Det nasjonale næringsmiddelinstituttet ved Danmarks Tekniske Universitet har samlet informasjon om migrasjon av nanopartikler fra matkontaktmaterialer (FCM).
Maryam Jokar og kolleger ved Fødevareinstituttet på Danmarks Tekniske Universitet har summert opp nåværende litteratur om migrasjon av engineered nano-objects (ENO) fra polymerbaserte matkontaktmaterialer.
Forfatterne har identifisert kunnskapsbrister og formulert seks spørsmål om ENO-migrasjon fra matkontaktmaterialer og potensiell helsefare for mennesker.
1 Kan ENO migrere fra matkontaktmaterialer i det hele tatt?
Det er ifølge forskerne ingen enighet om ENO-migrasjon fra matkontaktmaterialer. Noen studier har funnet at det ikke forekommer migrasjon av nanopartikler, og noen modeller visert at migrasjon er svært usannsynlig for partikler større enn 10nm.
Andre studier har detektert migrasjon av partikler opptil 50, 100 og til og med 1.000 nm.
2 Hvis migrasjon av ENO forekommer, hvordan er migrasjonsmekanismene?
Forfatterne påpeker at den for tiden mest sannsynlige mekanismen for ENO-migrasjon er diffusjon. Imidlertid er diffusjonskonseptet utviklet fra kompositter med lav molekylvekt som er betydelig mindre enn de fleste nanopartikler.
Forfatterne estimerer at molekylvekten for nanopartikler med en diameter på 1 og 10 nm vil være henholdsvis 314 Da og 314 kDa. «Dermed kan ikke diffusjon være den hovedansvarlige mekanismen for ENO-migrasjon», konkluderer forfatterne.
De påpeker at ENO-migrasjon kan inntreffe gjennom tre andre mekanismer, inkludert desorpsjon av ENO fra overflaten på matkontaktmaterialet, oppløsning av ENO eller degradering av polymermatrisen som omslutter ENOen.
Ytterligere forskning må til for å forstå de eksakte mekanismene og det eksterne faktorene som styrer utslipp av ENO fra polymerbaserte matkontaktmaterialer.
3 Hvilke analyseteknologier er passende for å studere migrasjon av ENO fra FCM?
Analysemetoder forventes å gi informasjon om migrasjonssubstansens identitet og mengde. Utfordringen når det gjelder ENO, er at identiteten ikke bare defineres av den kjemiske komposisjonen men også ved andre parametere, som størrelse, fasong, porøsitet og overflatebelegg.
Dermed bør ENO-analyser ikke bare avdekke og kvantifisere ENO i mat eller matsimulanter men også karakterisere de relevante fysiske/kjemiske egenskapene. Foreløpig finnes det ingen analyseteknikk som kan oppfylle alle disse kravene, konkluderer forskerne.
De påpeker at analyse av ENO-migrasjon lider av manglende valideringsmetoder og passende referansematerialer til å kunne sikre nøyaktig bestemmelse av størrelse og konsentrasjon. De eksisterende vanskelighetene med å detektere og karakterisere ENO begrenser risikovurderingen av nanomaterialer på grunn av manglende, høykvalitets påvirkningsdata.
4 Er standard matsimulanter og migrasjonstestforhold for matkontaktmaterialer i plast passende for å studere migrasjon av ENO?
Forfatterne argumenter med at verken matsimulantene eller testforholdene som anbefales for matkontaktmaterialer i plast er egent for testing av ENO fra matkontaktmaterialer. Dette er fordi størrelse, fasong og den kjemiske komposisjonen i ENO kan forandre seg avhengig av type mat eller matsimulant.
Dette er en egenskap ved ENO som det er lite forståelse for, ifølge forfatterne.
5 Kan matematiske modeller brukes for å forutse migrasjon av ENO fra matkontaktmaterialer?
Hittil har alle matematiske modeller for ENO-migrasjon fra matkontaktmaterialer benyttet antatt diffusjon som hovedmekanisme for migrasjon. Dermed har man konsekvent forutsett neglisjerbar migrasjon fra ENO som er større enn noe få nanometer.
Men diffusjon er sannsynligvis ikke hovedmekanismen for utslipp av ENO fra matkontaktmaterialer, og eksperimenter har observert migrasjon av mye større ENOer. Derfor er diffusjonsbaserte modeller kun egnet for meget små nanopartikler, noe som er irrelevant for FCM nanokompositter.
For å kunne gi en pålitelig forutsigelse av migrasjon av ENO fra matkontaktmaterialer må nye matematiske modeller tas i bruk for andre migrasjonsmekanismer som oppløsning av ENO, desorpsjonsprosesser og nedbrytning av polymerer.
6 Hva er risikoen for at mennesker utsettes for migrerende ENO?
Forfatterne går gjennom de tre prinsippene for giftige nanopartikler: Transport, overflate og material. En spesiell utfordring for å vurdere toksisiteten for ENO er at de fysiske/kjemiske egenskapene kan endre seg i forskjellige miljøer.
Foreløpig vet man lite om hvordan ENO oppfører seg i menneskekroppen. Forfatterne konkluderer med at de seks åpne spørsmålene bør vise veien for videre forskning på sikkerheten for nanokompositter i matkontaktmaterialer.
Selv om denne vurderingen er laget for polymerbaserte matkontaktmaterialer tror forskerne at de samme vurderingene vil gjelde ENO-migrasjon fra andre materialtyper.
