Рівень міграції е-капролактаму і гексаметилендіаміну встано­влюють методом хроматографії, формальдегіду і фенолу — фо­тометричним методом; бензолу і метанолу — газохроматографіч- ним методом. Токсичні елементи (свинець, кадмій, цинк, мідь, ртуть і миш'як) визначають атомно-абсорбційним методом. Ток­сикологічні дослідження поліамідних оболонок проводять екс- прес-методом із застосуванням кліткового тест-об'єкта (сперма великої рогатої худоби). Одержані результати обробляють загаль­ноприйнятими методами санітарної статистики.

Безпеку поліамідних оболонок оцінюють комплексно за чоти­рма позиціями:

• органолептичні дослідження;

• міграція основних інгредієнтів, які входять у рецептуру обо­лонок;

• продукти деструкції;

• наявність солей важких металів і миш'яку як можливих до­мішок, що забруднюють сировину.

Органолептичні дослідження орієнтують на необхідність на­ступних лабораторних досліджень оболонок: одержані витяжки мають бути прозорими, безкольоровими, без запаху (0 балів).

При вивченні міграції хімічних речовин із поліамідних оболо­нок стверджується, що в усіх досліджених зразках вміст е-кап- ролактаму і гексаметилендіаміну не перевищував допустимі кількості міграції (ДКМ) (табл. 10.6). Міграції бензолу не вияв­лено.

За результатами досліджень виділення продуктів деструкції із поліамідних оболонок у модельні середовища (формальдегіду, аміаку, метанолу, фенолу) встановлено, що рівні міграції у витяж­ках зі всіх оболонок не перевищують допустимих.

З метою визначення вмісту солей важких металів і миш'яку в досліджених витяжкаї із поліамідних оболонок не встановлено перевищення допустимого рівня (табл. 10.7).

10.8. Організація контролю якості полімерної тари

Основні методи контролю якості полімерних матеріалів пе­редбачають ідентифікацію полімерів, а також визначення фізико- механічних, фізико-хімічних, фізичних, технічних та технологіч­них властивостей.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПОЛІМЕРІВ ЗА ГОРЮЧІСТЮ Полімер	Горючість	Особливості горіння	Запах	Колір паперу
Поліетилен (ПЕ)	Добра	Плавиться, горить, пускаючи краплі	Характерний для парафіну	Чорний
Поліпропілен (ILLl)	Добра	Плавиться, горить, майже не пускає краплі	Характерний для парафіну	Чорний
Полістирол ДІС)	Добра	Горить з утворенням чорного диму, дуже усаджується при наближенні вогню	Характерний для мокрого стиролу	Чорний
Полівінілхлорид 0TBX)	Погана	Колір вогню, характерний для хлоровмісних речовин, при горінні полімера утворюється чорний дим, який гасне при видаленні вогню	Специфічний різ­кий	Чорний
Полівініловий спирт (ПВС)	Добра	Яскраво горить, плавиться	Горілої вовни	Світло- попелястий
Полівінілден- хлорид ОТВДХ)	Середня	Усаджується при наближенні вогню, горить зеленим полум'ям	Специфічний різ­кий	Чорний
Целофан	Добра	Горить добре, аналогічно паперу	Горілого паперу	Залишається небагато попелу

З фізико-механічних показників контролюють: твердість за Брінеллем при певному навантаженні, модуль пружності при розтягуванні, стискуванні, зминанні, стійкість до проколювання матеріалів із плівки, еластичність та міцність.

До фізико-хімічних властивостей відносять зміну маси, ліній­них розмірів та механічних властивостей під дією хімічних засо­бів, стійкість до розтріскування під напругами, паропроникли- вість за 24 год, водопроникливість за 24 год, водопроникливість у холодній та гарячій воді, вологість та водостійкість, проникність органічних розчинників.

Визначено бар'єрні дії целофанових плівок стосовно води за­лежно від активності води всередині і зовні плівки. Для оцінки моделі сорбції води, перевірку проникності здійснюють при тем­пературі 30 °С і кількох значеннях активності парів води.

Фізичні властивості тари характеризують: коефіцієнт тертя, щільність, теплостійкість, температура розм'якшення, морозостій­кість, світлопроникність, електричні та електростатичні властивості.

Технічні та технологічні властивості характеризують: усадку, стійкість до старіння під дією природних та кліматичних факто­рів, стійкість до зношування.

Багато видів полімерів можна ідентифікувати за горючістю (табл. 10.8).

Контроль якості полімерної тари

Методи визначення якості полімерної упаковки можна поді­лити на дві групи: визначення властивостей упаковки в процесі виготовлення і при її розробці. За допомогою методів першої групи контролюють зовнішній вигляд, масу, місткість, геометри­чні розміри, шершавість поверхні, герметичність і стійкість до дій навантажень у різних умовах, міцність зварних швів упаков­ки. За допомогою методів другої групи визначають хімічну стій­кість, формостійкість, проникність, вібростійкість, стійкість до навантажень під час транспортування (рис. 10.1).

Запропоновано методи контролю якості пакувальних матеріа­лів для харчових продуктів:

• метод швидкого визначення формальдегіду в пакувальних мате­ріалах для харчових продуктів методом осцелографічної полярографії. Градуйований графік лінійний у діапазоні концентрацій 0,005—0,25 мг/л, межа визначення становить 0,005 мг/л, міра об'єктивності — 92,3—104,6 % і відносне стандартне відхилення — 0,011—0,030;

Рис. 10.1. Показники якості полімерної тари

• внаслідок дослідження динаміки змін показників якості ікри в полімерній тарі під час зберігання встановлено, що якість ікри у ку- ботейнерах із полімерних матеріалів відповідає вимогам діючого ста­ндарту і СаНПіН протягом 9 місяців. Це дозволяє зробити висновок, що строк зберігання ікри в куботейнерах при температурі -4 — 6 °С становить не більше 8 місяців і збігається за тривалістю витримуван­ня бочкової ікри лососевих. Якість ікри у поліетиленових відрах з пе­ргаментом вища, ніж у відрах з поліетиленовим вкладишем;

• при дослідженні впливу сорбції ароматичних речовин на проникність для кисню плівкових матеріалів на основі поліети­лену низької густини, поліпропілену, полікарбонату і поліетилен- терефталату використано систему безперервного ізостатичного потоку. Полімери витримували при 40 °С у контакті з леткими компонентами — лимоненом, гексилацетатом, нонаноном і дека- налем. Після витримки частину зразків досліджували хромато­графічним способом для визначення сорбції, а другу частину ви­пробовували на проникність для кисню (при 25 °С). При витрим­ці протягом 8 годин зразки ПЕНГ і ПП виявили лінійне зростання проникності (відповідно на 21 і 130 %). Проникність ПК лінійно зменшується (на 11 % за 21 добу). Для ПЕТ сорбція ароматичних речовин не впливає на проникність плівки для кисню;

• розроблено математичну модель, яка дає змогу оцінити во­логостійкість нейлонових плівок як функцію активності води з

однієї або другої сторони матеріалу. Сорбція і коефіцієнт водо- проникності відповідають загальноприйнятим значенням для нейлонових плівок; • трихлоранізол проходить крізь ущільнюючі деталі упаковок і потрапляє в напої, що створює проблему забруднення продуктів леткими органічними речовинами. Зберігання напоїв у нестандарт- них умовах і проникність органічних речовин крізь ущільнення можуть стати причиною попадання в напої небажаних речовин. Розроблено метод визначення проникності нафталіну крізь ущіль- нення крончатих ковпачків, нагвинчувану закупорку і пляшки із ПЕТ. Нафталін використано як замінник інших неполярних орга- нічних речовин. Значна різниця і проникність помітні при випро- буванні крончатих ковпачків різними видами ущільнення. У пляш- ках із пластиків для пива також спостерігається різна проник- ність нафталіну. 10.9. Медичні аспекти використання полімерних матеріалів і тари для упакування харчових продуктів Полімерні пакувальні матеріали і тара широко використову- ються в харчовій промисловості і в більшості випадків вони мо- жуть безпосередньо контактувати з продуктами (табл. 10.9). Таблиця 10.9 АСОРТИМЕНТ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ У РІЗНОМАНІТНИХ МАТЕРІАЛАХ Продукти	Скло	Метал	Тканина	о я е р е ¢^	Папір	Ламінати	Полімери
Молоко і кисломочні продукти	+	-	-	-	-	+	+
Масло і сири	+					+	+
Сипучі продукти (борошно, цу­кор, крупи)	-	-	+	-	+	-	+
Безалкогольні та алкогольні напої	+	+	-	+	-	+	+
Хліб і хлібобулочні вироби	-	-	-	-	-	-	+
Рибні продукти	-	-	-	-	-	-	+

Продукти	Скло	Метал	Тканина	о я е р е ¢^	Папір	Ламінати	Полімери
М'ясні продукти	+	+	-	+	-	+	+
Свіжезаморожені продукти	+	+	-	-	-	+	+
Овочі і фрукти:
свіжі	-	-	-	-	+	+	+
заморожені	-	+	+	+	+	+	+

Переваги полімерної тари порівняно зі скляною, що викорис­товується для пакування і зберігання безалкогольних напоїв, на­ведено в табл. 10.10. Таблиця 10.10 ВИКОРИСТАННЯ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ПЛЯШОК ПІД БЕЗАЛКОГОЛЬНІ НАПОЇ Напої	Тара, 1996 р.	Тара, 2000 р.
Вода	Поліетилентерефталат
	2 %	40 %
Лимонад	26 %	65 %
Напої «Cola»	50 %	80 %
Вода	Скло
	84 %	44 %
Лимонад	50 %	15 %

Значна частина виробничих підприємств надає перевагу полі­мерній тарі, оскільки вона легка, естетично оформлена, різнома­нітна за формою, економічна і стійка до негативних дій довкілля.

При формуванні багатошарових пакувальних матеріалів ура­ховують природу харчового продукту, терміни і умови його збе­рігання, деякі інші особливості, що досягається відповідним по­єднанням різних матеріалів з високою чи вибірковою здатністю не пропускати гази, рідини або жири крізь шари упаковки. На­приклад, поєднанням поліетилену, поліпропілену, полікарбонату

з поліамідом, етиленвініловим спиртом, полівінілхлоридом отримують матеріали з комплексом властивостей, які дозволяють використовувати їх для вакуумного пакування м'ясних напівфаб­рикатів, сиру, заморожених продуктів.

Розширюється мережа застосування металізованих полімер­них матеріалів, особливо ламінату целофан-металізований-цело- фан і ламінату металізований целофан-поліетилен. Упаковки, у складі яких використовується алюмінієва фольга, отримані шля­хом поєднання з поліетилентерефталатом і поліетиленом, харак­теризуються механічною міцністю, термозварюваністю, газо- і вологонепроникністю. Вони широко використовуються для фа- сування кондитерських виробів, харчових напівфабрикатів, мо­лочних продуктів.

Використання полімерних матеріалів, за свідченнями деяких авторів, дає змогу підвищити рівень безпеки підприємств зі збе­рігання і переробки зерна, поліпшити санітарно-гігієнічний стан виробничих приміщень, значно скоротити втрати зерна при збе­ріганні.

Багатошарові пакувальні матеріали можуть бути джерелом за­бруднення шляхом міграції у продукти як компонентів полімер­них матеріалів, так і інших забруднювачів, присутність яких зу­мовлюється використанням недоброякісної сировини, недотри­манням умов зберігання полімерних матеріалів, порушенням технології їх отримання та низкою інших факторів. Усе це може вплинути на органолептичні властивості продуктів і створювати загрозу для здоров'я людей.

Для оцінки придатності полімерних матеріалів до фасування окремих продуктів проводять санітарно-гігієнічні і токсикологіч­ні дослідження, мета яких полягає в тому, щоб виявити хімічні речовини та їх допустимі кількості, що можуть переходити у хар­чові продукти. При експертній оцінці полімерних матеріалів, які використовуються для упаковки харчових продуктів, слід урахо­вувати, що мігруючі з них компоненти можуть вступати у взає­модію зі складовими частинами продуктів харчування і утворю­вати хімічні сполуки, які відрізняються від вихідних. Так, нітрити ковбасних виробів можуть вступати у взаємодію з амінами, що входять до рецептури полімерних матеріалів, і утворювати нітро- заміни.

Для ефективної оцінки традиційних і нових синтезованих по­лімерів, скорочення тривалості експерименту, підвищення досто­вірності результатів біотестування, виключення чинника суб'єк­тивності при виконанні досліджень, збільшення продуктивності і

технологічності проведення дослідів розроблено спеціальну ав­томатизовану біолабораторію — «БІОЛА». Вона дає змогу про­водити дослідження і культивувати тест-об' єкти в автоматично­му режимі. Цими об'єктами можуть бути різні водні організми, які використовуються в екологічних і біотоксикологічних дослі­дженнях, наприклад, дафнії, інфузорії різних видів. З викорис­танням цього приладу при сертифікації можна оцінювати не тіль­ки безпечність нових полімерних матеріалів, різних упаковок і ковбасних оболонок, але й здійснювати контроль за використан­ням імпортних полімерних матеріалів для упаковки продоволь­чих товарів.

При контакті пакувальних матеріалів з білоквмісними продук­тами існує вірогідність утворення комплексу важких металів з бі­лками, дія яких на організм людини суттєво відрізняється від впливу важких металів.

Існує потенційна можливість нанесення шкоди здоров'ю лю­дини стабілізаторами і компонентами типографської фарби, які можуть мігрувати із полімерних пакувальних матеріалів. Під час експертної оцінки імпортних полімерних матеріалів виникають певні труднощі, зумовлені відсутністю у більшості випадків ін­формації про рецептурний склад цих матеріалів і їх кількісний вміст. В основному імпортні матеріали надходять у вигляді бага­тошарових плівок з різними типами полікомпонентних компози­цій, на поверхні яких з однієї або обох сторін, а часом і в шарі матеріалу, нанесені малюнки і написи фарбами невідомого скла­ду. Супровідні документи, як правило, містять назву матеріалу, а часом посилання на документ, згідно з яким матеріал дозволений для використання у контакті з продовольчими товарами.

Усе це потребує посиленого державного нагляду за випуском і експлуатацією, а також здійснення контролю на всіх стадіях ви­робництва, закінчуючи експертною оцінкою готової продукції.

Для проведення санітарно-гігієнічної експертизи полімер­них матеріалів нового покоління, що використовуються для пакування продовольчих товарів, необхідно розробити нову методологію санітарно-хімічної і токсиколого-гігієнічної оцін­ки їх безпеки.

Найбільш актуальною ця проблема є для оліє-жирової (олії, майонез), молочної (тара для плавленого сиру, сметани, сиркових виробів), м' ясної (оболонки для ковбасних виробів і копченостей тощо) промисловостей.

Вважається, що нова упаковка Lean Pack є екологічно нешкід­ливою.

Згідно з міжнародною практикою, що склалася, полімерні ма­теріали повинні задовольняти ряд вимог, тому що низькомолеку­лярні сполуки, що мігрують із полімерних плівок і застосовують­ся для виробництва пластмас, створюють реальну небезпеку для здоров'я людини:

• залишки непрореагованих мономерів;

• речовини, які добавляють до полімеру для надання йому спеціальних властивостей (пластифікатори, стабілізатори);

• синтетичні органічні барвники, міграція яких усередину вміс- тимого може негативно вплинути на колір, смак і запах продукту;

• важкі метали.

Полімерні матеріали мають ряд переваг порівняно з іншими

• вони міцні, легкі, вологонепроникні і надзвичайно економні. Захист продукції від забруднення здійснюється в тому випадку, коли вони не виділяють шкідливих речовин за рахунок пластифі­каторів, наповнювачів, барвників, стабілізаторів, каталізаторів, газоутворювачів, затверджувачів та інших сполук. В їхньому складі можуть зустрічатися навіть токсичні сполуки, а саме плас­тифікатори — похідні фталевої і фосфорної кислот, стабілізатори

• аміни і феноли; каталізатори — солі і окисли важких металів.

У полімерах також можуть міститися токсичні залишки, які не

вступили в реакцію вихідних мономерів — феноли, формальде­гід, капролактам, стирол. Фенол і альдегід діють на нервову сис­тему, можуть зумовити екзему і дерматити. Капролактам веде до судинних неврозів та змін у печінці; стирол негативно впливає на печінку, нервову та судинну системи. Більшість цих сполук ви­являють канцерогенну, мутагенну та алергенну дії.

З метою охорони здоров'я споживачів створено і діє система гігієнічного контролю за виготовленням і використанням полімер­них матеріалів. Підприємства, які виготовляють, фасують, збері­гають і реалізують сировину чи полімерні матеріали, повинні до­тримуватись відповідних вимог, особливо щодо тих, які контак­тують з продовольчими товарами.

За складом і фізико-хімічними властивостями полімерна упаковка продовольчих товарів повинна задовольняти відповід­ні вимоги стандарту. Її призначення повинно бути чітко визна­чено. Наприклад, фенопласти не придатні для пакування продо­вольчих товарів, а амінопласти підходять лише для сухих продуктів. Рідкі і гарячі страви не можна фасувати у тару з окремих марок стиролу.

Перелік полімерних матеріалів, допущених для використання у харчовій промисловості, затверджується щорічно. Періодично

виходять друком збірники з оцінки синтетичних матеріалів, які контактують з продовольчими товарами.

Координує контроль за впровадженням нових полімерів спе­ціальний комітет, створений на базі Українського ВНДГШТОКСа (м. Київ). За дозволеними до використання полімерними матеріа­лами здійснюється державний санітарний нагляд, робляться ви­сновки на підставі лабораторних досліджень дослідних варіантів і виробів першого масового випуску. Надалі проводяться пері­одичні перевірки.

Усім підприємствам, які починають виробництво продукції з полі­мерних матеріалів, що буде контактувати з продовольчими товарами, обов' язково слід подавати нормативну документацію до територіаль­ної санепідемстанції. У цих документах вказується: найменування, ма­рка, призначення, умови застосування, методика лабораторного конт­ролю маловідомих речовин, введених у рецептуру даного матеріалу.

До імпортних полімерних матеріалів ставляться такі самі ви­моги, як і до вітчизняних. Вони не повинні змінювати органолеп­тичних властивостей продуктів і не вступати з ними у хімічні ре­акції та передавати токсичні речовини у дозах, які перевищують гранично допустимі.

Гігієнічна оцінка харчової тари, посуду і пакувальних матері­алів із пластичних мас починається з визначення їх запаху. Якщо він виявлений, то наступні дослідження не проводяться, а виріб вважається непридатним для подальшого застосування.

Тару і пакувальні матеріали, що призначені для сухих продук­тів (печиво, чай, крупи, макаронні вироби), досліджують за до­помогою сорбенту (частіше це хліб), який щільно упаковують у дослідний матеріал і протягом певного часу (від 2 до 10 діб) ви­тримують у термостаті при кімнатних умовах. Контрольний зра­зок сорбенту в тих самих умовах зберігають у щільно закритому скляному посуді. Якщо сорбент змінює колір, смак або набуває стороннього запаху під впливом упаковки, зразок бракують.

Більш жорсткі вимоги ставляться до матеріалів і тари, що ви­користовують для упакування продуктів з високим вмістом білка, жиру тощо. Їх досліджують методом витяжок, обробляючи у ви­значених режимах розчинами кухонної солі, етилового спирту, харчових кислот. Після цього витяжки перевіряють на наявність у них токсичних речовин: фенолу, формальдегіду, стиролу, капро­лактаму, солей свинцю, міді, цинку тощо.

У випадку виявлення у витяжках токсичних сполук (продуктів розкладу полімерів, стабілізаторів та інших компонентів) прово­дять токсикологічну експертизу на дослідних тваринах.

Залежно від результатів токсикологічних досліджень встанов­люють основний критерій гігієнічної оцінки речовин — допус­тиму кількість міграції (ДКМ).

ДКМ = Дм/V,

де Дм — максимально допустима добова доза даної речовини для людини, мг/кг;

V — кількість харчових продуктів середньодобового раціону людини.

Дм = ab/c,

де а — гранична добова доза речовин, мг/кг;

b — середня маса тіла людини, кг;

c — коефіцієнт запасу.

Величина с встановлюється залежно від ступеня токсичності речовин:

• нетоксичні — до 10;

• малотоксичні — до 30;

• середньотоксичні — до 50;

• токсичні — до 100.

Найбільш токсичними вважають стирол, вінілхлорид, акрило­нітрил.

Пластичні матеріали в основному не здатні до біохімічного розкладання і тому не підлягають і не придатні до компостуван­ня. Деякі пластмаси містять стабілізатори або пігменти, у складі яких можуть бути важкі метали.

При повному спалюванні поліетилену і поліпропілену утво­рюється вода і окис вуглецю без залишків. Полівінілхлорид на­половину складається із хлору, тому при його спалюванні утво­рюється хлористий водень, а при неповному згоранні — різні ви­ди токсичного диму, які містять хлорвуглевод, а також водень через утворення ціанідів.

З метою зниження шкідливих наслідків полімерної упаковки необхідно:

• збирати і повторно переробляти упаковку традиційними способами;

• використовувати полімерні композиції, здатні переходити в розчин і піддаватися вторинній переробці;

• розробляти і використовувати біорозкладувальні полімерні матеріали;