REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Writing

Materiali v stiku z živili so različni materiali, ki prihajajo v stik z živili med proizvodnjo, predelavo, pripravo in shranjevanjem živil. Materiali v stiku z živili morajo biti varni. Varnost materialov v stiku z živili je odvisna od vrste in količine sestavin, ki se iz njih sproščajo v živila. Snovi ne smejo prehajati v živila v takih količinah, ki bi lahko ogrožale zdravje ljudi ali povzročale nesprejemljive spremembe v sestavi živil oziroma poslabšanje njihovih organoleptičnih lastnosti. V zadnjem času so bili razviti novi materiali za stik z živili, ki vsebujejo nanodelce. Ti novi materiali so večinoma še v fazi razvoja in raziskav, vendar pa so nekateri že na trgu ali bodo na trgu kmalu. Tveganje za zdravje zaradi izpostavljenosti potrošnikov nanodelcem iz novih materialov je prisotno zaradi možnosti migracije nanodelcev v živila. Za zdaj je na voljo zelo malo informacij o dejanski uporabi novih materialov za stik z živili in sproščanju nanodelcev iz teh materialov v živila.

Za naše delo smo izbrali komercialno dostopne neoprijemajoče se premaze za ponve in jih karakterizirali ter preučevali možno sproščanje nanodelcev iz njih. Rezultate sproščanja smo uporabili za oceno morebitnega tveganja za zdravje zaradi izpostavljenosti sproščenim nanodelcem TiO₂. Poleg tega smo razvili presejalno metodo za ugotavljanje prisotnosti in sproščanja nanodelcev iz materialov v stiku z živili in jo uporabili za določitev sproščanja srebrovih nanodelcev iz papirja v stiku z živili.

Karakterizacijo premazov smo izvedli z uporabo FTIR, elektronske in optične mikroskopije, EDXS in XRD. Karakterizacija je pokazala, da premazi v preiskanih ponvah vsebujejo delce TiO₂ (rutila) v podmikronski in nanometrski velikosti ter delce SiO₂, vključene v silikonsko polimerno matrico. Za oceno možne migracije nanodelcev TiO₂ v živila smo opravili migracijske preskuse (2 uri pri 100 °C) iz premazov v različne simulante: deionizirano vodo, 3-odstotno ocetno kislino in 5 g/L citronske kisline. Poleg tega smo pri izbranem premazu preučevali termično in mehansko razgradnjo matrice. Simulante, ki so bili v stiku s premazi, smo analizirali z ICP-MS po opravljeni ultrafiltraciji in mikrovalovnem razklopu. Koncentracija titana v delcih, ki so migrirali v simulante, je bila največja v 3-odstotni ocetni kislini (do 861 mg/L oziroma 147 mg/dm²). Titan je bil v simulantih prisoten tako v obliki delcev kot v ionski obliki. Prisotnost nanodelcev TiO₂ v 3-odstotni ocetni kislini smo potrdili z energijsko disperzijsko rentgensko spektroskopijo v vrstičnem elektronskem mikroskopu (SEM-EDXS).
Preučevanje termične stabilnosti s termogravimetrično analizo, diferenčno vrstično kalorimetrijo in masno spektrometrijo (TG/DSC-MS) ni pokazalo razgradnje matrice pri predvidljivih pogojih uporabe, vendar pa so mehanski testi razgradnje pokazali sproščanje nanodelcev, ki vsebujejo titan (mikrogramske količine pri tribološkem testu). Rezultate razgradnje matrice smo potrdili z opazovanjem morfologije premazov enakega tipa, ki so bili v dejanski uporabi za pripravo živil. Ugotovili smo, da sta raztapljanje s površine premaza in mehanska abrazija možna mehanizma razgradnje matrice, ki lahko prispevata k sproščanju nanodelcev iz tovrstnih premazov v stiku z živili. Prvi smo opisali sproščanje nanodelcev iz materialov v stiku z živili zaradi mehanske razgradnje matrice.
Rezultate migracijskih preskusov in izračun sproščenih delcev iz materiala, ki je bil v dejanskem stiku z živili, smo uporabili skupaj z različnimi podatki o porabi živil za oceno izpostavljenosti nanodelcem TiO₂. Ocenjeno izpostavljenost smo primerjali z vrednostmi DNEL za nevrovedenjske in endokrine motnje, da bi ocenili morebitna tveganja za zdravje zaradi izpostavljenosti sproščenim nanodelcem TiO₂. Na podlagi razpoložljivih podatkov smo ugotovili, da tveganja za zdravje zaradi izpostavljenosti nanodelcem TiO₂, ki so se sprostili iz izbranega kvazikeramičnega premaza, ni mogoče izključiti. Za potrditev dejanskega tveganja za zdravje pa bo treba oceno izpopolniti in pridobiti natančnejše podatke o nevarnosti in izpostavljenosti.
Razvili smo tudi metodo za zaznavanje prisotnosti in sproščanja nanodelcev iz materialov za stik z živili na osnovi določitve hitrosti redoks reakcije med natrijevim borohidridom in barvilom metilen modrim. Pri tej reakciji nanodelci delujejo kot katalizatorji. Metodo smo uporabili za detekcijo sproščanja srebrovih nanodelcev iz papirja z natisnjeno anteno za radiofrekvenčno identifikacijo (RFID). Ker hitrost reakcije ni odvisna samo od koncentracije nanodelcev, ampak tudi od temperature in drugih lastnosti nanodelcev (npr. velikosti in oblike), lahko metodo uporabimo za presejalne namene. Če v ekstraktu materiala zaznamo katalitično aktivnost, je treba za karakterizacijo materiala ter določitev koncentracije in fizikalno-kemijskih lastnosti sproščenih nanodelcev uporabiti zahtevnejše metode.
Raziskave migracije nanodelcev iz materialov v stiku z živili in ocena možnega tveganja zaradi izpostavljenosti nanodelcem, ki so migrirali iz teh materialov, so še vedno v povojih. Prihodnje raziskave bi morale vključevati določitev sproščanja nanodelcev v živila, določitev obstojnosti nanodelcev v prebavnih tekočinah med prebavo in pridobitev dodatnih informacij o toksičnosti nanodelcev z različnimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi.