Упаковка пищевых продуктов и здоровье человека

Что соприкасается с нашей едой?

Упаковка пищевых продуктов состоит из многих материалов и их комбинаций, например, пластмассы, бумаги, картона, металла, стекла, клеящих веществ (адгезивов), специальных покрытий, типографских красок. Не только упаковка, но также другие предметы и материалы (например, посуда, подложки для выпечки и др.), могут соприкасаться с едой – обобщённо они называются предметы, контактирующие с едой.

Что такое миграция?

Некоторые химические вещества переходят из упаковки в еду. Этот процесс называют химической миграцией. Миграция – это процесс перемещения химических элементов, приводящий к их концентрации или рассеянию. Миграционная способность зависит от разных факторов (тип упаковочного материала, тип пищевого продукта, температура и продолжительность хранения, площадь контакта и др.).

Что мы едим?

Потребители постоянно подвергаются воздействию различных химических веществ, мигрирующих в продукты питания из упаковки. Некоторые химические вещества, которые часто присутствуют в пищевой упаковке, могут быть связаны с определенными болезнями. Токсичность многих химикатов, используемых в упаковке продуктов питания, изучена не полностью или даже не исследована вообще. Такой недостаток информации может затруднять точную оценку безопасности пищевой упаковки.

Какие вещества мигрируют в пищевые продукты?

Тысячи вредных веществ могут проникнуть из упаковки и других предметов, контактирующих с едой, в пищевой продукт. Приведем несколько примеров.

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Идеальное вещество для упаковки и переупаковки многих продуктов. Алюминий может попасть в организм через посуду и упаковку, содержащую алюминий (банки для напитков, консервные банки, крышки стеклянных бутылок, упаковка готовых блюд). Он может растворятся под действием кислот и солей, а значит, проникать в пищу и в напитки, содержащие такие вещества. Алюминий способствует нарушению работы нервной и репродуктивной системы, вредит эмбриону, препятствует росту костей, вызывает рак и болезнь Альцгеймера.

Бисфенол А – одно из наиболее распространенных органических синтетических соединений. Он используется при производстве различных пластиковых изделий, в том числе входит в состав многих материалов для пищевой упаковки. В ходе исследований было установлено, что бисфенол может способствовать развитию рака, сердечных заболеваний, диабета и многими другими патологиями.
 
Фталаты – это соли и эфиры фталевой кислоты, используемые при производстве различных предметов (пластиковая посуда, упаковка пищевых продуктов и другие). В ряде исследований было установлено, что они ослабляют иммунную систему, становятся причиной избыточного веса, вредят печени, вызывают рак, а также могут провоцировать нарушения гормонального фона и репродуктивной способности.

Что такое микропластик?

Микропластик – это частицы пластика размером менее 5 миллиметров, которые образуются прежде всего при разрушении более крупных предметов из пластика. Количество частиц микропластика на планете сейчас огромное. Они содержатся практически повсюду (в песке, воздухе, осадках, питьевой воде, соли, рыбе и др.). Пластмассовая упаковка для пищевых продуктов – один из источников микропластика.

Где обнаружен микропластик?

1. Ян Халфар из Технического университета Остравы (Чехия) и соавторы обнаружили микропластик и пластиковые добавки в плаценте и околоплодных водах девяти из десяти родивших преждевременно женщин. Подробнее по ссылке.
2. Джулия Мораес да Коста из Федерального университета Рио-де-Жанейро (Бразилия) и соавторы сообщили о присутствии 19 эфиров фталевой кислоты (ПАЭ) в широком спектре пищевых продуктов (молочные продукты, мясо, крупы, фрукты, овощи, детское питание). Авторы также сообщили, что 14 ПАЭ, обнаруженных в пищевых продуктах, не разрешены Регламентом Комиссии (ЕС) № 10/2011 к их использованию при контакте с пищевыми продуктами. Подробнее по ссылке.
3. Юньлун Луо из Университета Ньюкасла  (Австралия) и соавторы исследовали выделение мелких пластиковых частиц из посуды с антипригарным покрытием. Для эксперимента они купили в супермаркетах Австралии шесть кастрюль с антипригарным покрытием. Они имитировали процесс приготовления пищи, помешивая лопаткой по поверхности кастрюли. Одна царапина на поверхности тефлона может образовать около 9100 микро- и нанопластиков. В целом разрушение покрытий может привести к выбросу примерно 2 300 000 пластиковых частиц. Сравнение кастрюль двухлетней давности с новыми показало, что старые кастрюли выделяют больше микропластика и более крупные частицы. Результаты исследования показывают, что «тефлоновые микропластики» потенциально выделяются во время ежедневных процессов приготовления пищи. Подробнее по ссылке. 
4. Хуэйер Чен и соавторы из Китайского университета Цзилианг (Ханчжоу, Китай) исследовали выделение микропластика из одноразовых стаканчиков в условиях ежедневного использования. Количество выделяемых частиц микропластика из одноразовых стаканчиков колеблется в пределах 1000–5000 частиц/л. Подробнее по ссылке. 

Влияние на здоровье человека 

1. Пак Чон Хён из Университета Чунг-Анг (Сеул , Корея) и соавторы исследовали влияние микропластика на метастазы рака молочной железы. Авторы пришли к выводу, что фрагменты полипропиленового пластика усугубляют метастазирование рака молочной железы. Подробнее по ссылке.
2. Захра Агаи из университета Ньюфаундленда (Канада) и соавторы оценили воздействие микропластика на плацентарный метаболизм на протяжении всей беременности мышей. Подробнее по ссылке. 
3. Ди Фэн из Пекинского университета технологий и бизнеса (Пекин, Китай) и соавторы протестировали 42 изделия из силикона, контактирующих с пищевыми продуктами. Ученые обнаружили, что большая часть кухонной посуды из силикона наносит вред эндокринной системе. Подробнее по ссылке.
4. Жанетт М. Ротчелл и соавторы из  Университета Халла и больницы Касл-Хилл (Коттингем, Великобритания) сообщили о наличии микропластика в венах человека. Подробнее по ссылке.
5. Кончетта Пиронти из Университета Салерно (Италия) и соавторы проанализировали наличие микропластика в моче человека. Исследователи обнаружили микропластик в четырех из шести образцов. Подробнее по ссылке.
6. Марселла Бонаноми и соавторы из Центра системной биологии (Милан, Италия) исследовали влияние микропластиков на клетки толстой кишки человека. Обнаружена зависимость между выявлением частиц микропластика в клетках толстой кишки человека и метаболическими изменениями в организме. Подробнее по ссылке.

Химическая безопасность

Стекло, металл, керамика и пластик – это материалы, которые обычно используются в многоразовой упаковке пищевых продуктов и пищевой посуде, тогда как бумага и многие многослойные материалы не подходят для повторного использования. Миграция химикатов из пищевой посуды и упаковки в продукты питания происходит из самых разных материалов, но степень сильно зависит от свойств материала и его химической сложности. Стабильность (способность вещества сохранять свою устойчивость и не подвергаться нежелательным изменениям) и инертность материала в течение всего срока его службы и при всех возможных условиях использования – важные факторы, которые влияют на химическую миграцию в пищевые продукты. Способность поглощать химические вещества во время использования и выделять их во время последующих циклов повторного использования также влияет на химическую безопасность.

Свойства устойчивых материалов (стекло, нержавеющая сталь, керамика) не меняются в течение длительного периода использования. Пластмассы могут быть модифицированы под воздействием тепла, ультрафиолета и кислорода. Обращение с многоразовой пластиковой посудой и упаковкой также может изменить химический состав материала, например, путем очистки, обработки в микроволновой печи и истирания. Эти факторы приводят к увеличению миграции различных химических веществ из пластмасс.

Ожидания потребителей и требования закона

Во многих странах закон предписывает, что упаковка не должна ставить под угрозу химическую безопасность еды. Однако законодательство не дает четких указаний касательно того, как выполнить эти требования, а токсичность многих химикатов не изучена. Также необходимо принимать во внимание, что исследования проводились для определенных пищевых продуктов в определенных модельных средах при определенной температуре и продолжительности контакта упаковки с продукцией.  

Какие требования к упаковке (укупорочным средствам) в России?

В России действует Технический регламент Таможенного Союза ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки», который устанавливает обязательные для применения требования к упаковке (укупорочным средствам) и связанные с ними требования к процессам хранения, транспортирования и утилизации, а также предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей упаковки (укупорочных средств) относительно ее назначения и безопасности. В Приложении 1 к ТР ТС 005/2011 определены санитарно-гигиенические показатели безопасности и нормативы веществ, выделяющихся из упаковки (укупорочных средств), контактирующих с пищевой продукцией, а также представлены знаки, наносимые на маркировку упаковки (укупорочных средств). Символ, представленный на рис.1. означает, что упаковка (укупорочные средства) предназначены для контакта с пищевой продукцией.


 
Рисунок 1. Упаковка (укупорочные средства), предназначенные для контакта с пищевой продукцией

Как уменьшить миграцию в пищевые продукты?

1. Используйте упаковку, упаковочные материалы и посуду, которые предназначены для контакта с пищевой продукцией.
2. Разогревайте продукты (например, в микроволновке) только в специально предназначенных для этого контейнерах, сделанных из инертных материалов (материалы, которые не вступают в химические реакции с другими веществами). Миграция химических веществ увеличивается при более высоких температурах.
3. Ограничьте миграцию, сокращая время хранения продуктов. В большинстве случаев уровень химической миграции увеличивается со временем.
4. Избегайте употребления продуктов, упакованных малыми порциями. В небольших по размеру упаковках миграция может быть выше из-за более высокого соотношения поверхности к объёму.
5. Обращайте внимание, что многие химические вещества подвержены более высокому уровню миграции при контакте с жирными или кислыми продуктами, по сравнению с продуктами на водной основе.

Источники: 
Food Packaging and Human Health - Fact Sheet
Технический регламент Таможенного союза "О безопасности упаковки" (ТР ТС 005/2011)
Jan Halfar, Kristina Čabanová, Karel Vávra, Patricie Delongová, Oldřich Motyka, Richard Špaček, Jana Kukutschová, Ondřej Šimetka, Silvie Heviánková, Microplastics and additives in patients with preterm birth: The first evidence of their presence in both human amniotic fluid and placenta,
Chemosphere, Volume 343, 2023, 140301, ISSN 0045-6535, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140301.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653523025717)
Dario Savoca, Salvatore Barreca, Riccardo Lo Coco, Diletta Punginelli, Santino Orecchio, Antonella Maccotta, Environmental Aspect Concerning Phthalates Contamination: Analytical Approaches and Assessment of Biomonitoring in the Aquatic Environment, Environments, 10.3390/environments10060099, 10, 6, (99), (2023).
Júlia Moraes da Costa, Lilian Seiko Kato, Diego Galvan, Carini Aparecida Lelis, Thiago Saraiva, Carlos Adam Conte-Junior, Occurrence of phthalates in different food matrices: A systematic review of the main sources of contamination and potential risks, 2023, https://doi.org/10.1111/1541-4337.13140
Yunlong Luo, Christopher T. Gibson, Clarence Chuah, Youhong Tang, Ravi Naidu, Cheng Fang, Raman imaging for the identification of Teflon microplastics and nanoplastics released from non-stick cookware,Science of The Total Environment, Volume 851, Part 2, 2022, 158293, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158293.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972205392X)
Huier Chen, Liheng Xu, Kuai Yu, Fang Wei, Ming Zhang, Release of microplastics from disposable cups in daily use, Science of The Total Environment, Volume 854, 2023, 158606, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158606.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722057059)
Park, J.H., Hong, S., Kim, OH. et al. Polypropylene microplastics promote metastatic features in human breast cancer. Sci Rep 13, 6252 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33393-8
Aghaei, Z., Mercer, G.V., Schneider, C.M. et al. Maternal exposure to polystyrene microplastics alters placental metabolism in mice. Metabolomics 19, 1 (2023). https://doi.org/10.1007/s11306-022-01967-8
Di Feng, Xueyan Li, Xiaojie Fan, Yifan Guo, Jingwei Zhang, Hang Yuan, Wenjuan Wang, Tingting Zhao, Tian Han, Cytotoxicity, endocrine disrupting activity, and chemical analysis of 42 food contact silicone rubber products, Science of The Total Environment, Volume 872, 2023, 162298, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162298.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723009142)
Jeanette M. Rotchell ,Lauren C. Jenner,Emma Chapman,Robert T. Bennett,Israel Olapeju Bolanle, Mahmoud Loubani,Laura Sadofsky,Timothy M. Palmer, Detection of microplastics in human saphenous vein tissue using μFTIR: A pilot study, 2023, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0280594
Marcella Bonanomi, Noemi Salmistraro, Danilo Porro, Annalisa Pinsino, Anna Maria Colangelo, Daniela Gaglio, Polystyrene micro and nano-particles induce metabolic rewiring in normal human colon cells: A risk factor for human health, Chemosphere, Volume 303, Part 1, 2022, 134947, ISSN 0045-6535, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.134947.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653522014400)
Pironti, C.; Notarstefano, V.; Ricciardi, M.; Motta, O.; Giorgini, E.; Montano, L. First Evidence of Microplastics in Human Urine, a Preliminary Study of Intake in the Human Body. Toxics 2023, 11, 40. https://doi.org/10.3390/toxics11010040