Τι είναι η μετανάστευση στα τρόφιμα;

Ποιοι παράγοντες καθορίζουν τη μετανάστευση χημικών και άλλων επικίνδυνων ουσιών, στα τρόφιμα.

  Όταν αναφερόμαστε στην ασφάλεια τροφίμων, συναντάμε συχνά τη φράση “μετανάστευση στα τρόφιμα”, και μπορεί να κάνει την εμφάνιση της με σχεδόν κάθε είδους υλικό, η παρουσία του οποίου μπορεί να μας φέρει αντιμέτωπους με σοβαρή δηλητηρίαση. 

  Σχεδόν ένα χρόνο πριν, υψηλές συγκεντρώσεις μολύβδου και καδμίου βρέθηκαν σε χριστουγεννιάτικα ποτηριών. Λίγους μήνες αργότερα, οι Ιταλικές αρχές μετά από αναλύσεις σε εισαγόμενα κινέζικα χάρτινα πιάτα στα σύνορα, διαπίστωσαν μετανάστευση υλικών από τα πιάτα στα τρόφιμα. Στις αρχές του καλοκαιριού ανακλήθηκε κινέζικο ταψί από τα Jumbo, για μετανάστευση αλλοιωμένου επιχρίσματος της εσωτερικής επιφάνειάς του, στα τρόφιμα. Ένα μήνα πριν ανιχνεύθηκε μετανάστευση χημικών ουσιών στα τρόφιμα, από τις κόλλες ετικετών, ένα γεγονός έντονα ανησυχητικό για την ασφάλεια των καταναλωτών. Πιο πρόσφατα, αυτό το μήνα, επισημάνθηκε ο σοβαρός κίνδυνος από ανίχνευση μολύβδου και άλλων επικίνδυνων ουσιών σε κουτιά πίτσας Τουρκικής προέλευσης. Οι ανησυχίες βέβαια είναι έντονες και για τη μετανάστευση μονομερών πλαστικών στα τρόφιμα, καθώς είναι ένα ζήτημα που αντιμετωπίζει κατά κόρων η βιομηχανία τροφίμων.

   Αυτές είναι μόνο κάποιες από τις δυνητικά επικίνδυνες μεταναστεύσεις ουσιών, είτε απευθείας στα τρόφιμα, είτε μέσω της συσκευασίας, υπογραμμίζοντας πως πρόκειται για ένα θέμα μείζονος σημασίας για τη δημόσια υγεία. Έτσι η ανάγκη διερεύνησης του όρου “μετανάστευση” είναι τουλάχιστον επιτακτική.

Τι είναι η μετανάστευση στα τρόφιμα;

 Ο όρος μετανάστευση αναφέρεται στη μαζική μεταφορά χημικών ουσιών από συσκευασίες και άλλα είδη που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα (FCA), στα τρόφιμα. Η χημική μετανάστευση μπορεί να επηρεάσει

1) την ασφάλεια των τροφίμων, εάν οι επιβλαβείς ουσίες μεταναστεύουν στα τρόφιμα σε σχετικές συγκεντρώσεις και

2) την ποιότητα των τροφίμων, εάν οι μεταναστευτικές ουσίες βλάπτουν τις ιδιότητες του τροφίμου (π.χ. χρώμα, οσμή, γεύση).

Για αυτούς τους λόγους, η μετανάστευση ρυθμίζεται στις περισσότερες χώρες και αντιμετωπίζεται σε ειδικούς κανονισμούς που καλύπτουν υλικά που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα (FCM) και FCA (βλ. στη συσκευασία τροφίμων). Από την άποψη της δημόσιας υγείας, η μετανάστευση από τα FCAs συμβάλλει στη συνολική έκθεση του γενικού πληθυσμού σε χημικές ουσίες (αναφέρθηκε FPF).

   Σύμφωνα με το FoodPackagingForum, ένα χρήσιμο εργαλείο για το εάν επικίνδυνες χημικές ουσίες μεταναστεύουν στα τρόφιμα είναι η μαθηματική μοντελοποίηση της χημικής μετανάστευσης από τη συσκευασία τροφίμων στα τρόφιμα που εφαρμόζεται κυρίως σε πλαστικά υλικά. Πρόκειται για δοκιμές συμμόρφωσης με τους κανονισμούς, αξιολόγηση κινδύνου, σχεδιασμό ασφαλούς συσκευασίας, εκτίμηση της έκθεσης των καταναλωτών καθώς και νέες προσεγγίσεις για άλλα υλικά που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα.

    Οι αξιολογήσεις χημικών κινδύνων διενεργούνται προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφάλεια των καταναλωτών. Για να ποσοτικοποιηθεί ο κίνδυνος δυσμενών επιπτώσεων στην υγεία λόγω έκθεσης σε χημικά, πρέπει να υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες τόσο για τον χημικό κίνδυνο (δηλαδή την τοξικότητα) όσο και για το επίπεδο έκθεσης. Στην περίπτωση χημικών ουσιών που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα (FCC), η έκθεση σχετίζεται με το επίπεδο μιας χημικής ουσίας στα τρόφιμα. Ως εκ τούτου, στις περισσότερες περιπτώσεις, συνδέεται άμεσα με τη μετανάστευση από τις FCA. Έτσι, η μοντελοποίηση μετανάστευσης είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την εκτίμηση της έκθεσης των καταναλωτών σε χημικές ουσίες από τις FCA και είναι συχνά η μόνη πληροφορία που σχετίζεται με την έκθεση για την αξιολόγηση κινδύνου. Ωστόσο, η μοντελοποίηση μετανάστευσης έχει εξελιχθεί κυρίως ως εργαλείο για δοκιμές κανονιστικής συμμόρφωσης με στόχο την υπερεκτίμηση της πραγματικής μετανάστευσης. Σημειωτέον, η μοντελοποίηση μετανάστευσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο εάν η μεταναστευτική χημική ουσία και η αρχική της συγκέντρωση στη συσκευασία είναι γνωστές. Αυτό δεν συμβαίνει πάντα, καθώς πολλές άγνωστες ενώσεις μεταναστεύουν από τα FCA στα τρόφιμα.

Οι ακόλουθοι παράγοντες ελέγχουν τη μετανάστευση των χημικών ουσιών από τα FCM στα τρόφιμα

• Θερμοκρασία επαφής (η χημική μετανάστευση αυξάνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες)
• Χρόνος επαφής (τα επίπεδα μετανάστευσης αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου)
• Αναλογία επιφάνειας προς όγκο (τα μικρά μεγέθη συσκευασίας έχουν υψηλές αναλογίες που οδηγούν σε υψηλότερα επίπεδα μετανάστευσης)
• Τύπος τροφής (π.χ. υδατικό, όξινο, αλκοολικό, λιπαρό, ξηρό, πολλές χημικές ουσίες κατά προτίμηση μεταναστεύουν σε λιπαρά ή όξινα τρόφιμα)
• Τύπος FCM (π.χ. πλαστικά, χαρτί και χαρτόνι, γυαλί, μέταλλο, κεραμικά, μελάνια εκτύπωσης, κερί, ξύλο)
• Σύνθεση του FCM (π.χ. αρχική συγκέντρωση μεταναστευτικής ουσίας στο FCM)
• Είδος επαφής (π.χ. άμεση ή έμμεση, στερεά ή υγρά τρόφιμα, παρουσία λειτουργικών φραγμών που επιβραδύνουν, περιορίζουν ή εμποδίζουν τη μετανάστευση)
• Φυσικοχημικές ιδιότητες της μεταναστευτικής ουσίας (π.χ. πτητικότητα/πίεση ατμών, υδατοδιαλυτότητα, διαλυτότητα οκτανόλης, πολικότητα)
• Κινητικότητα χημικών ουσιών σε FCM (π.χ. αδιαπέραστα, διαπερατά, πορώδη υλικά, βλέπε Τύπος FCM)
• Κινητική και θερμοδυναμική της διαδικασίας μετανάστευσης (δηλαδή, πόσο γρήγορα και σε ποιο βαθμό θα μεταφερθεί μια ουσία από το FCM στα τρόφιμα)

   Αν και η μετανάστευση μονομερών πλαστικών είναι ένα πιο διερευνημένο κεφάλαιο, πολύ λιγότερη προσπάθεια έχει γίνει για την κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη μετανάστευση χημικών ουσιών από FCM από χαρτί και χαρτόνι, καθώς και για την ανάπτυξη μαθηματικής μοντελοποίησής τους. Αυτό οφείλεται στην ανομοιογένεια αυτών των υλικών που καθιστά δύσκολη τη μοντελοποίηση. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, έχουν προκύψει αρκετές επιστημονικές μελέτες σχετικά με αυτό το θέμα.

   Ακόμη λιγότερη επιστημονική βιβλιογραφία είναι διαθέσιμη για προσεγγίσεις μοντελοποίησης μετανάστευσης για άλλα FCM, όπως κεραμικά ή μελάνια εκτύπωσης. Όσον αφορά το πρώτο, το μηχανιστικό μοντέλο διάχυσης έχει εφαρμοστεί για την πρόβλεψη της μετανάστευσης τοξικών μετάλλων σε όξινα τρόφιμα. Το μοντέλο διάχυσης έχει βρεθεί ότι περιγράφει καλά ή ελαφρώς υπερεκτιμά τη μετανάστευση από κεραμικά σε θερμοκρασία δωματίου. Όσον αφορά το τελευταίο, έχει επίσης εφαρμοστεί και προσαρμοστεί το μοντέλο διάχυσης. Βρέθηκε καλή συμφωνία μεταξύ προβλέψεων μοντέλων διάχυσης και πειραματικών δεδομένων για ουσίες που μεταναστεύουν από τα μελάνια εκτύπωσης σε συσκευασίες χαρτιού και χαρτονιού στα τρόφιμα.

   Η μαθηματική μοντελοποίηση μπορεί να προβλέψει τη μετανάστευση και σε κάποιο βαθμό, να αντικαταστήσει τα εργαστηριακά πειράματα μετανάστευσης και έτσι να εξοικονομήσει χρόνο και χρήμα. Ωστόσο, τα μοντέλα μετανάστευσης θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο από εκπαιδευμένους εμπειρογνώμονες με εις βάθος γνώση σχετικά με τη χημική μετανάστευση, προκειμένου να γίνεται αξιόπιστη πρόβλεψη ιόντων και ερμηνεύουν σωστά τα αποτελέσματα.

   Ένας άλλος συγκεκριμένος τομέας όπου η δυνατότητα εφαρμογής της μοντελοποίησης μετανάστευσης με βάση τη διάχυση είναι περιορισμένη είναι τα νανοϋλικά. Η μοντελοποίηση διάχυσης προβλέπει μόνο τη μετανάστευση για μικρά νανοσωματίδια (έως μερικά nm), κάτι που δεν συνάδει με πειραματικές μελέτες που έχουν επίσης παρατηρήσει μετανάστευση πολύ μεγαλύτερων νανοσωματιδίων από FCM. Η εκρόφηση, η διάλυση και η αποδόμηση πολυμερών είναι πιθανώς πιο σημαντικοί μηχανισμοί μετανάστευσης για τα νανοσωματίδια από τη διάχυση. Επομένως, πρέπει να αναπτυχθούν νέα μαθηματικά μοντέλα που λαμβάνουν υπόψη αυτούς τους μηχανισμούς.