Migracion De Envases Plasticos Hacia Alimentos

MIGRACIÓN DE ENVASES PLÁSTICOS HACIA ALIMENTOS

La utilización de los materiales poliméricos, comúnmente plásticos, para el envasado de alimentos comenzó por los años 50’s, adquiriendo una importancia creciente y desplazando de forma progresiva para algunos usos a otros materiales clásicos. Los polímeros aportan ligereza, flexibilidad, buena inercia química, versatilidad y sobre todo una amplia gama de formulaciones que, por si mismas, como complejos y en combinación con otros materiales como el papel, el cartón o el aluminio, han determinado la aparición de envases muy diversos, adaptables a las necesidades que plantea el envasado de todo tipo de alimentos (Catalá, 2000).

La mayoría de los alimentos envasados pueden interaccionar en cierto grado con su envase. Los materiales plásticos no son inertes y donde se presente un contacto directo entre el alimento envasado y el contenedor plástico puede presentarse la migración de sustancias hacia el producto (Choudhry et al., 1998).

La migración de estos componentes pueden llegar a alterar las características físico-químicas y mecánicas del material de envase durante la vida útil del producto envasado, bien sea, por pérdida de componentes presentes en el material polimérico o por absorción de sustancias que originalmente estaban en el producto envasado. Por otra parte la migración también puede ocasionar cambios en la composición del producto envasado, que pueden afectar su calidad final y aptitud para el consumo, debido a la incorporación o pérdida de componentes por permeabilidad o migración, desde su producción hasta el momento de su consumo (Catalá, 2000).

DEFINICIÓN DE MIGRACIÓN

El término migración se define como la transferencia de masa de una fuente externa del alimento en contacto físico con este por medio de un proceso submicroscópico. Las substancias que son transferidas al alimento como resultado del contacto o interacción entre el alimento y el material de envasado son frecuentemente referidas como migrantes y usualmente consisten de monómeros (o reactantes residuales) y aditivos de procesamiento. (Katan, 1996).

EFECTOS DE LA MIGRACIÓN

Los migrantes pueden tener efectos en la seguridad sanitaria y toxicológica así como en las características organolépticas del producto (apariencia, sabor y olor) (Katan, 1996b, Wessling, 2000).

TIPOS DE MIGRACIÓN

La migración global (o total): es la suma de todos (usualmente desconocidos) los componentes móviles del envase transferidos al alimento.

La migración específica: relaciona solo a uno o dos compuestos individuales e identificables ya sea con un interés toxicológico en particular o como compuestos usados en diseños experimentales para elucidar el grado o mecanismo de migración.

MODELOS MATEMÁTICOS DE LA DIFUSIÓN

La transferencia de substancias de materiales plásticos a alimentos es indudablemente un proceso complejo, la difusión es el principal mecanismo de control y el gradiente de concentración la fuerza conductora de este fenómeno. La primera ley de Fick describe el flujo del migrante en estado estacionario a través de una unidad de área y está expresado por la siguiente ecuación (Catalá, 2000):

F= D_P (∂C_p)/∂_X

Es decir el flujo F de migrante ocurre en dirección contraria a la diferencia de concentración (Cp) a lo largo del espesor (x) del polímero. La constante de proporcionalidad es el coeficiente de difusión del migrante en el polímero (Dp).

Cuando la concentración varía con el tiempo, esta dependencia viene expresada por la segunda ley de Fick, en el caso de que el coeficiente de difusión no dependa de la concentración, lo anterior se presenta en la siguiente ecuación:

(∂C_p)/∂_t = D_P (∂C_p)/∂_X

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA

1ª etapa: Difusión del migrante

Tiene lugar en la matriz polimérica, la migración está controlada por el proceso de difusión del migrante, que consiste en la transferencia de masa a través de espacios libres transitorios originados por los movimientos moleculares naturales aleatorios (movimiento browniano) de fragmentos de cadena del polímero que ocurren en ausencia de fuerzas externas tales como agitación, mezclado o corrientes de convección en líquidos.

2ª etapa: Solvatación o disolución en la interfase alimento-envase

Se desarrolla en la interfase entre el alimento y el polímero, ocurre la solvatación o disolución de los migrantes en el alimento, produciéndose un equilibrio químico. El equilibrio termodinámico puede expresarse de forma simple a través de las concentraciones de cada soluto en las diferentes fases:

K= (C_i^a)/(C_i^b )= (C_i^p)/(C_i^a )

Donde K es la constante de partición del componente i entre las fases a y b. En el presente caso, las fases serían el polímero (P) y el alimento (a). Cuando la constante presenta un valor elevado (>>1), la concentración de equilibrio en el polímero es muy superior a la concentración en el alimento, es decir el migrante “prefiere” el polímero y, por tanto, habrá poca migración desde el polímero al alimento y será muy lenta. Si la constante es muy baja (<<<1), la concentración de equilibrio en el polímero es muy inferior a la concentración en el alimento, lo que favorece una migración fácil y continua al alimento.

3ª etapa: Dispersión en el alimento

Representa la dispersión del migrante en el alimento. El migrante llega aquí ya solvatado por el alimento. Si el alimento es sólido, un líquido muy viscoso o el producto envasado no sufre manipulaciones que agiten el contenido, el migrante difunde en el alimento de acuerdo con las mismas leyes de la primera etapa.

MODELOS DE MIGRACIÓN

El modelo básico del proceso de migración considera las interacciones entre los tres componentes: el alimento, el plástico y el medio ambiente, donde el plástico es interpuesto efectivamente entre el alimento y el medio ambiente. La migración toma en cuenta solamente la interacción entre el plástico y el alimento y el medio ambiente no toma parte significativa.

La migración se puede clasificar en tres clases basadas en el mecanismo de control limitante:

CIase 1: “No migración”

No se presenta migración con o sin la presencia de alimento. Cuando las moléculas tienen poca tendencia a difundir del interior del plástico hacia su superficie únicamente se transfieren los componentes situados en la superficie de contacto con el producto mediante un mecanismo de disolución.

Clase II: Migración independiente

Esta migración no está controlada por el alimento, aunque la presencia de éste puede acelerar la migración. Se caracteriza por la transferencia de materia desde el interior

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