Lead, cadmium, mercury and arsenic in polymeric food packaging by ICP OES

Orientador: Juliana Azevedo Lima PalloneDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O uso de embalagens poliméricas para contato com alimentos tem crescido nas últimas décadas devido ao aumento do consumo de produtos industrializados. Contaminantes inorgânicos, tais como chumbo (Pb), cádmio (Cd), mercúrio (Hg), e arsênio (As), cuja maior fonte são aditivos, principalmente catalisadores, estabilizantes térmicos, pigmentos e corantes inorgânicos, podem fazer parte da embalagem e migrar para o alimento. No Brasil, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), através da Resolução nº 52 de 2010 estabelece limites e método analítico para quantificar contaminantes inorgânicos em pigmentos e corantes utilizados na fabricação de embalagens e indica também limites de migração dos contaminantes das embalagens poliméricas pigmentadas para uma solução de ácido acético 3%. Este trabalho teve como objetivos avaliar os teores totais de Pb, Cd, Hg e As nas embalagens de polietileno de alta densidade (PEAD) e polipropileno (PP), utilizadas no acondicionamento de iogurte e sorvete, respectivamente, estudar a migração desses elementos para o alimento e para a solução de ácido acético 3%, utilizando a técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado. O método aplicado foi validado e os parâmetros linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão e exatidão foram considerados adequados. Os resultados obtidos para as análises das embalagens de PP utilizado para sorvete mostraram que oito entre as dez amostras avaliadas apresentaram valores abaixo dos limites de quantificação para Pb, Cd, Hg e As, correspondentes a 18,2 ?g L-1, 2,6 ?g L -1, 1,0 ?g L-1 e 1,7 ?g L -1, respectivamente, e uma embalagem avaliada apresentou resultado para Cd de 0,45 mg kg-1 e uma outra embalagem resultado para Pb de 1,64 mg kg-1. A migração específica desses elementos para o sorvete foi inferior ao limite de quantificação. Os resultados da migração dos elementos Cd, Hg e As para a solução de ácido acético a 3% apresentaram-se inferiores aos limites estabelecidos pela ANVISA, 5 ?g kg-1, 5 ?g kg-1 e 10 ?g kg-1, respectivamente Porém, para o elemento Pb, o resultado não foi conclusivo, uma vez que o limite de quantificação do método utilizado foi superior ao limite estabelecido pela Resolução. Os resultados obtidos para as amostras de PEAD utilizado para o acondicionamento de iogurte mostraram que todas as embalagens avaliadas apresentaram níveis de mercúrio e cádmio abaixo do limite de quantificação, correspondentes a 1,0 ?g L-1 e 1,5??g L-1, respectivamente. Os teores máximos de arsênio e chumbo foram de 0,87 mg kg-1 e 462,3 mg kg-1, respectivamente. A migração específica desses elementos para o iogurte foi inferior ao limite de quantificação. Os resultados da migração de Cd, Hg e As para a solução de ácido acético a 3% apresentaram valores inferiores aos limites estabelecidos pela ANVISA, porém para três amostras de tampas houve migração de Pb para o simulante acima do limite da ANVISA, 10 ?g kg-1. Pelos resultados obtidos notou-se que há o uso de aditivos e substâncias com As, Cd e principalmente Pb ou matérias-primas contaminadas com esses elementos na produção de embalagem, indicando a necessidade de uma legislação ambiental, estabelecendo limites máximos de contaminantes inorgânicos em embalagens e fiscalização por parte da vigilância sanitáriaAbstract: The use of polymeric packaging for food contact has increased in the last decades due to the increase of consume of industrialized food. Inorganic contaminants, such as lead, cadmium, mercury and arsenic found in packaging additives, mainly catalysts, thermal stabilizers, inorganic pigments and colorants, may migrate to food. In Brazil, the Resolution nr. 52/2010 published by the ANVISA (National Agency of Sanitary Surveillance) establishes limits and analytical method for quantifying inorganic contaminants in pigments and dyes used for packaging manufacturing and also indicates specific migration limits of the inorganic contaminants into pigmented packaging. This work aimed to evaluate total levels of Pb, Cd, Hg and As in high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP) packaging, used for ice cream and yogurt, respectively, and to study the migration of these elements into food and acetic acid 3% solution. The technique of Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) was used for the analyses. The method applied was validated and the parameters: linearity, detection and quantification limits, precision and accuracy were considered adequate. The results for the analyses of PP packaging used for ice cream showed that eight in ten evaluated samples were below the limit of quantification (LOQ) for Pb, Cd, Hg and As, corresponding to 18.2 ?g L-1, 2.6 ?g L-1, 1.0 ?g L-1 and 1.7 ?g L-1, respectively. One sample presented 0.45 mg kg-1 for Cd and another sample presented 1.64 mg kg-1 for Pb. The specific migration of these elements into ice cream was below the limit of quantification and the migration results of the elements Cd, Hg and As into acetic acid 3% solution were lower than the limits established by ANVISA, 5 ?g kg-1, 5 ?g kg-1 and 10 ?g kg-1, respectively. However, for element Pb the result was inconclusive, since the limit of quantification of the used method was higher than the limit established by the Resolution. The results obtained for the HDPE samples, used for yogurt, showed that all the packaging evaluated presented levels of mercury and cadmium lower than the limits of quantification (LOQ) corresponding to 1.0 ?g L-1 and 1.5 ?g L-1, respectively. The maximum levels of arsenic and lead were 0.87 mg kg-1 and 462.3 mg kg-1, respectively. The specific migration of these elements into yogurt was lower than the limit of quantification and the results of migration of Cd, Hg and As into acetic acid 3% solution were below the limits established by ANVISA. However, for three cap samples presented Pb migration above the limit established by Anvisa, 10 ?g kg-1. For the results obtained, it was proved that additives, substances and contaminated raw material with As, Cd and Pb are used in packaging manufacturing, showing the need of environmental legislation, establishing maximum concentration limit of inorganic contaminant in packaging and inspection made by sanitary surveillanceMestradoCiência de AlimentosMestre em Ciência de Alimento

Method for analysis and study of migration of lead, cadmium, mercury and arsenic from polypropylene packaging into ice cream and simulant

The aim of this study was to propose a method for analysis of lead (Pb), cadmium (Cd), mercury (Hg) and arsenic (As) in polypropylene packaging intended for contact with ice cream and migration of these elements using the food itself and 3 % acetic acid as food simulant. Ten commercial samples of ice cream marketed in Campinas-São Paulo (Brazil) were used for the analysis. Both the packaging and ice cream were digested in high-pressure ashing equipment (HPA), as a new proposal to the sample preparation and the migration of the elements into stimulant directly in the solution. The determinations were carried out using an inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and two different nebulizers (cross flow and Miramist, when necessary). The results obtained showed that the levels of Hg and As of all packaging were below the limit of quantification (LOQ) corresponding to 1.0 and 1.7 μg L−1, respectively. The highest levels of Cd and Pb were 0.45 and 1.64 mg kg−1, respectively. The migration of these elements into the ice cream after 365 days of contact at −20 °C was below the LOQs for all the samples assessed. The results of specific migration into 3 % acetic acid simulant showed concentrations of Cd, Hg and As below 5, 5 and 10 μg kg−1, respectively. The method developed can be applied for the determination of inorganic elements in polypropylene, ice cream and acetic acid by ICP-OES823312338FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2007/08211-

Antimony assessment in PET bottles for soft drink

The aim of this work was to develop a method for the determination of antimony (Sb) in polyethylene terephthalate (PET) bottles and to evaluate its migration into soft drink and simulant. In this context, a new procedure for PET sample preparation, using a high pressure asher (HPA), is presented for the determination of Sb by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The concentration of Sb in PET bottles ranged between 272 and 650 mg kg−1. The migration of Sb into soft drink after 180 days at 35 °C was below the LOQ, 20 μg L−1. The specific migration of Sb from the bottle into simulant 3% of acetic acid after the contact per 10 days at 40 °C was less than the LOQ, 23.5 μg L−1. The results showed that all packaging evaluated contained Sb, but the maximum permissible migration value for Sb, 40 μg L−1, established by Anvisa and EU, was never exceeded1119FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2007/08211-

Method for assessing lead, cadmium, mercury and arsenic in high-density polyethylene packaging and study of the migration into yoghurt and simulant

The purpose of this paper was to assess the concentration of lead (Pb), cadmium (Cd), mercury (Hg) and arsenic (As) in high-density polyethylene (HDPE) packaging intended for contact with yoghurt and the migration of these elements using the food itself and 3% acetic acid as a food simulant in accordance to ANVISA, the Brazilian Health Surveillance Agency. In order to perform this study, it was necessary to develop and validate a method by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) analysis. For method validation, the parameters linearity, limits of detection (LODs) and quantification (LOQs), accuracy and precision were determined. Fifteen commercial samples of yoghurt, marketed in Campinas – São Paulo (Brazil), were used for the analysis. The packaging and yoghurt were digested in high-pressure ashing equipment (HPA) and the migration of the elements into simulant were determined directly in the solution. The validated method proved adequate and the results obtained showed that all the packaging had levels of Hg and Cd below the LOQ, corresponding to 1.0 and 1.5 μg l−1, respectively. The highest levels of As and Pb were 0.87 and 462.3 mg kg−1, respectively. The migration of these elements to the yoghurt after 45 days of contact at 4ºC was below the LOQ for all the samples assessed. The results of specific migration into 3% acetic acid simulant showed the concentrations of Cd, Hg and As below 5, 5 and 10 µg kg−1, respectively, which are the maximum limits set by ANVISA. However, for three samples the packaging lid showed migration of Pb into simulant ranging from 30.6 to 40.2 μg kg−1, exceeding the limit set by ANVISA of 10 μg kg−1311156163FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2007/08211-

Estabilidade de molho de tomate em embalagens metálicas com baixo revestimento de estanho Stability of canned tomato sauce in tinplate cans with a reduced tin layer

O desempenho de latas de três peças eletrossoldadas com corpo produzido em folha de flandres com camada de estanho de 2,0 g.m-2 no lado interno, contendo 340 g de molho de tomate, foi avaliado por meio da estocagem por 24 meses a 35 °C, tendo sido determinadas periodicamente: a concentração de estanho, ferro e cromo no produto; a condição de vácuo/pressão e a composição gasosa do espaço livre, além da aparência interna da embalagem. A partir dessa avaliação, pode-se concluir que essa embalagem é uma opção viável para 18 meses de estocagem do produto na temperatura ambiente de até 35 °C.The performance of three piece welded cans produced in tinplate with an internal tin layer of 2.0 g.m-2, containing 340 g of tomato sauce, was assessed by means of a storage test carried out for 24 months at 35 °C. The concentrations of tin, iron and chromium in the product, the vacuum/pressure condition and the headspace gas composition were periodically determined, as well as the internal visual appearance of the pack, allowing to conclude that such packaging was a viable option for 18 months of storage of the product from ambient temperature up to 35 °C

Determinação da dissolução de alumínio durante cozimento de alimentos em panelas de alumínio

Embora os estudos mais recentes não confirmem a correlação entre a presença do alumínio no organismo humano e o Mal de Alzheimer, com freqüência esse assunto é trazido à tona. O presente trabalho foi realizado de forma a avaliar a ocorrência de migração significativa de alumínio proveniente de utensílios domésticos, durante o preparo de alimentos. Foram estudados sete tipos de alimentos com preparos diferenciados e três tipos de panela (caçarola, de pressão e frigideira), nas versões sem e com revestimento (Teflon). A análise do metal foi realizada em espectrômetro de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado. Os resultados demonstraram transferência desprezível do Al para alguns alimentos, sendo que a maior transferência ocorreu no preparo de molho de tomate (baixo valor de pH), na panela sem revestimento. Um cardápio preparado com todos esses alimentos para as duas refeições diárias, mostrou que a massa de Al incorporada pelo alimento corresponde a 2% do limite de ingestão diária de Al (1 mg.kg -1 de peso corporal/dia), considerando-se um indivíduo de 60 kg. Assim, conclui-se que o uso de panelas de alumínio no preparo de alimentos praticamente não interfere na ingestão total do elemento para o ser humano

Estabilidade de ervilha em conserva em embalagem metálica com baixo revestimento de estanho Stability of canned peas in tinplate cans with reduced tin layer

A legislação brasileira harmonizada com o MERCOSUL recomenda que, em embalagens metálicas produzidas em folhas-de-flandres, comprove-se tecnologicamente que a camada de estanho utilizada é adequada na proteção do alimento em relação às reações de corrosão. O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade de ervilha em conserva acondicionada em latas de três peças eletrossoldadas, produzidas com corpo em folha-de-flandres com revestimento interno de estanho de 2,0 g.m-2 e envernizadas internamente, por meio de teste de estocagem. As latas foram caracterizadas quanto ao tipo de material metálico e à qualidade do envernizamento interno. O teste de estocagem foi realizado pelo período de 540 dias à temperatura controlada de 35 °C ± 2 °C, com avaliações periódicas das latas em relação à aparência visual interna e da ervilha quanto à dissolução dos metais da embalagem (cromo, estanho e ferro), ao nível de vácuo e à composição dos gases oxigênio, hidrogênio, dióxido de carbono e nitrogênio presentes no espaço-livre. A caracterização das latas demonstrou que os revestimentos metálicos (cromo e estanho) atenderam ao recomendado e o sistema de envernizamento interno apresentou condições adequadas para todos os parâmetros avaliados. As avaliações periódicas da ervilha demonstraram que não houve alteração importante em relação à dissolução de metais da lata para o produto, que se manteve em condições aceitáveis, assim como a aparência da superfície interna da embalagem. Durante o período de estocagem, ocorreu redução no vácuo interno e aumento da concentração do hidrogênio no espaço-livre da lata, indicando o desenvolvimento de corrosão interna. O estudo permitiu concluir que a lata produzida com folha-de-flandres com camada de estanho de 2,0 g.m-2, com as condições de envernizamento interno empregadas, pelo período de 540 dias de estocagem a 35 °C, apresentou desempenho satisfatório, indicando a viabilidade do uso de folhas-de-flandres com camada de estanho de 2,0 g.m-2 para o acondicionamento de ervilha em conserva.Brazilian Federal Laws harmonized with MERCOSUL recommend that the tin layer of tinplate metallic packaging be technologically proven as adequate in the protection of the food against corrosion. The purpose of this study was to evaluate the stability of canned peas in welded three piece tinplate cans using a storage test, evaluating the performance relative to food/packaging interaction. The packaging was produced by tinplate using a 2.0 g Sn/m² internal layer and organic coatings on the inner surface. The can was characterized according to the type of metallic material and an evaluation of the internal organic coatings. The storage test was carried out during a period of 540 days under a controlled temperature of 35 °C ± 2 °C, evaluating the internal visual appearance of the cans, metal dissolution (chromium, tin and iron) in the peas, and the vacuum level and composition of the gases oxygen, hydrogen, carbon dioxide and nitrogen present in the can headspace. The characterization of the cans showed that the metallic material layers (chromium and tin) were in agreement with the recommended standard and that the system of internal coating presented conditions suitable for all the parameters measured. The periodic evaluations of the product showed there were no significant changes in relation to metal dissolution in the product, which remained under acceptable conditions, as also the appearance of the inner surface of the packaging. During the storage period there was a reduction in internal vacuum and increase in the hydrogen concentration in the can headspace, indicating the development of internal can corrosion. The study concluded that a can produced with 2.0 g Sn/m² tinplate with the internal coating used showed satisfactory performance for a storage period of 540 days at 35 °C. These results indicated the viability of using this packaging for canned peas