Identificación de migrantes en plásticos en contacto con alimentos

La migración global es la suma de todos los componentes que son transferidos desde el plástico hasta el alimento, bajo unas condiciones determinadas. El límite de la migración global para materiales plásticos está definido en la directiva específica 2002/72/CE y es de 10 mg de constituyentes liberados por dm² de superficie o 60 mg de constituyentes liberados por kilo de alimento o simulante alimenticio.

Por el contrario, el valor de la migración específica es referido únicamente a una sustancia en particular y el límite depende de la sustancia. Por ejemplo, para el acetato de vinilo, el límite de migración es de 12 mg/kg, para la caprolactama es de 15 mg/kg. El fabricante de la materia prima es quien ha de indicar qué sustancias están sujetas a migración específica y así lo hace constar en las declaraciones de conformidad de los materiales.

Existen procedimientos normalizados que permiten determinar los valores obtenidos para la migración global bajo diferentes condiciones de contacto (tanto por simulante, tiempo y temperatura). Estos procedimientos constituyen la serie de normas EN 1186. En el caso de la migración específica, parte de los métodos se encuentran en las normas EN 13130.

Si bien el límite de migración global se ha de comprobar en la mayoría de los casos, no todos los plásticos tienen necesariamente que verificar el límite de migración específica porque este depende de la naturaleza de las sustancias de partida con las que haya sido fabricado el plástico. Además, es posible que, a pesar de existir restricción respecto a la migración específica, el valor obtenido en la migración global permita descartar la necesidad de evaluarla, para una sustancia en particular. Es recomendable calcular en primer lugar el límite de migración global y, según el valor obtenido, tomar la decisión de efectuar o no el específico. Esto es importante, especialmente en los casos en los que se supera el límite legislativo para el global dado que, generalmente, los métodos para la específica son más largos y caros.

La migración es un fenómeno superficial que tiene lugar en 2 fases: en primer lugar se produce una difusión de las moléculas de bajo peso molecular del plástico. Es el proceso más lento por lo que domina el proceso global. A continuación, se produce la solubilización de dichas moléculas (migrantes) en el alimento. Teniendo en cuenta que este es básicamente el proceso, se puede decir que los factores que afectan a la migración son:

• Solubilidad del migrante en el alimento
• Compatibilidad del migrante con el polímero
• Tendencia del migrante a difundir
• Capacidad extractiva del alimento. Naturaleza de la fase de contacto
• Movilidad el migrante en el alimento
• Densidad del plástico
• Tiempo de contacto entre el alimento y el envase
• Temperatura
• Espesor del material
• Superficie de contacto
• Factores mecánicos (agitación, vibración)
• Diferencias morfológicas y estructurales en la matriz polimérica originadas durante el proceso de fabricación.

En general, cuanto más soluble sea el migrante en el alimento más migración se producirá debido a que el gradiente de concentración en la interfase será elevada. Cuanto más difunda (más movilidad) tenga el migrante en el polímero, más fácilmente podrá alcanzar la interfase y, en consecuencia, solubilizarse en el alimento. Así mismo, factores como temperatura elevada y procesos mecánicos (agitación) favorecen una migración elevada de componentes. No obstante, no hay que perder de vista el último de los factores mencionados en los que un procesado no adecuado provoca una migración inaceptable.

Averiguar la naturaleza química de los migrantes es uno de los pasos que se han de seguir para controlar la migración. En este sentido y, debido a la gran importancia que esto supone en los productos destinados a la alimentación infantil (biberones, vajillas, cubiertos, recipientes de almacenaje…), se hace imprescindible averiguar cuál es el motivo que provoca un límite de migración elevado.

Las técnicas analíticas disponibles permiten estudiar qué compuestos químicos son los integrantes del extracto de migración. Es necesaria la aplicación de diversas técnicas para ello y con mucha frecuencia no es posible averiguar la totalidad de los compuestos. El laboratorio de Aiju investiga cuál es el motivo que hace que se incumpla el límite de migración a través del análisis de los migrantes, bajo diferentes condiciones, empelando técnicas como EDFRX (fluorescencia de rayos X), ICP y técnicas cromatográficas (GC-MS). En las siguientes figuras se muestra el análisis mediante EDFRX de los extractos de migración obtenidos sobre la misma muestra bajo diferentes condiciones (simulante). Se puede apreciar que, si bien existen elementos comunes, los espectros difieren y muestran un mayor contenido en el extracto ácido que en el sustititutivo al aceite: es el caso de la elevada presencia de fósforo, silicio y calcio, por ejemplo.

El análisis semicuantitativo del extracto en simulante ácido acético al 3% reveló la presencia de los elementos mostrados en la tabla 1.

Por otra parte, el análisis semicuantitativo del extracto en simulante ácido isooctano (como alternativo al oleoso) reveló la presencia de los elementos mostrados en la tabla 2.

Por su parte, el análisis cromatográfico del extracto en isooctano de la misma muestra reveló la presencia de compuestos que pudieron ser, en parte identificados gracias a sus espectros de masas.

Algunos de los compuestos identificados son: hexadecano, trans-1,2-Diphenylcyclobutane y 3-(2-Phenylethyl)benzonitrile y sus espectros de masas se muestran en la figura 4.

El análisis detallado de cada sustancia en profundidad nos permitirá conocer el motivo del incumplimiento de la migración dado que se podrá conocer si procede de los aditivos presentes en la muestra o degradaciones del material por un procesado no optimizado.

Aiju continúa investigando las causas que provocan incumplimientos en los límites de migración a través del proyecto financiado por el Impiva (IMIDIE/2009/16) en los productos destinados a la alimentación infantil.