Estudio analítico de adhesivos acrílicos y poliuretanos utilizados en envases alimentarios. Análisis experimental y predictivo de los procesos de migración al alimento

Resumen

Los adhesivos se utilizan para fabricar una gran variedad de materiales y articulos para el envasado de alimentos. El 80% de los envases contienen adhesivos que se utilizan para obtener distintos propositos, como formar la estructura del material del envase mediante la combinacion de varios sustratos, dar la forma geometrica al envase o para la aplicacion de etiquetas y cinta adhesivas. Los adhesivos son mezclas complejas de componentes que incluyen un polimero al que normalmente se le adicionan multiples sustancias modificadoras y todas ellas pasan a formar parte del envase y por ello podrian migrar al alimento contaminandolo. Al contrario que en el caso de los plasticos, para los que existe una lista positiva de compuestos que se pueden utilizar, en el caso de los adhesivos no existe legislacion y hasta el momento no se ha estudiado su comportamiento en los envases alimentarios. En esta tesis, se han desarrollado diversos metodos analiticos para la identificacion de los principales compuestos volatiles presentes en adhesivos acrilicos y poliuretanos. Los metodos desarrollados se basaron en el analisis de extractos por GC-MS/TOF y en el analisis del espacio de cabeza de los laminados por SPME-GC-MS, y demostraron ser herramientas de gran utilidad para este objetivo. Para la identificacion de compuestos no volatiles se han desarrollado dos metodos analiticos basados en el analisis por LC-MS/TOF. Estas tecnicas han permitido la identificacion de un gran numero de compuestos. Ademas, se ha desarrollado un metodo por HS-SPME-GC-MS que ha permitido determinar las concentraciones de los compuestos identificados en los adhesivos acrilicos, tanto en los propios adhesivos como en los sustratos, de forma rapida y con alta sensibilidad. Estos datos han permitido la determinacion posterior de los coeficientes de particion entre los adhesivos y sustratos (KAS) y los coeficientes de difusion en diferentes polimeros y tipos de papel (DS). Los resultados han mostrado una gran variacion en los valores de KAS y DS dependiendo de los sustratos utilizados en los laminados y de las propiedades de los compuestos estudiados. Para completar este estudio, se ha realizado el estudio de migracion de los compuestos volatiles determinados desde los laminados fabricados con adhesivos acrilicos y poliuretanos a Tenax, utilizado como simulante alimentario. Se ha estudiado la migracion de los compuestos desde 15 laminados procedentes del mercado europeo, 11 laminados fabricados con poliuretano y 4 con adhesivos acrilicos. Finalmente, se han comparado los valores de migracion experimentales con los predichos por un modelo matematico y se ha observado una buena correlacion entre ellos. Por otro lado, se ha estudiado un problema concreto de migracion de aminas aromaticas primarias desde laminados fabricados con adhesivos poliuretanos al alimento.Para ello se ha desarrollado un metodo analitico utilizando SPE y UPLC-MS para el analisis de 22 aminas aromaticas primarias en el simulante B (3% acido acetico en agua), que ha permitido el analisis individual de cada amina con limites de deteccion muy bajos, menores a 1 µg/L para la mayoria de ellas. Ademas el limite de deteccion total expresado como equivalentes de anilina fue mucho mas bajo que la concentracion total de aminas permitida por la Directiva 2007/19/CE (10 µg equivalentes de anilina/Kg de simulante) lo que prueba la idoneidad del metodo desarrollado para la evaluacion de muestras.