Mineralölmigration – Neuer Schnelltest für Verpackungsmaterialien

Anbieter zum Thema

Axel Semrau GmbH /Trajan Scientific and Medical

SIM Scientific Instruments Manufacturer GmbH

a1-envirosciences GmbH

BASF SE

Um das Migrationspotenzial einer Verpackung oder deren Barrierewirkung zu bestimmen, wählen Verpackungshersteller und Prüflabore meist das so genannte Migrationsexperiment, an dessen Ende stets eine analytische Aufarbeitung des der Verpackung ausgesetzten Lebensmittels oder der Lebensmittelsimulanz steht. Die Dauer eines Migrationsexperimentes hängt stark von der Haltbarkeit und Art des Lebensmittels ab. Diese kann bei verpackten trockenen Lebensmitteln bis zu drei Jahre betragen. Um den Vorgang der Migration zu beschleunigen, nutzt man die erhöhte Migrationsneigung, also die Permeation von Kontaminanten durch die Verpackung bei erhöhten Temperaturen. So entsprechen etwa zehn Tage Lagerung bei 40 °C einer Lagerdauer von 47 Tagen bei 25 °C. Für die abschließende Beurteilung, etwa der Schutzfunktion einer Verpackung gegenüber einer möglichen Migration von Kontaminanten wie MOSH/MOAH, ist das Migrationsexperiment und die on-line gekoppelte HPLC-GC-FID die zu wählende Vorgehensweise.

Bildergalerie

Für den Aufbau einer Qualitätskontrolle, beispielsweise bei mittelständischen Verpackungsherstellern, ist diese Vorgehensweise hingegen extrem aufwändig, kostenintensiv und zeitverzögernd. Schwankungen in der Produktion von Verpackungen mit Migrationsbarrieren können so nur zeitverzögert erfasst werden, produzierte Ware läge bis zur möglichen Freigabe nach Erhalt der Migrationsprüfung oft wochenlang gesperrt im Lager. Diese Unsicherheit und der Kostenaspekt könnten mitunter ein Hinderungsgrund sein, warum auch nach fast fünf Jahren MOSH/MOAH-Debatte wenige Kartonverpackungen mit Barrieren im europäischen Einzelhandel zu finden sind [6].

Ein Schnelltest für Verpackungsmaterialien

Beim klassischen Migrationsexperiment, zum Beispiel nach DIN EN 14338, wird die Permeation eines Kontaminanten durch eine Verpackung in ein Lebensmittel durch die Bestimmung des Gehaltes des Kontaminanten im Lebensmittel nach einer definierten Expositionszeit und bei einer festgelegten Temperatur ermittelt. Bestimmt man diesen Gehalt über mehrere Zeitpunkte, kann man auch die sogenannte Permeationsrate ermitteln. Das Schweizer Verpackungsinstitut SVI schlägt in der Richtlinie als MOSH-Simulanz für das Migrationsexperiment das Alkan n-Heptadekan vor. n-Heptadekan hat einen Schmelzpunkt von 22 °C, der Dampfdruck beträgt 3 E-4 hPa.

Für einen Schnelltest zur Bestimmung der Permeationsrate ist dieses Simulanz aufgrund des sehr geringen Dampfdruckes nicht geeignet. Geeignet hingegen sind n-Alkane mit hohen Dampfdrücken wie zum Beispiel n-Heptan mit 48 hPa oder bevorzugt n-Hexane mit 160 hPa. Als zu prüfende Materialien können alle Arten von flexiblen Kunststoffverpackungen, Papieren oder auch Kartonagen geprüft werden. Dabei sind Materialstärken von 1 µm bis 400 µm möglich. Die Bestimmung der so genannten Hexan Vapor Transmission Rate HVTR basiert auf der gravimetrischen Bestimmung der Permeationsrate von n-Hexan durch eine Verpackung oder ein Barrierematerial. Bei der gravimetrischen Bestimmung wird der Verlust an durch die Verpackung oder Barriere evaporiertem n-Hexan über einen Zeitraum ermittelt.

Die Bestimmung der HVTR besteht aus drei Schritten:

• Visuelle Untersuchung der Probe auf sichtbare Störungen wie Löcher, Kratzer oder Risse;

• Gravimetrische Bestimmung der Permeation;

• Grafische Auswertung und Bestimmung der HVTR.

An Geräten und Materialien kamen zum Einsatz ein Laborabzug, ein Klimaraum mit 23 °C und 50% relative Luftfeuchtigkeit, eine Laborwaage, bevorzugt eine Waage mit elektronischer Aufzeichnung wie Sartorius Cubis Modell MSA623S-100-DU, die Evaporationskammer (s. Abb. 2) sowie n-Hexan, technische Qualität.

(ID:43971222)