Как снизить миграцию химических веществ из пищевой упаковки на основе вторичного сырья

Производители пищевой упаковки увеличивают долю вторичного сырья, снижая потребность в первичных материалах и замыкая материальные циклы. Однако вместе с восстановленным волокном в новую упаковку могут переходить вещества, оставшиеся от прежнего использования бумаги и картона.

Особенно это актуально для сырья из газет, журналов, полиграфической продукции и упаковки, которая изначально не предназначалась для контакта с пищей. В поток переработки могут попадать компоненты печатных красок, покрытий, клеев и других составов.

Само по себе использование вторичного сырья не делает упаковку небезопасной. Миграция возможна и из первичных материалов. Разница в том, что химический состав вторичного сырья обычно более изменчив и не всегда полностью известен.

Поэтому контролировать безопасность нужно на всех этапах: от отбора макулатуры и переработки волокна до проектирования упаковки и испытаний готовой конструкции.

Контроль сырья начинается до переработки

Первый рубеж контроля — состав входящего потока. Чем лучше известны происхождение и качество макулатуры, тем проще оценить пригодность полученного волокна для пищевой упаковки.

Один из примеров потенциальных загрязнителей — углеводороды минерального масла, связанные в том числе с типографскими красками. Они могут попадать в переработанную бумагу и картон вместе с газетами и другой печатной продукцией. К другим группам веществ, представляющим интерес, относятся фотоинициаторы и некоторые пластификаторы. Исследования показывали, что отдельные вещества из этих групп способны мигрировать из переработанного картона в сухие пищевые продукты.

Сортировка сырья ограничивает поступление нежелательных компонентов. Измельчение, очистка и удаление краски позволяют снизить уровень загрязнения, но не гарантируют полного удаления всех веществ.

В исследовании по заказу Агентства по пищевым стандартам Великобритании (FSA) рассматривались химические маркеры, по которым можно оценивать эффективность удаления загрязнителей при переработке бумаги и картона. Такой подход важен, поскольку проверять материал на все возможные примеси практически невозможно.

Долю вторичного сырья нельзя рассматривать только как процент в спецификации. Не менее важны его происхождение, технология обработки и соответствие предполагаемому применению.

Нужно знать, что осталось после очистки

Даже при контролируемом сырье и стабильном процессе состав переработанного материала может быть известен не полностью. Поэтому технологический контроль дополняют химическим анализом.

В оценке материалов, контактирующих с пищей, используют понятие непреднамеренно добавленных веществ — НИАС. К ним относятся примеси, загрязнители, а также продукты химических реакций или деградации. Во вторичном сырье часть таких веществ может сохраняться от предыдущего применения материала и не иметь прямого отношения к рецептуре новой упаковки.

Анализ помогает обнаружить как известные загрязнители, так и неожиданные примеси. Но обнаружение вещества в упаковке еще не означает, что оно перейдет в пищу или создаст риск для здоровья. Необходимо учитывать объем миграции, воздействие на потребителя и токсикологические свойства вещества.

Таким образом, химическая характеристика материала — часть общей оценки безопасности, а не самостоятельный ответ на вопрос о его пригодности.

Конструкция упаковки должна сдерживать миграцию

Исследования переработанного картона выявляли насыщенные и ароматические углеводороды минерального масла — MOSH и MOAH, а также фотоинициаторы и некоторые пластификаторы. Для части этих веществ была показана миграция в упакованные сухие продукты.

Прямой контакт картона с пищей для этого не всегда обязателен. В исследованиях с мюсли и яичной пастой углеводороды минерального масла могли переходить из переработанного картона преимущественно через газовую фазу. На результат влияли срок хранения, температура и конструкция упаковки.

Один из способов снизить миграцию — разместить между вторичным материалом и продуктом функциональный барьер. Им может быть внутренний пакет, пленка, покрытие или другой слой, ограничивающий перенос определенных веществ.

Универсального барьера не существует. Его эффективность зависит от материала, группы мигрирующих веществ, конструкции упаковки и условий эксплуатации. Эксперименты с переработанным картоном показывали, что одни полимерные структуры заметно снижали миграцию минерального масла, тогда как другие обеспечивали меньшую защиту. Барьер, эффективный против одной группы веществ, не обязательно так же хорошо работает против другой.

При оценке конструкции важно учитывать не только картон. Печатные краски, клеи и покрытия, нанесенные при производстве упаковки, также могут стать источниками миграции.

Отдельный риск связан с отмарыванием. При укладке листов в стопки или намотке рулонов внешняя запечатанная сторона может соприкасаться с поверхностью, которая позднее окажется обращена к пищевому продукту. В результате компоненты краски способны переноситься на внутреннюю сторону упаковки. FSA исследовало как видимое, так и невидимое отмарывание, а также возможность последующей миграции компонентов печатных красок в пищу.

Поэтому оценка должна охватывать всю упаковочную систему: подложку, барьер, краски, клеи и покрытия, а также процессы производства, фасовки, хранения и использования.

Испытывать нужно готовую упаковочную систему

Состав материала сам по себе не позволяет оценить миграцию без учета реальных условий применения. На перенос веществ влияют свойства упаковки и мигранта, тип продукта, температура и продолжительность контакта.

Например, упаковка для сухого продукта с длительным сроком хранения может иметь иной профиль миграции, чем упаковка для продукта с коротким сроком хранения. Повышенная температура также способна ускорять перемещение некоторых веществ.

Миграционные испытания проводят с пищевыми продуктами или соответствующими пищевыми имитаторами в условиях, которые воспроизводят предполагаемое использование либо предусматривают необходимый запас. Результаты используют для оценки воздействия на потребителя и потенциального токсикологического риска.

При этом важно разделять три вопроса: присутствует ли вещество в упаковке, может ли оно перейти в пищу и создает ли такое воздействие угрозу безопасности. Ответы на них не обязательно совпадают.

Пригодность упаковки нельзя подтверждать только заявленной долей вторичного сырья или наличием барьерного слоя. Нужна оценка готовой конструкции с учетом конкретного продукта и условий использования.

Для этого участники цепочки поставок должны обмениваться техническими характеристиками материалов, данными об их происхождении и обработке, сведениями о предполагаемом применении и результатами испытаний. Поставщики волокна, производители бумаги и картона, переработчики и пищевые предприятия контролируют разные участки процесса, но итоговая оценка зависит от их совместной работы.

Цикличность не должна снижать химическую безопасность

Общие правила ЕС для материалов, контактирующих с пищей, требуют, чтобы упаковка не передавала продуктам компоненты в количествах, способных угрожать здоровью человека или вызывать неприемлемые изменения пищевых продуктов. Это требование распространяется как на первичные, так и на вторичные материалы.

Регламент ЕС об упаковке и упаковочных отходах (PPWR) предусматривает, что с 12 августа 2026 года упаковку, контактирующую с пищей и содержащую ПФАС выше установленных предельных значений, нельзя будет размещать на рынке ЕС на условиях, определенных регламентом. Наличие или отсутствие вторичного сырья на это требование не влияет.

Замкнутый материальный цикл не должен превращаться в цикл переноса нежелательных веществ. Поэтому химическую безопасность необходимо учитывать при проектировании систем сбора, переработки и повторного использования материалов.

На практике надежный контроль складывается из нескольких мер: сортировки сырья, очистки и удаления краски, химического анализа, выбора подходящих красок, клеев и покрытий, применения функциональных барьеров и миграционных испытаний. Ни одна из этих мер не заменяет остальные.

Задача пищевой упаковки из вторичного сырья — одновременно сохранять материалы в обороте и не допускать переноса нежелательных веществ в новое применение.