FEICA Perspektifiyle Gıda Sektöründe Mineral Yağ Hidrokarbonları İçeren Yapıştırıcılar
Yapıştırıcılar, gıda ambalajlarında kullanılan en önemli bileşenlerden biridir ve mineral yağlar, mumlar, reçineler ve oligomerler gibi çeşitli maddeleri içermektedir.
Özellikle son yıllarda, ambalajların yol açabileceği muhtemel sağlık problemlerine dair kaygılar gündeme gelmekte ve yapıştırıcıların önemli bir bölümü insan sağlığına
zararlı olabilecek mineral yağ hidrokarbonları içerdiğinden, birçok uluslararası organizasyon
bu konuda düzenlemeler yapmak için çaba göstermektedir.
Mineral yağ hidrokarbonları (MOH’ler)
Mineral yağ hidrokarbonları (MOH’ler), her ortamda bulunan büyük bir organik kimyasal
grubudur.
MOH’ler kompleks kimyasal karışımlardır ve çoğunlukla ham petrolden elde edilirler.
MOH kaynaklı gıda kontaminasyonun farklı kaynakları vardır: MOH’ler; plastikler, yapıştırıcılar, kauçuk ürünler, jüt ve sisal lifleri, mumlu kağıt ve karton ve baskı mürekkepleri gibi gıda ile temas eden birçok farklı malzemede (FCM’ler) katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.
MOH’ler ayrıca, gıda ve FCM’lerin üretimi sırasında yağlayıcı ve köpük gidericinin yanı sıra temizleyici ve yapışmaz maddeler olarak da aplike edilmektedir.
Çevre kirliliği ve kasıtlı olmayan ambalaj kontaminasyonu, gıdalardaki diğer MOH kaynaklarıdır. Özellikle geri dönüştürülmüş kağıt ve kartondan yapılan gıda ambalajları, esas olarak mineral yağ bazlı, gıda sınıfında yer almayan, gazete mürekkebi kaynaklı yüksek düzey MOH içermektedir.
MOH’lar temel olarak mineral yağ doymuş hidrokarbonlardan (MOSH) ve mineral yağ aromatik hidrokarbonlardan (MOAH) oluşmaktadır.
Parafinler olarak bilinen açık zincirli, sıklıkla dallı olan hidrokarbonlar ve siklik, doymuş hidrokarbonlar ise MOSH’u (yaygın olarak naftenler olarak adlandırılır) oluşturur. MOAH’a mono veya polisiklik aromatik hidrokarbonlar dahildir.
Genel olarak, naftenler ve MOAH oldukça alkalidir. MOAH, mutajenik ve kanserojen özelliklerinden dolayı en toksik fraksiyonu temsil eder, bir MOH karışımının bileşimini güçlü bir şekilde etkiler ve bu da onun toksisitesini belirler. MOSH daha az toksiktir, ancak insan dokularında birikerek mikrogranülomlar oluştururlar.
MOAH ayrıca potansiyel bir endokrin bozucu olarak kabul edilmiştir. Birçok hastada, beslenme dışı kaynaklara bağlı olarak ortaya çıkan MOH’lere maruz kalma sonucunda otoimmün tepki geliştiği gözlemlenmiştir.
Migrasyon
Gıda ambalajı; ambalaj malzemesi, gıdanın özellikleri ve saklama sıcaklığı, UV ışığına maruz
kalma ve ürün depolama süresi gibi birçok faktöre bağlı olarak gıda ile etkileşime girebilmektedir.
Bu etkileşim, migrasyon olarak bilinen ve gıda ile etkileşimde bulunan ambalaj materyallerinden besinlere doğru gerçekleşen bulaşmalara yol açmaktadır. Gıda ile temas halindeki tüm ambalaj materyalleri, gıda ile tek veya çift yönlü olarak etkileşime girmektedir.
Ambalajdan gıdaya geçebilen kimyasallar çok çeşitlidir ve ambalaj malzemesinin türüne bağlıdır. İnert malzemelerde (paslanmaz çelik, seramik, cam), yalnızca gıda maddesiyle doğrudan temas halinde olan iç yüzeyden gelen kimyasallar geçebilir.
Bu geçiş, iç yüzeyden besine yüzey değişimi yoluyla meydana gelmektedir. Ambalaj
malzemesinin içinden veya dışından (baskı mürekkepleri, yapıştırıcılar) kimyasal yayılımı mümkün değildir.
Bu, inert materyalin küçük gözenek boyutlarına sahip, moleküllerin ve tek atomların geçmesini önleyen kimyasal yapısından kaynaklanmaktadır.
Bununla birlikte, cam ambalajlı yağlı gıdalar, kapaktan plastikleştiricilerin (epoksitlenmiş soya fasulyesi yağı (ESBO) ve ftalatlar gibi) taşınmasıyla kontamine olabilir. Dikkatli üretim veya özel olarak geliştirilmiş düşük migrasyonlu kapakların kullanılmasıyla migrasyon azaltılabilir.
Kağıt, karton ve plastik gibi inert olmayan malzemeler doğrudan bir migrasyon kaynağı olabilir. Kimyasallar ayrıca ambalaj yoluyla dışarıdan da geçebilir.
Kağıt mukavvadan kuru gıdalara geçtiği ortaya konulmuş olan baskı mürekkepleri buna bir örnektir. Kağıt bazlı malzemelerin büyük gözenek boyutu, daha küçük moleküllerin dışarıdan içerideki yiyeceğe geçmesine olanak tanır.
Geçiş önleyici malzemelerinin kullanımı, gıda kontaminasyonunu önemli ölçüde azaltabilir.
İçinde gıda maddesi bulunan, alüminyum folyo ve geçiş önleyici özelliği olan plastikten yapılmış bir iç poşeti olan karton, bu tür maddeler arasındadır.
Özel bir migrasyon durumu ise ofset migrasyondur. Bu tür geçişlerde, bir gıda ambalajının
baskılı dış tabakası, her iki tabaka birbiriyle doğrudan temas halindeyken kimyasalları gıda
ile doğrudan temas eden iç tabakaya aktarabilir.
Ofset geçişi, içecek kartonları rulolar halinde saklandığında veya kağıt bardaklar iç içe yerleştirildiğinde gerçekleşir.
Mineral Yağ Hidrokarbonları (MOH) Analizi
Ambalajdan gıdaya kimyasal aktarımın boyutunu belirlemek için, gerçek gıda maddelerinde
değil, gıda simülantları olarak da bilinen gıda benzerlerinde ölçüm yapılır.
Gıda benzerleri, kimyasal analizi kolaylaştırması nedeniyle gıda yerine kullanılmaktadır: Kimyasal tespit ve niceleme, ilgili her kimyasal ve gıda benzeri türü için özel olarak geliştirilmiş analitik yöntemler gerektirmektedir.
Gıda benzerleri kimyasal özellikleri bakımından farklılık göstermektedir, bu nedenle her biri birkaç farklı gıda türünü temsil eder: hidrofilik (su bazlı), lipofilik (yağlı gıdalar) veya amfifilik (hem sulu hem de yağlı özelliklere sahip gıdalar).
Örneğin, yağlı bir gıdaya geçiş, gıda benzeri bitkisel yağ ile ölçülür. Gıda benzerleri Simülant A (%10 etanol) veya Simülant B (%3 asetik asit), su bazlı yiyecek ve içeceklerde kullanılmaktadır.
Kuru gıdalar, özel bir gözenek boyutuna sahip sentetik bir polimer ile simüle edilmektedir. Amfifilik olan tereyağı ve diğer gıdalar ise %50 etanol solüsyonu ile simüle edilmektedir.
Geri dönüştürülmüş kağıt ve kartondan yapılan ambalaj malzemelerinde yüksek MOH seviyelerine sıklıkla rastlanması, bu kontaminasyonların nasıl azaltılacağı konusunda bir tartışma başlattı.
Geri dönüştürülmüş kağıt ve kartonlar, genellikle FCM dereceli malzemelerden oluşmaz. Geri dönüştürülen gazeteler, dergiler ve diğer kağıt türleri; mineral yağ bazlı baskı mürekkepleri, yapıştırıcılar, kaplamalar, katkı maddeleri ve önceki kullanımlardan kaynaklanan kontamine edici maddeler içermektedir.
Mineral yağ bazlı baskı mürekkeplerinin değiştirilmesi, uzun vadede geri dönüştürülmüş kağıt ve kartondaki MOH’lerin yükünü azaltmak için atılan ilk adım olacaktır.
İç torbalar ve geçiş önleyici katmanlar, MOH’lerin geri dönüştürülmüş kağıt ve kartondan gıdaya geçişini azaltmak için halihazırda geniş çapta uygulanmaktadır.
Yapıştırıcılarda Migrasyonu Önlemek
Bu bağlamda, yapıştırıcı üreticilerinin gıda maddeleri ile mineral yağ hidrokarbon temasını değerlendirmeleri, gerekirse azaltmaları veya ortadan kaldırmaları önemlidir.
Öncelikle yapıştırıcılarının kullanım amacına ilişkin bir risk değerlendirmesi yapılmalıdır. Bu noktada, kimyasal bulaşanların gıda ile temas eden maddelerden gıdaya geçmesi olarak tanımlanan migrasyon riskinin önlenmesi hayati önem taşımaktadır.
Yapıştırıcılar genellikle ambalajın %5’inden daha azını oluştursa ve doğrudan gıda teması amaçlanmasa da, kenarlarda ve ek yerlerinde veya ambalajın içinden uçucu maddeler geçtiğinde istenmeden temas gerçekleşebilir.
Bu nedenle, Avrupa Yapıştırıcı ve Mastik Endüstrisi Birliği (FEICA) tarafından 27 Mayıs 2016 tarihinde yayınlanan kılavuzda belirtildiği üzere, genel migrasyon yalnızca bir inertlik ölçüsüdür ve toksikolojik bir önemi yoktur, belirli bileşiklerin migrasyonunun analizi çok daha önemlidir.
Bununla birlikte, tarama amaçları dışında, yapıştırıcıların ayrı ayrı bileşikler olarak test edilmesindense, gerçek kullanım koşulları altında bitmiş gıda ile temas eden malzemelerin
(FCM) test edilmesi tercih edilmektedir.
Alt tabaka veya yapı malzemesi olmadan saf yapıştırıcı üzerinde yapılan testler, birçok faktörün göz ardı edilmesinin bir sonucu olarak, gıda maddesine geçişin olduğundan fazla tahmin edilmesine neden olabilir.
FEICA tarafından yayınlanan kılavuza göre, bu faktörler arasında sertleşme süreleri ve koşulları, yapıştırıcının diğer FCM katmanlarıyla etkileşimi, diğer FCM katmanlarının geçiş önleyici özellikleri ve bileşenlerin FCM içindeki dağılımı yer almaktadır.
Kompleks kimyasal yapıları ve potansiyel FCM uygulamalarının kapsamı nedeniyle, migrasyon testi koşulları her yapıştırıcı grubu için ayrı olacak şekilde uyarlanmalıdır.
Kılavuzda yer verilen yapıştırıcı grupları arasında reaktif poliüretan (PU) yapıştırıcılar, doğal
polimer bazlı yapıştırıcılar, dispersiyonlar, emülsiyonlar (vinil asetat polimerleri (PVAc)
veya etilen vinil asetat (EVA) kopolimerleri bazlı yapıştırıcılar ve akrilik bazlı yapıştırıcılar
dahil) stiren akrilat terpolimerleri ve reaktif sistemler dahil olmak üzere polimerler ve kopolimerler, soğuk mühürler, sıcak mühürler hot melt yapıştırıcılar yer almaktadır.
Yapıştırıcı üreticilerinin, formülasyonlarda kullanılan ve migrasyon riski oluşturan mineral yağ hidrokarbonlarının 10/2011 (FCM No. 93, 94, 95) sayılı Yönetmelikte (AB) listelenip listelenmediğini kontrol etmesi gerekir.
Böyle bir durumda Plastik Yönetmeliği’nin verdiği kısıtlamalar uygulanır. Durum böyle değilse, yapıştırıcı üreticisi, yapıştırıcılarının kullanım amacına uygun olduğundan emin olmak için uygun prosedürler izlenmelidir.
Yapıştırıcı tipine bağlı olarak farklı uygulamalar önerilmektedir. Bazı özel uygulamalar için
su bazlı yapıştırıcılar, köpük gidericiden kaynaklanan MOH içerebilir (genellikle maksimum
konsantrasyonlar %0,5’ten yüksek değildir).
Çok düşük bir ihtimal olsa da, su bazlı yapıştırıcının amaçlanan uygulamasının gıdaya migrasyon riski oluşturması durumunda, mineral yağ bazlı köpük gidericinin ilgili gıda ile temas mevzuatına uygun olup olmadığı kontrol edilmeli veya yapıştırıcıda kullanılan köpük gidericinin tedarikçisinden bileşim bilgisi ve toksikolojik veriler (karbon sayısı dağılımı, PAH içeriği, Ames testinin sonucu vb.) talep edilerek bir risk değerlendirmesi yapılmalıdır.
Mineral yağ hidrokarbon bileşenleri yeterince değerlendirilemezse ve gıdaya karışma riski en aza indirilemezse, yapıştırıcı üreticisi mineral yağ köpük giderici içeriğini mümkün olduğunca azaltmalıdır.
Yapıştırıcı üreticileri, mineral yağ köpük gidericiyi, spesifik migrasyon limiti (SML) tablosunda beklenen maksimum konsantrasyonla birlikte kısıtlamalı (10ppb) bir madde olarak listelemelidir ve alt kullanıcı tarafından risk değerlendirmesini mümkün kılmak için gerekli bilgiyi sağlamalıdır.
Etilen vinil asetat ve poliolefin gibi hot melt yapıştırıcılar, kutu ve karton sızdırmazlığı amaçlı
kullanılan mineral yağ hidrokarbonları içermektedir. Bazen formülasyonda MOH fraksiyonlarında bulunabilen parafinik mumlar veya hidrokarbon reçineler kullanılır ve bu da sonuçların yanlış yorumlanmasına yol açabilir.
Bu nedenle, hidrokarbon reçineleri kullanılıyorsa, bunların FCM 97 veya tedarikçinin diğer destekleyici belgeleri (toks verileri, uyumluluk bilgileri) tarafından değerlendirildiğinden emin olunmalıdır.
Mineral yağ hidrokarbon bileşenleri Plastik Yönetmeliği (AB) No. 10/2011 ile uyumlu değilse, bunlar FCM No 93, 94 ile uyumlu bileşenlerle değiştirilmeli veya mineral yağ tedarikçisinden hidrokarbon bileşeni hakkında bileşim bilgisi ve karbon sayısı dağılımı, PAH içeriği, Ames testinin sonucu gibi bilgileri içeren toksikolojik veriler talep edilmeli ve amaçlanan uygulamadaki yapıştırıcı için bir risk değerlendirmesi yapılmalıdır.
Gerekirse mineral yağ hidrokarbon bileşenlerinin içeriği azaltılmalıdır. Mineral yağ
hidrokarbonlarının gıdaya migrasyon riski göz ardı edilemiyorsa, fonksiyonel bir geçiş önleyici önerilmektedir.
Hotmelt basınca duyarlı yapıştırıcıların çoğu mineral yağlar içermektedir. PSA hotmeltleride ise yağın ikamesi zordur ancak daha az naftenik/aromatik bileşenli, daha rafine
yağ kullanmak mümkündür.
Hazırlayan: Murat Soygür
Kaynaklar
https://www.foodpackagingforum.org/news/migrationtesting-of-adhesives
https://www.feica.eu/application/files/6915/4142/8246/feica_guidance_fc_status_adhesives_mineral_oil.pdf
