Embalgens em contato com alimentos, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

Baixe Embalgens em contato com alimentos e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Materiais, somente na Docsity!

IAL - 537

EMBALAGENS E

EQUIPAMENTOS EM

CONTATO COM

ALIMENTOS

XIV

CAPÍTULO

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

538 - IAL

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

540 - IAL

sua atenção para os aspectos toxicológicos decorrentes da utilização de materiais de síntese química em embalagens de alimentos, surgindo a necessidade de estabelecer uma legisla- ção específica para controlar estes produtos.

A embalagem pode contaminar o alimento por meio da cessão de elementos de sua composição como monômeros, aditivos, corantes, tintas de impressão e vernizes, entre outros.

A migração de componentes da embalagem pode ser tão pequena que não se ob- servará resposta biológica nos organismos expostos a curto prazo. Entretanto, após longos períodos de ingestão de alimentos contaminados, manifestações tóxicas sutis e de difícil detecção poderão ocorrer.

A maioria dos testes efetuados em embalagens para alimentos são denominados provas de cessão ou testes de migração. Provas de cessão ou testes de migração são de- terminações cuja finalidade é avaliar a quantidade de substâncias passíveis de migrar da embalagem para o alimento. A importância destas determinações prende-se ao fato de que estes migrantes, além de potencialmente tóxicos ao homem, podem alterar as carac- terísticas do alimento.

Na medida do possível, estas provas tentam simular as condições a que tanto a embalagem quanto o alimento serão submetidas, em função do tipo de alimento, tempo de contato e temperatura.

Estes ensaios deveriam ser feitos colocando-se a embalagem em contato com o alimento que se pretende embalar. Entretanto, isto se torna impraticável, uma vez que a concentração de migrantes é normalmente baixa e a complexidade química da maioria dos alimentos iria interferir em sua dosagem.

Devido a esta impossibilidade, recorreu-se ao uso de solventes simulantes de ali- mentos, que tentam reproduzir o pH, o teor de gordura dos alimentos e sua eventual graduação alcoólica.

Os estudos de migração devem avaliar de forma qualitativa e quantitativa a subs- tância química que migrou da embalagem para o alimento.

As embalagens que têm interesse do ponto de vista de saúde pública são as primá- rias, isto é, aquelas que tem contato direto com o alimento, podendo interagir com ele.

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

IAL - 541

Terminologia

Embalagem para alimentos – Artigo que está em contato direto com alimentos, destinado a contê-los, desde sua fabricação até sua entrega ao consumidor, com a finali- dade de protegê-los de agentes externos, de alterações e de contaminações, assim como de adulterações.

Equipamento para alimentos – Artigo em contato direto com alimentos, que se utiliza durante a elaboração, fracionamento, armazenamento, comercialização e consumo de alimentos. Estão incluídos nesta classificação: recipientes, máquinas, correias transpor- tadoras, tubulações, aparelhagens, acessórios, válvulas, utensílios e similares.

Revestimento – Substância ou produto aplicado sobre a superfície de embalagens ou equipamentos para alimentos com a finalidade de protegê-los e prolongar sua vida útil.

Migração – Transferência de componentes do material em contato com alimentos para estes produtos, devido a fenômenos físico-químicos.

Migração total ou global – Quantidade de componentes transferida dos materiais em contato com alimentos ou seus simulantes, nas condições usuais de emprego, elabo- ração e armazenamento ou nas condições equivalentes de ensaio.

Migração específica – Quantidade de um componente não polimérico particular de interesse toxicológico transferida dos materiais em contato com alimentos para os alimen- tos ou seus simulantes, nas condições equivalentes de ensaio.

Limite de migração total ou global – Quantidade máxima admissível de componen- tes de material em contato com alimentos transferida aos simulantes sob as condições de ensaio.

Limite de migração específica – Quantidade máxima admissível de um componente específico do material em contato com alimentos transferida aos simulantes nas condi- ções de ensaio.

Limite de composição – Quantidade máxima permitida de um componente parti- cular de interesse toxicológico no material em contato com alimentos.

Simulante – Produto que imita o comportamento de um grupo de alimentos que

IAL - 543

alimentos são classificados da seguinte forma: Tipo I – Alimentos aquosos não ácidos (pH superior a 5)

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: água, infusões de café e chá; cervejas ; lei- te desnatado; sucos de frutas não ácidas; bebidas contendo menos de 5% de álcool; mel; sorvetes sem substâncias gordurosas; geléias de frutas não ácidas; ovos sem casca etc.

Tipo II – Alimentos aquosos ácidos (pH inferior ou igual a 5)

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: sucos de frutas ácidas; geléias de frutas ácidas; doces de frutas cítricas; tomates, extratos e concentrados de tomate; sorvetes de frutas ácidas; leites fermentados, inclusive os que contêm frutas; molhos; vinagre etc.

Tipo III – a. Alimentos aquosos não ácidos contendo óleo ou gordura b. Alimentos aquosos ácidos contendo óleo ou gordura

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: carnes frescas de animais e de aves gor- durosas; presunto e semelhantes; carnes enlatadas; pastas de carne e outras conservas de carne; embutidos de carnes frescas, curados, defumados, cozidos; peixes gordurosos e derivados; leite integral; maionese; sorvetes ricos em gordura; óleos e gorduras emulsio- nados; bebidas a base de cacau etc.

Tipo IV – Alimentos oleosos ou gordurosos

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: óleos; gorduras; manteiga; margarina; chocolates etc.

Tipo V – Alimentos alcoólicos (conteúdo em álcool superior a 5% v/v)

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: vinhos; licores; aguardentes; cervejas e sidras e outras bebidas contendo mais que 5% de álcool; alimentos conservados em meio alcoólico etc.

Tipo VI – Alimentos sólidos secos ou de ação extrativa pouco significativa.

Exemplos de alimentos enquadrados neste tipo: cereais; cereais inflados; farinhas; massas alimentícias; pães; biscoitos e outros produtos forneados não gordurosos; hortaliças e ou- tros vegetais frescos; frutas secas; leite em pó; café em grão ou em pó, especiarias; caldos para sopas desidratados; sal etc.

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

544 - IAL

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Resolução Nº 105, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de maio de 1999, Seção I, p. 21-34. Disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos.

287/IV Embalagens e equipamentos – Seleção dos simulantes de alimentos

Com a finalidade de realizar os ensaios de migração em embalagens e equipa- mentos plásticos em contato com alimentos, são definidos os seguintes simulantes de alimentos:

• Simulante A – Água
• Simulante B – Solução de ácido acético a 3% (v/v) em água
• Simulante C – Solução de álcool em água a 15% ou na concentração mais próxima da real de uso.
• Simulante D – Óleo de oliva refinado; n-heptano

Nota: o n-heptano é indicado como simulante alternativo. O comportamento do n-hep- tano como solvente simulante de alimentos oleosos está sendo questionado. A tendência geral é o uso de óleos vegetais (azeite de oliva, óleo de girassol ou soja), pois os mesmos são excelentes simulantes de alimentos oleosos, apesar do método correspondente ser mais complexo que o anterior.

Tabela 1 – Tipos de alimentos e seus respectivos simulantes

Alimento Simulante Tipo I A Tipo II B Tipo III a A,D Tipo III b B,D Tipo IV D Tipo V C

Tipo VI Nenhum, ou ocasionalmente A,B,C ou D, dependendo do tipo de alimento

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

546 - IAL

i) consumo – Aquecimento do alimento na própria embalagem antes da ingestão; utili- zação de utensílios domésticos de plástico em contato com alimentos.

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Resolução Nº 105, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de maio de 1999, Seção I, p. 21-34. Disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos.

289/IV Embalagens plásticas – Preparo das amostras

Procedimento – Sempre que possível, utilize uma área fácil de calcular (retângulo, cír- culo, cilindro etc.). Prepare um número de amostras tal que a superfície de contato esteja em torno de 600 cm^2. Lave as amostras primeiramente em jato de água corrente e depois com água. Seque as amostras. Devido à grande diversificação de materiais empregados para a fabricação de embalagens, cada um deles deverá ter um tratamento prévio especial, conforme descrito abaixo:

a) Embalagem final (rígida, semi-rígida ou flexível) – Coloque o simulante à temperatura selecio- nada. Cubra ou lacre o recipiente e deixe à temperatura de teste durante o tempo indicado.

b) Material plástico genérico (filme flexível, corpos rígidos, revestimentos poliméricos etc.)

• Prepare amostras com uma superfície de contato de aproximadamente 600 cm^2 (so- matória de todas as superfícies postas em contato). Coloque em um béquer com um volume de simulante de tal forma que a relação área de material em contato/volume fique compreendida entre (2 e 0,5) cm^2 /mL, na temperatura selecionada; cubra o bé- quer com um vidro de relógio ou similar e deixe em contato na temperatura de ensaio pelo tempo indicado. c) Elementos de vedação (tampas, rolhas, guarnições e outros objetos de área pequena (por exemplo: palitos de pirulito, colheres para sorvetes etc., de um único uso) – Coloque um número suficiente (n) de amostras de modo que a área seja em torno de 600 cm 2 em um béquer com um volume simulante de tal forma que a relação área de amostras/ volume de simulante esteja compreendida entre (2 e 0,5) cm^2 /mL, à temperatura sele- cionada. Cubra o béquer e deixe à temperatura de ensaio durante o tempo indicado.

d) Filme composto semi-rígido – Corte um retângulo do filme no tamanho de (15 x 20) cm. Construa com ele uma caixa. Lave a caixa com um jato de água corrente e, depois com água. Seque. Coloque o solvente simulante adequado e cubra com placa de vidro. Na impossibilidade de construir uma caixa, corte um quadrado de (8 x 8) cm do ma- terial, lave com jato de água corrente e, depois, com água. Seque. Coloque o solvente simulante em um copo de vidro com a borda recoberta por fita vedante. Cubra esse copo com a amostra cortada na forma de um quadrado de (8 x 8) cm e adapte esse conjunto ao dispositivo especial descrito na figura 1. Faça um branco substituindo a

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

IAL - 547

amostra por placa de vidro, para verificar se houve migração dos elementos da fita de vedação para o solvente.

Figura 1 – Dispositivo para análise de uma face da embalagem

e) Materiais e artigos compostos por duas ou mais camadas plásticas – Neste caso o teste é re- alizado de tal modo que o simulante fique em contato somente com as partes da amos- tra que durante seu uso real estejam em contato direto com os alimentos. Coloque o solvente simulante em um copo de vidro com a borda recoberta por fita vedante. Cubra esse copo com a amostra cortada na forma de um quadrado de (8 x 8) cm e adapte esse conjunto ao dispositivo especial descrito na Figura 1. Faça um branco substituindo a amostra por placa de vidro, para verificar se houve migração dos elementos da fita de vedação para o solvente.

f) Equipamentos destinados a entrar em contato com alimentos (utensílios, partes de ma- quinaria etc.) – Proceda de acordo com a, b, ou c, dependendo das condições reais de uso.

Nota: quando o material a ser analisado for um verniz ou esmalte sintético, este deve ser aplicado para seu ensaio sobre placas de vidro esmerilhado.

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

IAL - 549

migração total ou global é de 8 mg/dm^2 ou 50 mg/kg.

Material

Béqueres, vidros de relógio, provetas, dessecadores com cloreto de cálcio anidro, cápsulas de porcelana, banho-maria, estufa com temperatura regulável e refrigerador.

Solventes

Conforme o tipo de alimento a ser embalado, utilize o solvente correspondente descrito na Tabela 1.

Procedimento – Após preparação das amostras de acordo com o indicado em 289/IV , acondicione as mesmas conforme Tabela 2. Em todos os casos, efetue uma prova em branco, com um volume igual do simulante utilizado na prova original. Transcorrido o tempo dos ensaios de migração, retire as amostras do béquer nos casos (b), (c) e (d), ou verta o simulante em um béquer no caso (a) e (d). Retire as amostras, lave e escorra com o mesmo simulante utilizado, que se incorpora ao simulante do teste. Após os ensaios de migração, o simulante não deve apresentar coloração visível nem odores estranhos. Evapore o simulante até reduzi-lo a um volume menor. Transfira quantitativamente para uma cápsula tarada e prossiga com a evaporação em banho-maria e em seguida em es- tufa a (100 ± 5)°C até a secura. Resfrie a cápsula em dessecador e repita a operação até peso constante. Proceda da mesma maneira para a prova em branco e subtraia o peso do resíduo obtido anteriormente do da prova em branco, obtendo-se assim o resíduo seco do ensaio de migração, que será usado no cálculo da migração total.

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

550 - IAL

Cálculos

No caso de embalagens e equipamentos com capacidade superior ou igual a 250 mL, cal- cule a migração total (Q) com a fórmula:

R = massa do resíduo seco em mg A = área total de contato da amostra com simulante, em dm² S/V = relação área/massa de água correspondente ao volume de contato real entre o material plástico e o alimento, em dm²/kg de água

Quando o ensaio de migração é efetuado em material plástico genérico e não na emba- lagem final, utilize a relação S/V real. Caso não se conheça esta relação, pode ser usada uma relação S/V = 6 dm²/L.

Quando nos testes se usa a embalagem final, então A = S e a fórmula se reduz a:

R = massa do resíduo seco, em mg V = massa de água correspondente ao volume da embalagem em kg

A migração (Q’) pode ser expressa também em mg/dm², mediante a fórmula:

R = massa do resíduo seco, em mg A = área total de contato da amostra com o simulante em dm²

No caso do ensaio de migração das amostras referentes ao item 289/IV (c), a migração Q é calculada de acordo com a fórmula:

R = massa do resíduo seco, em mg N = número de amostras analisadas V = massa de água correspondente ao volume do recipiente no qual serão usados os elementos de vedação ou outros objetos, em kg.

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

552 - IAL

292/IV Embalagens plásticas – Determinação de metais em corantes e pig- mentos

Este método se aplica à determinação de metais em corantes e pigmentos em embalagens e equipamentos plásticos. Nos extratos, são determinados os metais utili- zando-se a espectrometria de absorção atômica de acordo com o detalhado a seguir: chumbo, selênio, cádmio e zinco (com chama de ar-acetileno); bário: com chama ni- troso-acetileno; mercúrio: com vapor frio; arsênio: com geração de hidretos.

Material

Béqueres, funis, balões volumétricos de 50 mL, provetas, balança analítica e espectrô- metro de absorção atômica e mesa agitadora.

Reagentes

Solução de hidróxido de sódio 1 M para arsênio Solução de ácido nítrico 1 M para chumbo Solução de ácido clorídrico 0,1 M para bário, cádmio, zinco, mercúrio e selênio

Procedimento – Pese 2 g de amostra em um béquer de 150 mL. Adicione 30 mL das soluções de extração descritas em reagentes, dependendo do metal a ser ana- lisado. Agite em mesa agitadora durante duas horas à temperatura ambien- te. Deixe decantar por uma hora e filtre utilizando papel de filtro umedecido com 2 mL da solução de mesma concentração utilizada para a extração, recolhendo o fil- trado em um balão volumétrico de 50 mL. Complete o volume com as soluções de extração. Nos extratos, determine os metais utilizando a espectrometria de absorção atômica.

Nota : poderão ser usados métodos colorimétricos recomendados pela Association of Official Analytical Chemists (A.O.A.C.) , quando o laboratório não dispuser de espectrô- metro de absorção atômica.

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Resolução Nº 105, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de maio de 1999, Seção I, p. 21-34. Disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos.

IAL - 553

293/IV Embalagens plásticas – Determinação da migração de corantes e pigmen- tos

Procedimento – Compare visualmente, com os brancos respectivos, os extratos obti- dos nos ensaios de migração total das embalagens e equipamentos plásticos coloridos, realizados com os simulantes correspondentes, nas temperaturas e tempos de contato detalhados na Tabela 2. Nestas condições, não devem existir diferenças verificadas vi- sualmente entre a coloração do extrato e do seu branco.

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Resolução Nº 105, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de maio de 1999, Seção I, p. 21- 34. Disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos.

294/IV Embalagens plásticas – Determinação da migração específica de metais e outros elementos

Sempre que a formulação da embalagem apresentar metais e outros elementos com limites de migração constantes na legislação deve-se realizar este ensaio.

Procedimento – Determine as concentrações de metais e outros elementos em extra- tos obtidos como os descritos nos ensaios de migração total das embalagens e equipa- mentos plásticos coloridos, realizados com os simulantes correspondentes nas tempe- raturas e tempos de contato detalhados na Tabela 2. A determinação é efetuada por espectrometria de absorção atômica ou, alternativamente, pelas técnicas colorimétricas recomendadas pela Association of Official Analytical Chemists (A.O.A.C.). Os elementos a determinar nos extratos acima mencionados são: antimônio (Sb), arsênio (As), bário (Ba), boro (B), cádmio (Cd), chumbo (Pb), cobre (Cu), cromo (Cr), estanho (Sn), flúor (F), mercúrio (Hg), prata (Ag) e zinco (Zn). Esses elementos não devem migrar em quantidades superiores aos limites estabelecidos na legislação vigente corresponden- te a contaminantes em alimentos.

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Resolução Nº 105, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de maio de 1999, Seção I, p. 21-34. Disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos.

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

IAL - 555

Retire as amostras da autoclave e coloque em um banho de água a 80°C, esfriado com água corrente durante (10-20) minutos, até alcançar a temperatura ambiente. Transfira o conteúdo dos recipientes em teste, fração por fração, para uma cápsula de platina com capacidade aproximada de 100 mL, previamente seca em estufa a 150°C e pesada em balança analítica. Evapore o conteúdo das cápsulas em banho-maria até a secura. Depois da evaporação, coloque as cápsulas durante 1 hora em estufa a (150 ± 5)°C. Esfrie as cápsulas em dessecador e pese novamente em balança analítica. O resultado da pesagem menos a correspondente prova em branco é o resíduo seco.

Cálculos

O resultado, denominado migração total, pode ser expresso de acordo com as seguintes equações:

R = massa do resíduo seco em mg S = área da amostra de vidro ensaiada em dm² V = massa de água correspondente ao volume da embalagem em kg Q = migração total, em mg/kg de água Q’= migração total em mg/dm²

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. – Portaria Nº 27, da Secretaria de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de março de 1996, Seção I, p. 4691-4692. Embalagens e equipamentos de vidro e cerâmica destinados a entrar em contato com alimentos.

296/IV Embalagens de vidro e cerâmica – Determinação da migração específica de metais pesados

O ensaio de migração específica de metais pesados se aplica também aos objetos de vidro decorados na superfície de contato com os alimentos. Estes ensaios devem ser efetuados com proteção da luz. Os limites de migração específica de metais pesados são estabelecidos de acordo com as seguintes categorias:

Categoria 1 : objetos que não possam ser preenchidos e objetos que possam ser preen- chidos, cuja profundidade interna entre o ponto mais baixo e o ponto mais horizontal que passa pela borda superior seja inferior ou igual a 25 mm:

• chumbo: 0,8 mg/dm²
• cádmio: 0,07 mg/dm²

Capítulo XIV - Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos

Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição 1ª Edição Digital

556 - IAL

Categoria 2 : todos os demais objetos que possam ser preenchidos:

• chumbo: 4,0 mg/kg
• cádmio: 0,3 mg/kg

Categoria 3 : utensílios de cozinha, embalagens e recipientes de armazenamento que tenham capacidade superior a 3 litros:

• chumbo: 1,3 mg/kg
• cádmio: 0,1 mg/kg

Material

Estufa, proveta, vidro de relógio, termômetro e espectrômetro de absorção atômica.

Reagente

Ácido acético a 4% v/v

Procedimento

Preparação das amostras – Limpe e desengordure os objetos submetidos ao ensaio com uma solução diluída e morna de um detergente comercial. Enxágüe a seguir com bas- tante água corrente e depois com água destilada ou desmineralizada. Despreze as águas de enxaguadura e inverta os recipientes sobre um tecido limpo e não felpudo.

Determinação da migração específica – Coloque os recipientes vazios durante 45 mi- nutos em uma estufa a (80 ± 2)°C. Coloque solução de ácido acético a 4%, previamen- te aquecido a 80°C, até 90% da capacidade do recipiente. Anote o volume de ácido usado e cubra com vidro de relógio. Deixe os recipientes em estufa, regulada a (80 ± 2)°C durante (120 ± 2) minutos. Retire os recipientes da estufa e leve à temperatura ambiente o mais rápido possível, protegendo-os da luz.

Determinação da migração de chumbo e cádmio – Utilize a espectrofotometria de absorção atômica para determinar as quantidades de metais liberadas pela amostra, ex- pressando os resultados em mg/kg ou em mg/dm² de área de amostra em contato com o líquido de ensaio, efetuando uma prova em branco em paralelo.

Referência bibliográfica

BRASIL. Leis, Decretos etc. - Portaria Nº 27, da Secretaria de Vigilância Sanitária. Diário Oficial, Brasília, 20 de março de 1996, Seção I, p. 4691- 4692. Embalagens e equipamentos de vidro e cerâmica destinados a entrar em contato com alimentos.