Introduzione: L'importanza regolatoria dei bisfenoli e degli ftalati
La sicurezza chimica dei materiali da imballaggio che entrano in contatto con gli alimenti è rigorosamente regolata dall'Ordinanza dell'imballaggio dell'Unione europea (PPWR) e da una serie di regolamenti specifici, soprattutto il regolamento (UE) n. 10/2011 sui materiali plastici. Due dei componenti più importanti di questo quadro regolatorio sono i gruppi di sostanze note come bisfenoli e ftalati B. I bisfenoli sono monomeri utilizzati in particolare nei rivestimenti in policarbonato e resina epossidica, mentre gli ftalati sono plastificanti che conferiscono flessibilità all'imballaggio a base di PVC. Entrambi i gruppi di sostanze sono stati sottoposti a intensi esami tossicologici sulla base delle loro proprietà endocrine (che influiscono negativamente sul sistema ormonale) e per molte di esse sono stati fissati limiti di migrazione specifici (SML) limitando la loro migrazione agli alimenti. I laboratori di nano-test eseguono analisi di bisfenolo e ftalato nel pieno rispetto dei principi GLP con procedure LC-MS/MS e GC-MS/MS convalidate e forniscono ai nostri clienti valutazioni della conformità legale e consulenza tecnica completa.
Bisfenoli: struttura chimica, stato regolatorio e valori SML
I bisfenoli sono composti organici sintetici in cui due gruppi idrossifenili sono collegati tra loro tramite un atomo di ponte o un gruppo di ponte. Il composto più noto e più comunemente utilizzato di questo gruppo, il bisfenolo A (BPA), viene utilizzato come monomero nella produzione di materie plastiche in policarbonato e come materiale di partenza nella sintesi di resine epossidiche. Tuttavia, dopo che le proprietà endocrine del BPA sono state scientificamente provate, le restrizioni all'uso del BPA nell'Unione Europea sono state sempre più inasprite. Ciò ha spinto i produttori a utilizzare composti alternativi strutturalmente simili (BP, BPF, BPAF, ecc.) alternativi al posto del BPA; Tuttavia, il timore che queste alternative possano avere profili tossicologici simili ha portato anche le autorità di vigilanza ad aver incluso tali connessioni nell'ambito della sorveglianza.
I principali bisfenoli regolati e i loro valori SML
La tabella seguente riassume i composti bisfenolici che si verificano più frequentemente nei materiali da imballaggio, la loro struttura chimica, il loro stato regolatorio e gli attuali valori SML:
| Connessione | Abbreviazione / CAS n. | SML (mg/kg di cibo o simulatori) | Stato normativo | Ambito tipico |
|---|---|---|---|---|
| Bisfenolo A | BPA / 80-05-7 | 0,05 | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; proibito in biberon; nell'UE in procinto di divieto completo del contatto alimentare; limitato nell'allegato XVII di REACH; Nella lista dei candidati SVHC (disgregatore endocrino) | Policarbonato-plastica, rivestimenti in resina epossidica, rivestimenti interni in scatola |
| Bisfenolo S | BPS / 80-09 -1 | 0,05 | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; viene sempre più utilizzato come alternativa al BPA; L'esame tossicologico è ancora in corso | Alternativa BPA; Rivestimenti in carta termica, polimeri di sulfone, resine epossidiche |
| Bisfenolo F | BPF / 620-92-8 | Sotto osservazione | Non è ancora soggetto a SML secondo 10/2011/UE; nell'elenco di sorveglianza dell'EFSA; Alternativa BPA | Resine epossidiche, rivestimenti, adesivi |
| Bisfenolo AF | BPAF / 1478-61-1 | È soggetto a sorveglianza | Utilizzato in polimeri fluorurati; Alternativa BPA; L'esame ufficiale è ancora in corso | Fabbricazione di fluoropolimeri, rivestimenti speciali |
Nota: la Commissione europea sta attualmente lavorando a un progetto che vieta l'uso del BPA in tutti i materiali che entrano in contatto con gli alimenti. Il nano-test segue da vicino questi sviluppi normativi e informa in modo proattivo i propri clienti.
Ftalati: quadro normativo per plastificanti
Gli ftalati (esteri dell'acido ftalico) sono plastificanti utilizzati in particolare nei materiali di imballaggio a base di polivinile (PVC) per conferire flessibilità e lavorabilità. Poiché non sono legati in modo covalente al PVC, possono andare in superficie (migrazione) nel tempo e da lì entrare nel cibo. Alcuni degli ftalati sono classificati come sostanze endocrine e come sostanze tossiche riproduttive, motivo per cui il loro uso in materiali che entrano in contatto con il cibo è rigorosamente limitato. Per gli ftalati a basso peso molecolare (come DBP, BBP, DEHP), si applicano anche restrizioni di vasta portata nel regolamento REACH.
I principali ftalati e valori SML regolati
La tabella seguente riassume i composti ftalati più comuni nei materiali da imballaggio, la loro struttura chimica e i valori SML in conformità al regolamento (UE) n. 10/2011:
| Connessione | Abbreviazione / CAS n. | SML (mg/kg di cibo o simulatori) | Stato normativo | Ambito tipico |
|---|---|---|---|---|
| Di (2-etilesil)ftalato | DEHP / 117-81-7 | 1,5 | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; raggiungere l'allegato XIV (richiedere l'approvazione); nella lista dei candidati SVHC; Vietato nei giocattoli | Plastificante in PVC; Guarnizioni, chiusure, lamine flessibili, dispositivi medici |
| Dibutil ftalato | DBP / 84-74-2 | 0,3 | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; raggiungere l'allegato XIV; nella lista dei candidati SVHC; Vietato in cosmesi | Adesivi, inchiostri da stampa, film in PVC, rivestimenti |
| Butilbenzilftalato | BBP / 85-68-7 | 30 | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; raggiungere l'allegato XIV; nella lista dei candidati SVHC | Rivestimenti in vinile, inchiostri da stampa, adesivi per laminazione |
| Di-isononilftalato | DINP / 28553 -12-0 | 9 (come somma di DINP e DIDP) | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; limitato nei prodotti per bambini | Plastificante in PVC; Imballaggi flessibili, sigilli, chiusure |
| Di isodesil ftalato | DIDP / 26761-40-0 | 9 (come somma di DINP e DIDP) | Soggetto a SML secondo 10/2011/UE; limitato nei prodotti per bambini | Plastificante in PVC; Confezione flessibile, sigilli |
| Di-n-ottilftalato | DNOP / 117-84-0 | 5 (come somma di DNOP e DNP) | 10/2011/UE è soggetto a SML | Plastificante in PVC; Applicazioni speciali |
Nota: Nell'attuale versione consolidata del Regolamento 10/2011/UE, i valori SML per DEHP, DBP, BBP e DINP sono definiti sulla base delle specifiche sostanze. Inoltre, devono essere presi in considerazione i criteri di conformità combinati per il totale di questi ftalati (ad es. la somma di DEHP + DBP + BBP).
Metodologia analitica nel Laboratorio Nano Test
Nel laboratorio di nano-test, le analisi di bisfenolo e ftalato vengono eseguite utilizzando metodi analitici, che vengono ottimizzati, convalidati e pienamente conformi ai principi GLP in base alle proprietà chimiche della sostanza target.
Selezione della piattaforma analitica e confronto del metodo
La tabella seguente fornisce un confronto tra le più importanti piattaforme analitiche utilizzate nelle analisi di bisfenolo e ftalato e le loro aree di applicazione:
| Piattaforma analitica | Proprietà tecniche | Connessioni di destinazione | Vantaggi |
|---|---|---|---|
| LC-MS/MS (QQQ) | Triplo quadrupolo; ionizzazione esi; Modalità MRM; Alta selettività e sensibilità | Bisfenoli (BPA, BPS, BPF, BPAF e altri analoghi); Metaboliti ftalati polari | Ideale per connessioni polari e moderatamente polari; valori LOQ bassi (nell'intervallo PPB); Nessuna derivatizzazione richiesta |
| GC-MS/MS (QQQ) | Triplo quadrupolo; ionizzazione dell'uovo; Modalità MRM; Elevata selettività cromatografica | Ftalati (DEHP, DBP, BBP, DINP, DIDP, DNOP); Connessioni a basso polaro | Metodo di riferimento per connessioni volatili e semivolatili; ampio supporto per la biblioteca; Separazione dell'isomero possibile |
| HPLC DAD / UV-VIS | Rilevatore di array di fotodiodi; Adatto per composti con gruppi cromofori | Bisfenoli specifici; Campioni ad alta concentrazione | Screening semplice e veloce; conveniente; Adatto per pre-screening |
Flusso di lavoro analitico: dal tentativo di migrazione alla determinazione quantitativa
La tabella seguente descrive in dettaglio il flusso di lavoro end-to-end per le analisi di bisfenolo e ftalato nel laboratorio di nano-test:
| Passo | Processo | Dettagli tecnici |
|---|---|---|
| 1. Configurazione sperimentale | Determinazione della simulazione e delle condizioni di prova | I simulatori e le condizioni di prova appropriati per gli alimenti sono selezionati in conformità con lo scenario applicativo specificato dal cliente in conformità con l'allegato III e V del regolamento (UE) n. 10/2011. Per i bisfenoli e gli ftalati, di solito vengono utilizzati simulan D1 (50% etanolo) o simulan D2 (olio vegetale). |
| 2. Tentativo di migrazione | Contatto controllato | Il campione di imballaggio viene contattato con il simulan selezionato ad una temperatura impostata e in un periodo specificato utilizzando celle di contatto standard o mediante immersione. Le condizioni di contatto sono continuamente monitorate in armadi di essiccazione calibrati. |
| 3. Estrazione e preparazione del campione | Isolamento degli analiti target | Estrazione liquido-liquido o SPE (estrazione in fase solida) per simulanti acquosi; Estrazione e purificazione del solvente appropriata per il Simulano oleoso D2. Gli effetti della matrice vengono corretti aggiungendo standard interni (come BPA-D16 marcato con isotopi, DEHP-D4). |
| 4. Analisi strumentale | Determinazione quantitativa tramite LC-MS/MS o GC-MS/MS | I bisfenoli vengono analizzati mediante LC-MS/MS; Ftalati utilizzando GC-MS/MS. Per ogni connessione target vengono tracciati due transiti MRM (quantitativi e di conferma). I valori LOQ sono stati convalidati per essere almeno un decimo dei limiti SML. |
| 5. Valutazione e segnalazione | Confronto con SML e Dichiarazione di Conformità | I risultati quantitativi ottenuti vengono confrontati con il valore SML legale della rispettiva sostanza. Nei casi in cui si applicano i valori limite combinati (ad es. somma di DINP e DIDP), vengono calcolati anche i valori totali. Viene creato un rapporto di analisi completo conforme a GLP. |
Il modello di servizio integrato di nano-test per analisi di bisfenolo e ftalato
Come servizi di lavoro nano-test, non offriamo analisi di bisfenolo e ftalato come esami individuali, ma come parte integrante del processo di conformità PPWR e 10/2011/UE. Il nostro modello di servizio si basa sui seguenti quattro pilastri:
| Pilastri di servizio | Portata | Vantaggi per il cliente |
|---|---|---|
| Consulenza normativa | Determinare quali composti di bisfenolo e ftalato devono essere analizzati in base alla composizione del prodotto e alle condizioni di utilizzo; Selezione delle giuste condizioni di simulazione e test | Ottimizzazione dei costi attraverso la giusta strategia di test; Evitare analisi mancanti o non necessarie |
| Servizi di test analitici | Determinazione quantitativa utilizzando metodi LC-MS/MS e GC-MS/MS convalidati conformi a GLP | Dati analitici responsabili e tracciabili accettati dalle autorità di vigilanza |
| Valutazione della conformità | Preparazione di una dichiarazione di conformità o non conformità confrontando i risultati con i valori SML e i valori limite combinati | Una valutazione chiara e vincolante dello status giuridico del prodotto |
| Supporto per la documentazione tecnica | Fornitura di rapporti di analisi completi idonei per le richieste del governo e i dati richiesti per la Dichiarazione di Conformità (DOC) | Supporto del cliente nella preparazione completa e corretta della propria dichiarazione di conformità |
In caso di eccedenza del valore limite o della non conformità, il team specialistico di Nano-Test offre anche ai propri clienti consulenza tecnica sull'analisi della causa per determinare l'origine del problema e la pianificazione delle misure correttive. Poiché le contaminazioni di bisfenolo e ftalato sono solitamente dovute a una specifica materia prima o additivo nella catena di approvvigionamento, la corretta identificazione della fonte è fondamentale per una soluzione permanente al problema.
Al fine di garantire la conformità con bisfenolo e ftalato dei tuoi imballaggi che esporti sul mercato europeo, secondo PPWR e 10/2011/UE e per eseguire le tue analisi con un partner affidabile ed esperto, puoi contattare il nostro team di esperti per ottenere informazioni dettagliate sull'accreditato Servizi di laboratorio e consulenza tecnica da Nano-Test.
Introduzione: il concetto di NIAS e il contesto normativo
Garantire la sicurezza chimica dei materiali di confezionamento che entrano in contatto con alimenti non si limita al controllo delle sostanze aggiunte intenzionalmente durante il processo di produzione (sostanze intenzionalmente aggiunte - IAS). Articolo 3 del regolamento quadro (CE) n. 1935/2004 dell'Unione europea e del regolamento (UE) n. 10/2011 sui materiali plastici obbligano i fabbricanti a sostanze aggiunte involontariamente (sostanze non intenzionalmente aggiunte – NIAS) e condurre una valutazione del rischio. I NIA possono provenire da contaminanti nelle materie prime, da sottoprodotti di reazione, prodotti di degradazione o contaminanti ambientali prodotti durante la produzione. Con l'introduzione del PPWR, questo obbligo è diventato ancora più chiaro, in modo che i produttori di imballaggi debbano affrontare la valutazione NIAS con un approccio sistematico. I servizi di lavoro nano-test offrono un portafoglio di servizi completo e conforme alla GLP nell'area della valutazione NIAS, che va da studi di screening e identificazione con tecniche di analisi avanzate alla valutazione del rischio tossicologico.
Definizione, fonti e classificazione di NIAS
NIAS è un termine ampio che include tutte le sostanze chimiche che non sono state intenzionalmente aggiunte alla formulazione di un materiale da imballaggio, ma possono essere trovate nel prodotto finale. Le fonti di queste sostanze sono diverse e possono essere create durante il ciclo di vita packaging. Una corretta comprensione delle NIAS è fondamentale per sviluppare una strategia di analisi efficace e condurre una valutazione del rischio.
Classificazione delle fonti NIAS
La tabella seguente riassume sistematicamente i principali meccanismi di origine, le fonti e gli esempi tipici di ciascuna fonte:
| Fonte Nias | Meccanismo di creazione | Tipici esempi di NIAS |
|---|---|---|
| Impurità nelle materie prime | Residui dal processo di fabbricazione di monomeri, additivi o residui di solvente derivati dal processo di produzione | Isomeri monomerici, residui di solvente, residui di catalizzatori, contaminanti in prodotti chimici Qualità tecnica |
| Sottoprodotti di reazione | Composti indesiderabili, i composti indesiderabili prodotti durante la polimerizzazione, la reticolazione o le reazioni di indurimento | Oligomeri (dimeri, trimeri), sottoprodotti di polimerizzazione, prodotti di decomposizione |
| Prodotti di decomposizione | Decomposizione termica, fotochimica o idrolitica del polimero o additivo | Prodotti di decomposizione antiossidanti, prodotti di decomposizione stabilizzatori UV, oligomeri di depolimerizzazione |
| Contaminazione da riciclaggio | Materia estranea che entra nella materia prima riciclata o residui dell'uso precedente | Componenti per l'inchiostro da stampa, residui di adesivo, residui di prodotti precedenti, mosh/moah |
| Contaminanti ambientali | Sostanze che si verificano durante la produzione, lo stoccaggio o il trasporto dall'ambiente | Pack (idrocarburi policiclici aromatici), PCB, residui di pesticidi |
Nota: l'ambito della valutazione NIAS è determinato in base alla composizione del materiale da imballaggio, al processo di fabbricazione e alle condizioni d'uso previste, a seconda del caso. Le linee guida pubblicate dall'EFSA forniscono il quadro metodologico di base per la valutazione NIAS.
Strategia analitica nella valutazione NIAS
La valutazione NIAS è una delle aree più complesse della chimica analitica a causa della necessità di schermare e identificare contemporaneamente un gran numero di sostanze conosciute e sconosciute.
Strategia di valutazione NIAS graduale
Il processo di valutazione NIAS applicato dal nano test si compone di quattro fasi principali, che sono riassunte nella seguente tabella:
| Fase | Passo | Spiegazione |
|---|---|---|
| 1. Prevalutazione e raccolta dati | Esame delle informazioni sulla formulazione e sul processo di fabbricazione | Determinazione teorica di tutti i materiali di partenza utilizzati, additivi, parametri di produzione e potenziali sorgenti NIAS (contaminanti, sottoprodotti di reazione, prodotti di decomposizione). In questa fase vengono valutate anche le dichiarazioni dei fornitori e le schede di sicurezza (SDS) fornite dal cliente. |
| 2. Screening non mirato (screening non mirato) | Screening completo mediante spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS) | L'estratto ottenuto dopo un adeguato test di estrazione e/o migrazione viene analizzato utilizzando sistemi LC-QTOF-MS e GC-QTOF-MS. I dati ottenuti vengono valutati con un software di elaborazione avanzata dei dati per eseguire la corrispondenza della libreria e identificare picchi sconosciuti. |
| 3. Identificazione e determinazione semiquantitativa | Chiarimento strutturale dei candidati NIAS identificati | La caratterizzazione strutturale di composti sconosciuti si basa sulla massa esatta ottenuta dai dati HRMS, sulla distribuzione degli isotopi e sul modello di frammentazione MS/MS. Per quanto possibile, la convalida si basa su standard di riferimento. La stima semiquantitativa si basa su un approccio basato su standard interni o analoghi strutturali. |
| 4. Valutazione del rischio tossicologico | Valutazione delle NIA identificate per quanto riguarda la sicurezza alimentare | Per ogni NIAS identificato, viene eseguita una valutazione del rischio utilizzando l'approccio soglia di preoccupazione tossicologica (TTC) dell'EFSA o dati tossicologici specifici della sostanza. Vengono prese in considerazione la classificazione del Cramer e le avvertenze sulla genotossicità (QSAR). |
Piattaforme di analisi NIAS di nano test
Le principali piattaforme analitiche utilizzate nel Laboratorio Nano Test per la valutazione NIAS, nonché i loro ruoli specifici nell'analisi NIAS, sono riportati nella seguente tabella:
| Piattaforma analitica | Proprietà tecniche | Ruolo nell'analisi NIAS | Profilo di rete di destinazione |
|---|---|---|---|
| LC-QTOF-MS | Alta risoluzione (‚30.000 FWHM), alta precisione di massa (±3 ppm), frammentazione MS/MS | Screening e identificazione senza target di NIAS polari e moderatamente polari | Oligomeri, prodotti di degradazione, antiossidanti e loro metaboliti, plastificanti, lubrificanti |
| GC-QTOF-MS | Ionizzazione ad alta risoluzione, uovo e CI, libreria estesa (NIST, Wiley) | Obiettivi Screening e identificazione gratuiti di NIA volatili e semiflessi | Composti organici volatili (VOC), oligomeri a basso peso molecolare, residui di solvente |
| LC-MS/MS (QQQ) | Triplo quadrupolo, modalità MRM, alta selettività e sensibilità | Determinazione quantitativa mirata e convalida delle NIA identificate | Composti NIAS specifici (BPA, ftalati, PAA, ecc.) |
| Spazio di testa GC-MS | Campionamento dello spazio di testa, ottimizzato per connessioni volatili | Screening e quantificazione delle NIA volatili | Monomeri residui (stirene, butadiene), solventi, prodotti di degradazione volatile |
Valutazione del rischio tossicologico e approccio TTC
L'obiettivo finale della valutazione NIAS è determinare se le sostanze identificate rappresentano un rischio per la salute dei consumatori. L'approccio "soglia di preoccupazione tossicologica" (TTC) adottato dall'EFSA offre uno strumento di valutazione del rischio scientificamente basato su sostanze la cui struttura è nota ma per le quali sono disponibili solo dati tossicologici limitati.
Nano test utilizza il seguente approccio sistematico in questa fase cruciale della valutazione NIAS:
Classificazione Cramer e soglie TTC
La tabella seguente riassume il potenziale tossicologico delle sostanze secondo il sistema di classificazione Cramer e le corrispondenti soglie TTC:
| Classe Cramer | Potenziale di tossicità | Soglia TTC (μg/kg di peso corporeo/giorno) | Strutture chimiche tipiche |
|---|---|---|---|
| Classe I | Basso potenziale di tossicità | 30 | Idrocarburi alifatici semplici, prodotti metabolici normali |
| Classe II | Potenziale di tossicità media | 9 | Composti con gruppi funzionali senza anelli aromatici, esteri, eteri |
| Classe III | Elevato potenziale di tossicità | 1, 5 | Composti aromatici, strutture eterocicliche, sistemi coniugati |
| Sostanze genotossiche | Sospetta genotossicità reattiva al DNA | 0,0025 (per una vita a rischio di cancro di 1:10⁵) | Strutture simili all'aflatossina, composti N-nitroso, intercalatori di DNA |
Nota: l'EFSA sconsiglia di utilizzare l'approccio TTC per gli agenti cancerogeni genotossici. Ridurre al minimo l'esposizione (principio di Alara) è di fondamentale importanza per tali sostanze. Inoltre, l'approccio TTC potrebbe non essere adatto per gruppi di sostanze con effetti potenzialmente neurotossici, come organofosfati e carbammati.
Servizio di valutazione integrato NIAS di Nano-Test
In quanto servizi di lavoro nano-test, offriamo la valutazione NIAS con un approccio multidisciplinare e integrato. Il nostro modello di servizio è costituito dai componenti riassunti nella seguente tabella:
La valutazione NIAS non è solo un test analitico, ma un processo multistrato che richiede competenze chimiche e tossicologiche ben fondate. Come nano test, in ogni fase di questo processo, agiamo in conformità con i principi GLP, l'assistenza scientifica e un approccio alla consulenza orientato al cliente. PPWR e le relative normative UE e condurre i processi di screening e valutazione del rischio con un partner affidabile, puoi contattare il nostro team di esperti per informazioni dettagliate sui servizi di valutazione NIAS di Nano-Test GET.
| Componente di prestazioni | Portata | Vantaggio per il cliente |
|---|---|---|
| Formulazione e analisi di processo | Approfondimento delle materie prime utilizzate, degli additivi e del processo produttivo; Mappatura teorica delle potenziali fonti NIAS | Corretta elaborazione della strategia di analisi, evitamento di analisi non necessarie |
| Screening non mirato (HRMS) | Screening chimico completo e privo di target utilizzando LC-QTOF-MS e GC-QTOF-MS | Rilevamento di contaminanti imprevisti e NIA sconosciute |
| Illuminazione strutturale e semiquantificazione | Caratterizzazione strutturale basata su dati HRMS e stima semiquantitativa basata su standard interni | Identificazione affidabile di picchi sconosciuti e determinazione delle loro concentrazioni approssimative |
| Valutazione del rischio tossicologico | Valutazione completa del rischio utilizzando l'approccio TTC, la classificazione di Cramer e la previsione della tossicità QSAR (in silico) | Valutazione scientifica del rischio per la sicurezza alimentare delle NIA identificate |
| Rispetto dei requisiti normativi | Rapporto completo per il DOC (Dichiarazione di conformità), che contiene tutti i risultati analitici e la valutazione del rischio | Documentazione completa per applicazioni ufficiali e audit dei clienti |