove tecnologiche di questo tipo è necessario verificare spessore e integrità dello strato polimerico tramite prove più sofisticate, che eseguiamo presso centro esterno specializzato in analisi e ricerca nel campo dei polimeri: - PROVE ESEGUITE: spettrofotometria infrarosso con ATR e microscopio Analisi meccaniche a flessione e compressione Prove meccaniche a trazione utilizzando dinamometro (ASTM D638) Analisi termica DSC Analisi termica TGA GPC per analisi del peso molecolare dei polimeri Microscopia ottica SEM con microanalisi EDXS Diffrazione a raggi X Analisi meccaniche a flessione e compressione Analisi di permeabilità a vari gas

38 Idoneità tecnologica Verifiche analitiche correlate: Analisi SEM del bicchiere

39 Idoneità tecnologica Le analisi eseguite non hanno evidenziato, né tramite microscopia ottica né tramite microscopia elettronica presenza di difetti, fori o pori sulla superficie interna del bicchiere Indicazione al Cliente per risolvere il problema: aumentare lo spessore del film polimerico

40 Problematiche particolari : contaminazioni derivanti da packaging secondario >>> Presenza di contaminanti derivanti da packaging secondario Questo fenomeno si manifesta ad esempio con alcuni imballi in carta e cartone utilizzati come packaging secondario (scatola di riso e cereali in cartone contenente all interno busta in plastica che contiene l alimento). I problemi possono spesso derivare dagli inchiostri, dalle colle etc. : lo strato di plastica non è sufficientemente impermeabile al passaggio di contaminanti: effetto barriera insufficiente e passaggio all alimento di sostanze tossiche o generanti off-flavours Per risolvere il problema è necessario spesso: - aumentare lo spessore dello strato di plastica - Selezionare il polimero che presenti minore permeabilità al contaminante

41 Problematiche particolari : contaminazioni derivanti da packaging secondario >>> Effetto Barriera: quanti studi! Ad esempio migrazione di Mineral oil da carta e cartone accoppiata a film polimerici: Convegno BfR 2011

42 Grazie a tutti per l attenzione. Marinella Vitulli Coordinatore Settore MCA e Microbiologia Direttore di Laboratorio Ecol Studio S.p.A. Food Contact Expert AIBO n 035

43 E grazie a La realizzazione di queste attività (e di queste slides) è stata possibile grazie al General Manager Guido Fornari e al Team MCA Marinella Vitulli m.vitulli@ecolstudio.com Tel

44 Un azienda responsabile Laboratorio accreditato ACCREDIA n.0130 Per l elenco delle prove accreditate ACCREDIA consultare il sito Limitatamente al sito di Lucca Limitatamente al sito di Lucca