Sikre Fødevarekontaktmaterialer - en kemisk udfordring. IDA Levnedsmiddelselskabet Marts 2017 Gitte Alsing Pedersen, DTU Fødevareinstituttet

Transkript

1 Sikre Fødevarekontaktmaterialer - en kemisk udfordring IDA Levnedsmiddelselskabet Marts 2017 Gitte Alsing Pedersen, DTU Fødevareinstituttet

2 Fødevareemballager: *Beskytter *Forhindre kontaminering og fysiske skader *Reducerer fødevarer spild

3 Fødevarekontaktmaterialer (FKM) Innovative og funktionelle FKM: Antimikrobielle emballager Aktive og intelligente emballager Funtionelle Overflader Funktionelle Barrierer Bæredygtige materialer Recirkulering»Sikre FKM

4 En kemisk udfordring udgangsstoffer Reaktions- og nedbrydnings produkter fra udgangsstoffer (NIAS) Oversigt fra industri inventory lister løbende nye stoffer Knap 6000 stoffer til trykfarver i FKM Kun en mindre antal af stofferne er toksikologisk evaluerede

5 Migration E m P P F E - environment P - packaging F- food m E Q = f(t) m F m F Migration = mass transport from packaging to food

6 Funktionelle og Sikre FKM Dokumentation kræver: Konkret Viden Data Forskning Analysemetoder Beregningsmetoder Tox test metoder Risikovurdering

7 Bisphenol A i polycarbonat plast og dåselakker Anvendelse: I Polycarbonat plast I Epoxy lakker i konservesdåser (75% af dåser?) Effekter på: Lever og nyrer Hjerne og adfærd Reproduktionssystemet (hormonforstyrrende) Brystkirtel væv Metabolism og fedme t-tdi: 4 µg/kg bw/dag

8 Bisphenol A eksponering fra konserves < LOD 30 µg/kg < LOD 325 µg/kg Fødevarer = vigtigste kilde til BPA Biomonitering > beregnet indtag med kosten Andre kilder til eksponering: * Termisk papir (BPA additiv) (bidrag?) National * Food Forbrugerprodukter Institute, Technical University of Denmark (non-food) (bidrag?)

9 Bisphenol A substitution Undersøgelse (in vitro + QSAR) af stoffernes hormonforstyrrende effekter: Stoffer ER AR BPA BPB BPE BPF BPS 4-CP ER: østrogen receptor AR: androgen receptor (Vinggard et al., Miljø og sundhed, 21, juni 2015)

10 Genbrugspapir afspejler udvikling i kemikalie brug Bisphenol S (BPS) som substitution for bisphenol A (BPA) Undersøgelse af affaldspapir fra danske husholdninger Indhold af både BPA og BPS i: Kasseboner, kvitteringer og andet termisk papir Kontor papir Reklamer Kasser af bølgepap (Pivnenko et al., Waste Management, 2015)

11 Genbrugspapir og pap til FKM Pizzabakker: Pasta: Phthalater, Bisphenol A Fotoinitiatorer (primært BP) I fødevarer: Phthalater i modermælkserstatninger og cerealier til børn.

12 Mineralske olier (MOAH og MOSH) I FKM af genbrugspapir fra aviser og ugeblade mm trykt med offset tryk Migration til fødevarer cerealier, ris, nudler, chokolade, kager Analytiske en stor udfordringer Nogle er kræftfremkaldende nogle akkumulerende Ingen grænseværdier men måske på vej

13 Migration fra pap og papir Migration fra og igennem pap og papir: Diffussion gennem porer i materialet + Adsorption/desorption til/fra papir fibre Papir = Porøst materiale derfor dårlig barriere overfor migration

14 Sammenligning af jomfrueligt papir og genbrugs papir Jomfrueligt papir Jomfrueligt +20 % de-ink retur papir* + 40 % aviser uden tryk Returfibre af aviser og magasiner De-ink * Returfibre af aviser og magasiner Sum af stoffer i papiret mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg * De-inking med sæbe og hydrogen peroxid (Binderup et al., Food additives and Contaminants, 19, 13-28, 2002)

15 Trykfarver på emballage også en kilde til migration Fotoinitiatoter, FI, (UV tryk): >100 tilfælde af FI i fødevarer (EU Alerts) Isopropyl-thioxanthone(ITX) i modermælkserstatning BP og Methyl-benzophenon (4-MBP) i cerealer (Lago et al., FAC, 32, , 2015)

16 Betydende parametre Migration fra papir er hurtigere sammenlignet med migration fra plast (Pocas et al, 2011). Faktorer: Porestørrelse i papiret, tykkelse af materialet Tid og temperatur Luftfugtighed Funktionelle Barriere PE og PP plast: ikke en effektiv barriere PET plast og Aluminium: effektiv barrier

17 Genbrugs emballager en kemisk udfordring Citat: "Som forholdene er nu lader det ikke til at papir - og pap producenterne med sikkerhed kan sige at der ikke er kemikalier der migrerer over i fødevarerne i sundhedsskadelige mængder Politiken, oktober 2016

18 Test af Pap og Papir effect directed testing Udvikling af test strategi: Kombination af kemisk og Biologisk testning: Effect-directed testing (Cocktail project: Combination effects of chemicals, Fødevareforlig II, DTU )

19 Hormonforstyrrende stoffer kombinations effekter Pizza box: østrogen aktivitet (BPA og phthalater) Sandwich papir: anti-androgen aktivitet (stoffer i træ) Pop corn pose: genotoxicitet Risikovurdering af flere stoffer samtidigt (kemisk cocktail): Kemikalier med samme virkning: Additiv effekt dvs en sum af stoffernes effekt.

20 Per- og polyfluorinerede stoffer (PFS) i FKM PFS er: Effektive overfladeaktive stoffer Resistente overfor varme/kemikalier/slid Olie/fedt og vand afvisende. Anvendelse (høj tonnage) i f.eks.: - overflader og coatings - i pap papir - i elastomerer - i nanomaterialer, etc.

21 Toxicity of PFS: - highly bioaccumulative : 4-9 years half lives - binds to proteins (not to fat) - carcinogenic effect of PFOA in rats - endocrine disrupting effect of PFCA and FTOH - immunosuppressants - persistent in the environment - Many substances more data are needed PBT substances

22 Anvendelse af fluorstoffer i pap og papir FKM From Schaider et al., Environ Technol Lett. 2016

23 Per- and polyfluorerede alkyl forbindelser (PFAS) i FKM af pap og papir - PFAS: hydrophobic: ikke blandbar med vand polære del (oleophobic): ikke blandbar med olie eller fedtstoffer perpfas: (PFCA, PFSA) polypfas: (mono-, di-paps) Har et polært hoved, og en hydrophobisk hale

24 Dansk kortlægning af per- og polyfluorinerede stoffer i FKM ( ) 66 prøver FKM af pap og papir Samples Exposure of FKM samples Positive samples Samples > 90 ug/kg (action limit) 66 samples Extraction into 50% EtOH 26 (40 %) 7

25 Total fluor versus specifikke fluorstoffer i FKM af pap og papir (2015) Total F: 0,5 450 µg F/dm 2 1. detektion 2. detektion Specifikke stoffer målt i 1 pr.: 0,08 µg PFOA ækv./dm 2

26 Udfordringer ved vurdering af PFAS i FKM Mange forskellige stoffer og løbende nye stoffer i anvendelse Kræver up-date egnede analysemetoder Standard stoffer mangler for mange af de anvendte stoffer Identifikation og kvantificering af stofferne er vanskelig Migration af PFAS til fødevarer mangler Nødvendig for vurdering af human eksponering af PFAS

27 Næste skridt mod mere viden om PFAS >>Viden om baggrunds niveau ( grænseværdi) Validering af analysemetode til bestemmelse af total organisk fluor (PFAS) >>Viden om eksponering Analyse af specifikke PFAS: Højt opløseligt masse spektrometri (LC-TOF MS) og NMR til identifikation af PFAS Analysemetoder til både FKM og fødevarer

28 Fremtidens FKM i en EU cirkulær økonomi EU aktion plan for en circulær økonomi: Stærkt fokus på øget recirkulering af alle væsentlige materialer i EU. Mål: 75 % af al emballage affald skal genanvendes i % af plast emballage affald skal genanvendes i Fødevaresikkerheden udfordret! Øget risiko for kemisk forurening af materialerne gennem deres forskellige anvendelsesområder og sammenblanding af materialer. (European Commission, Communication from the Commission to the European Parliament,

29 EU plast forbrug fordelt på områder og polymertyper Plastics Europe, Plastics the Facts An analysis of European plastics production, demand and waste data. Plastics Europe

30 Gældende regler en udfordring EU regulering 282/2008, Article 4: Det færdige FCM af recirkuleret plast skal overholde EC 1935/2004, Article 3. Råvaren til recirkuleret plast skal overholde directive 2002/72/EC (->EU 10/2011). Mulige løsninger: Enten plast input fra et lukket kontrolleret kredsløb af plast beregnet til fødevarekontakt uden forureninger. Eller reducere kemiske forureninger i råmaterialet til et niveau der ikke giver risiko for menneskers sundhed (og overholder regulering EU 10/2011).

31 Genbrug af materialer kræver Rettidig Omhu Genbrugspapir og pap er generelt kontamineret med kemikalier fra ikke FKM materialer (BPA, phthalater, mineralske olier, BPS.) Sorte køkkenreskaber af nylon plast forurenet med høje konc. af primære aromatiske aminer Mange ressourcer analyselaboratorier, kontrolmyndigheder gennem år. Senest: Recirkuleret plast fra husholdninger fundet kontamineret med bromerede flamme hæmmere (BFRs) og phthalater.

32 I cirkulær økonomi bliver output senere et nyt input det gælder også indhold af kemikalier

33 Innovative og sikre FKM i fremtiden kræver helhedssyn og samarbejde Tak for jeres opmærksomhed