Επίστρωση κονσερβοποίησης Yixing Feihong Steel
1. Γιατί επικαλυμμένα δοχεία;
Τα δοχεία τροφίμων και ποτών διατηρούν τη γεύση και τις θρεπτικές αξίες της γέμισής τους για αρκετά χρόνια. Ως συνέπεια τόσο μεγάλων χρόνων αποθήκευσης, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ της συσκευασίας και του φαγητού πρέπει να ελαχιστοποιηθούν. Τα δοχεία επικαλύπτονται συνήθως με ένα οργανικό στρώμα που προστατεύει την ακεραιότητα του δοχείου από τις επιπτώσεις της τροφής και αποτρέπει τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ του μετάλλου του δοχείου και του τροφίμου. Για την εκπλήρωση των τεχνικών και νομικών απαιτήσεων, μπορεί τα επιχρίσματα να αντέχουν στις διαδικασίες παραγωγής και αποστείρωσης (1, 3), να είναι καθολικά εφαρμόσιμα για όλους τους τύπους τροφίμων και ποτών (2), να αποτρέπουν τη χημική μετανάστευση στα τρόφιμα σε ποσότητες που θέτουν σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία (4), να τηρείτε το δοχείο ακόμα και μετά από μη σκόπιμη παραμόρφωση (5), να αντισταθείτε σε επιθετικούς τύπους τροφίμων και να προστατεύσετε το μέταλλο των δοχείων (6) και να διατηρήσετε το φαγητό και να διατηρήσετε τις οργανοληπτικές του ιδιότητες για αρκετά χρόνια (7).
2. Μπορούν δεδομένα παραγωγής και αγοράς
Τα δοχεία αποτελούνται από τρία διαφορετικά υλικά: αλουμίνιο, χάλυβας με επίστρωση κασσίτερου (λευκοσίδηρος) και χάλυβας με ηλεκτρολυτική επίστρωση χρωμίου (ECCS). Τα σώματα των κονσερβών είτε διαμορφώνονται ως συγκολλημένα δοχεία 3 τεμαχίων (3PC), δοχεία 2 τεμαχίων και επανασχεδιασμένα (DRD) ή ως δοχεία σχεδιασμένα και σιδερωμένα 2 τεμαχίων (D& I). Ανεξάρτητα από το υλικό και τη διαδικασία παραγωγής, τα περισσότερα δοχεία επικαλύπτονται εσωτερικά και εξωτερικά με μεμβράνες πάχους 1 έως 10 μm. Οι επικαλύψεις εφαρμόζονται συνήθως και στις δύο πλευρές επίπεδων μεταλλικών φύλλων ή σπειρών με επίστρωση κυλίνδρων πριν σχηματιστούν τα δοχεία. Εναλλακτικά, οι επικαλύψεις ψεκάζονται σε προσχηματισμένα δοχεία. Τα δοχεία κασσίτερου χρησιμοποιούνται χωρίς εσωτερικές επικαλύψεις για ανοιχτόχρωμους, όξινους χυμούς και φρούτα (π.χ. ανανάς, αχλάδια, ροδάκινα), επειδή ο κασσίτερος οξειδώνεται ευκολότερα από το φαγητό, αποτρέποντας έτσι το σκοτάδι και τις αλλαγές γεύσης που προκαλούνται από την οξείδωση των φρούτων. Τα δοχεία τροφίμων αποστειρώνονται συνήθως υπό πίεση με τις ακριβείς συνθήκες ανάλογα με τον τύπο τροφής. Ωστόσο, τα δοχεία ποτών μπορούν να παστεριωθούν ή να αποστειρωθούν στα σφραγισμένα δοχεία ή να πληρωθούν υπό άσηπτες συνθήκες.
Πάνω από 300 δισεκατομμύρια δοχεία ποτών παράγονται παγκοσμίως κάθε χρόνο. Το 2014, το 90% των δοχείων ποτών ήταν κατασκευασμένα από αλουμίνιο. το υπόλοιπο 10% αποτελείται από χάλυβα. Επιπλέον, εκτιμήθηκε ότι 75 δισεκατομμύρια δοχεία τροφίμων πουλήθηκαν παγκοσμίως το 2011. Το 2013, περίπου 30 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ και 9 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ κερδίστηκαν παγκοσμίως με δοχεία ποτών και τροφίμων, αντίστοιχα. Το 2011, η παγκόσμια ικανότητα παραγωγής επιχρισμάτων κονσερβών εκτιμήθηκε σε 800.000 τόνους, που αντιστοιχεί σε αγοραία αξία 2,8 δισεκατομμυρίων ευρώ.
3. Επιστρώσεις: ιδιότητες και εναλλακτικές λύσεις
Πολλές διαφορετικές επικαλύψεις δοχείων διατίθενται στο εμπόριο, αλλά τα περισσότερα βασίζονται σε περιορισμένο αριθμό λειτουργιών χημικών (Πίνακας). Οι επικαλύψεις περιέχουν διαφορετικά πρόσθετα, π.χ. παράγοντες που αυξάνουν την ολίσθηση της επιφάνειας, καθώς και αντοχή στην τριβή και στις γρατσουνιές των επιχρισμάτων κονσερβών, λιπαντικών, αντι-αφριστικών παραγόντων, συγκολλητικών, σαρωτών για υδροχλωρικά οξέα και χρωστικών.
Οι εποξειδικές επικαλύψεις έχουν το υψηλότερο μερίδιο αγοράς άνω του 90%. Ωστόσο, μπορούν οι κατασκευαστές και οι εταιρείες τροφίμων να έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν εποξειδικές επικαλύψεις με βάση BPA με εναλλακτικές λύσεις ως συνέπεια τοξικολογικών στοιχείων, δημόσιων συζητήσεων και πρόσφατων κανονιστικών αποφάσεων. Οι επικαλύψεις ακρυλικού και πολυεστέρα χρησιμοποιούνται επί του παρόντος ως εναλλακτικές λύσεις πρώτης γενιάς έναντι εποξειδικών επιχρισμάτων και, πιο πρόσφατα, αναπτύχθηκαν εποξειδικές επικαλύψεις πολυολεφίνης και μη-BPA. Περαιτέρω εφευρέσεις περιλαμβάνουν συστήματα σύλληψης BPA και κορυφαίες επιστρώσεις. Οι περισσότερες από αυτές τις εναλλακτικές επικαλύψεις είναι ακριβότερες από τις εποξειδικές επικαλύψεις και ενδέχεται να μην εμφανίζουν την ίδια σειρά χαρακτηριστικών σε σχέση με τη σταθερότητα και την καθολική τους εφαρμογή.
Εποξειδικές επικαλύψεις
Στη δεκαετία του 1950, οι εποξικές ρητίνες εισήχθησαν ως επικαλύψεις για δοχεία αλουμινίου και χάλυβα. Η σταθερότητα, η προστατευτική λειτουργία και οι τεχνικές τους ιδιότητες τις έκαναν το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό επίστρωσης. Οι περισσότερες εποξικές επικαλύψεις συντίθενται από διφαινόλη Α (BPA, CAS 80-05-7) και εποχλωροϋδρίνη σχηματίζοντας εποξυ ρητίνες διφαινόλης Α-διγλυκιδυλαιθέρα. Πολλά διαφορετικά μείγματα εποξειδικών επικαλύψεων αναπτύχθηκαν με τις εποξικές-φαινολικές επικαλύψεις να είναι η πιο σημαντική υποομάδα. Άλλες αναμεμιγμένες ρητίνες είναι π.χ. εποξικές αμίνες, ακρυλικά και ανυδρίτες.
Oleoresins
Οι πρώτες επικαλύψεις κονσερβών κατασκευάστηκαν από ελαιορητίνες, οι οποίες είναι μίγματα ελαίου και ρητίνης που εξήχθησαν από φυτά. Οι ελαιορίνες είναι μάλλον εύκαμπτες και εφαρμόζονται εύκολα, αλλά δεν προσκολλώνται καλά στις μεταλλικές επιφάνειες, έχουν περιορισμένη αντοχή στη διάβρωση και χρειάζονται μακρούς χρόνους σκλήρυνσης. Επιπλέον, μπορεί να αλλάξουν τις οργανοληπτικές ιδιότητες των τροφίμων.
Βινύλι
Οι επιστρώσεις βινυλίου συντίθενται από χλωριούχο βινύλιο και οξικό βινύλιο. Είναι εξαιρετικά εύκαμπτα και σταθερά κάτω από όξινες και αλκαλικές συνθήκες, αλλά δεν κολλάνε καλά στο μέταλλο και δεν αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι επιστρώσεις βινυλίου χρειάζονται πλαστικοποιητές και σταθεροποιητές και συχνά αναμιγνύονται με άλλες ρητίνες. Τα βινυλο-οργανοσώματα παρασκευάζονται από εναιωρήματα ρητίνης σε οργανικό διαλύτη. Τα οργανοσώματα προσφέρουν συγκριτικά υψηλότερες χημικές αντοχές, θερμική σταθερότητα και ιδιότητες προσκόλλησης από τα επιχρίσματα βινυλίου.
Φαινολικός
Οι φαινολικές ρητίνες αποτελούνται από φαινόλες και αλδεϋδες. Είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση και προστατεύουν τα δοχεία από τη χρώση με σουλφίδιο. Τα φαινολικά έχουν χαμηλή ευελιξία, δεν προσκολλούνται καλά στο μέταλλο και ενδέχεται να αλλάξουν τη μυρωδιά και τη γεύση των τροφίμων. Εφαρμόζονται ως επικαλύψεις για τύμπανα και κάδους, αλλά οι μη αναμεμιγμένες φαινολικές ρητίνες δεν χρησιμοποιούνται σε δοχεία τροφίμων και ποτών. Ωστόσο, τα φαινολικά είναι συνηθισμένοι σταυροσυνδέτες (π.χ. στις εποξειδικές ρητίνες) και αυξάνουν την αντίστασή τους.
Ακρυλικό
Οι ακρυλικές ρητίνες συντίθενται συνήθως από αιθυλακρυλικό. Έχουν καθαρή εμφάνιση και εμφανίζουν αντοχή στη διάβρωση και το σουλφίδιο, αλλά είναι εύθραυστα και μπορεί να αλλάξουν τη γεύση και την οσμή των τροφίμων.
Πολυεστέρας
Το ισοφθαλικό οξύ (ΙΡΑ) και το τερεφθαλικό οξύ (ΤΡΑ) είναι τα κύρια καρβοξυλικά οξέα που χρησιμοποιούνται σε επικαλύψεις πολυεστέρα. Οι ρητίνες πολυεστέρα είναι εύκολο να χειριστούν κατά τη διαδικασία παραγωγής και να κολλήσουν καλά στη μεταλλική επιφάνεια, αλλά συνήθως δεν είναι σταθερές υπό όξινες συνθήκες και έχουν χαμηλή αντοχή στη διάβρωση. Εναλλακτικά, οι επικαλύψεις τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου (ΡΕΤ) χρησιμοποιούνται για την πλαστικοποίηση δοχείων ροφημάτων, αλλά χρειάζονται συγκολλητικά για τη σύνδεση του ΡΕΤ στο μέταλλο.
Πολυολεφίνες
Οι επικαλύψεις που βασίζονται σε διασπορές πολυολεφινών εισήλθαν πρόσφατα στην αγορά. Σύμφωνα με τον κατασκευαστή, η τελική επίστρωση πολυολεφίνης εμφανίζει προστασία από τη διάβρωση, πρόσφυση και ευελιξία χωρίς να επηρεάζει τη γεύση του φαγητού.
4. Κανονισμός
U.S.
Τα πολυμερή και ρητινώδη επιχρίσματα καλύπτονται κάτω από21 CFR 175.300. Αυτός ο κωδικός παραθέτει τις επιτρεπόμενες αρχικές ουσίες και καθορίζει τις συνθήκες δοκιμής και τα όρια μετανάστευσης. Μπορούν τα επιχρίσματα που πληρούν αυτές τις προδιαγραφές να είναι σύμφωνα με το νόμο. Τον Μάιο του 2015, το Γραφείο Αξιολόγησης Κινδύνου για την Περιβαλλοντική Υγεία της Καλιφόρνιας (OEHHA) πρόσθεσε το BPA στοκατάλογος χημικών ουσιώνείναι γνωστό ότι προκαλεί βλάβη στην αναπαραγωγήΠρόταση 65. Οι κατασκευαστές, οι διανομείς και οι λιανοπωλητές πρέπει τώρα να ενημερώνουν τους καταναλωτές για προϊόντα που περιέχουν BPA με σαφή και λογική προειδοποίηση σχετικά με τους χημικούς κινδύνους (FPFέχουν αναφερθεί).
Ευρώπη
Οι επικαλύψεις κονσερβών δεν ρυθμίζονται από κοινοτική νομοθεσία, αλλάεθνικά μέτραβρίσκονται στην Ολλανδία,Βέλγιο, την Τσεχική Δημοκρατία, την Ελλάδα, την Ιταλία, τη Σλοβακία, τη Γαλλία και την Ισπανία. Εναρμονισμένοι κανονισμοί για συγκεκριμένες χημικές ουσίες που είναι γνωστό ότι μεταναστεύουν από επικαλύψεις κονσερβών υπάρχουν για διφαινόλη Α διγλυκιδυλαιθέρας (BADGE) και τα παράγωγά της (Κανονισμός της ΕπιτροπήςΕΚ 1895/2005) και για ανόργανο κασσίτερο (κανονισμός της ΕπιτροπήςΕΚ 242/2004). Ένα σχέδιο κανονισμού της Επιτροπής σχετικά με τη χρήση BPA σε βερνίκια και επιστρώσεις προτείνει επί του παρόντος ένα ειδικό όριο μετανάστευσης 0,05 mg / kg τροφής (FPFέχουν αναφερθεί). Στη Γαλλία, απαγορεύεται η χρήση BPA σε FCM, συμπεριλαμβανομένων όλων των συσκευασιών, δοχείων και σκευών που προορίζονται να έρθουν σε άμεση επαφή με τρόφιμα (LOIn° 2010-729) (FPFέχουν αναφερθεί).
5. Μετανάστευση, έκθεση& βιοπαρακολούθηση
Οι περισσότερες μελέτες που διερευνούν τη χημική μετανάστευση από κουτιά τροφίμων επικεντρώθηκαν στα BPA, BADGE και τα παράγωγά τους. Ειδικά ο όγκος δεδομένων για το BPA παρέχει μια καλή βάση για εκτιμήσεις έκθεσης. Ωστόσο, τα συνολικά μετακινούμενα από δοχεία μπορεί επίσης να περιέχουν ολιγομερή, καταλύτες, επιταχυντές αντίδρασης, εποξειδωμένα βρώσιμα έλαια, αμινο ρητίνες, ακρυλικές ρητίνες, διάφορους εστέρες, κεριά, λιπαντικά και μέταλλα. Επιπλέον, μη σκόπιμα προστιθέμενες ουσίες (NIAS) όπως ακαθαρσίες, υποπροϊόντα αντίδρασης και προϊόντα αποδόμησης αποτελούν γενικά μέρος του μεταναστευτικού προϊόντος. Οι εκτιμήσεις έκθεσης για αυτά, συχνά πολύπλοκα μείγματα είναι πολύ πιο δύσκολο ή ακόμη και αδύνατο να υπολογιστούν, επειδή πολλά NIAS είναι άγνωστες ή μη αναγνωρισμένες ουσίες.
Υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της έκθεσης του ανθρώπου σε BPA και της κατανάλωσης κονσερβοποιημένων τροφίμων και, σε πολύ χαμηλότερο βαθμό, των κονσερβοποιημένων ποτών. Το 2012, μια μελέτη έδειξε ότι το BADGE και τα παράγωγά του εντοπίστηκαν σε όλα τα δείγματα δοκιμής από τις ΗΠΑ και την Κίνα και ότι οι συγκεντρώσεις στα ούρα υπερέβησαν αυτές του BPA κατά 3 έως 4 φορές.
6. Επιπτώσεις στην υγεία
Οι επικαλύψεις μπορούν γενικά να απελευθερώσουν σύνθετο χημικό μείγμα στα τρόφιμα και μόνο λίγοι από τους μετανάστες δοκιμάστηκαν διεξοδικά. Υπάρχουν εκτεταμένα δεδομένα τοξικότητας για το BPA που καλύπτουν πολλά διαφορετικά τελικά σημεία, όπως οι αναπαραγωγικές και αναπτυξιακές επιδράσεις, καθώς και τα νευρολογικά, ανοσοδιαμορφωτικά, καρδιαγγειακά και μεταβολικά αποτελέσματα. Το 2004, το BADGE κρίθηκε ότι δεν προκαλούσε ανησυχία για τη γονοτοξικότητα, την καρκινογένεση, την επανατοξικότητα και την αναπτυξιακή τοξικότητα. Ωστόσο, πιο πρόσφατες μελέτες έδειξαν ορισμένες επιδράσεις σε επανατοξικά και αναπτυξιακά τελικά σημεία.
Πολλές μεταναστευτικές ουσίες είναι εντελώς άγνωστες, αλλά μπορεί να συμβάλλουν σημαντικά στην τοξικότητα των μεταναστών. Το 2006, οι κυτταροτοξικές επιδράσεις των μεταναστών από επικαλύψεις με βάση εποξικές και πολυεστέρες δοκιμάστηκαν χρησιμοποιώντας μια σειρά δοκιμασιών. Τα αποτελέσματα μίας από αυτές τις δοκιμασίες έδειξαν ότι μόνο περίπου 0,5% των κυτταροτοξικών επιδράσεων που μετρήθηκαν κατά τη μετανάστευση από εποξικές επικαλύψεις μπορούσαν να ανιχνευθούν πίσω στην ποσότητα των BPA, BADGE και BADGE · H2O. Αυτό το παράδειγμα δείχνει τη σημασία των δοκιμών που στοχεύουν στην τελική μετανάστευση και όχι μόνο μεμονωμένων ουσιών κατά την αξιολόγηση του κινδύνου.
