ภาพรวมทั่วโลกสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารที่มีความยืดหยุ่นอยู่ภายใต้การควบคุมที่เข้มงวดซึ่งออกแบบมาเพื่อป้องกันการปนเปื้อนสารเคมีและรับรองความปลอดภัยของผู้บริโภค เมื่อออกแบบวัสดุสำหรับการสัมผัสกับอาหารโดยตรง ผู้เชี่ยวชาญด้านบรรจุภัณฑ์จะต้องดำเนินการตามกรอบงานการทับซ้อนกันที่ซับซ้อน โครงสร้างเหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าเรซินเกรดอาหาร สารช่วยในการแปรรูป และสารเติมแต่งที่ใช้งานได้จะไม่ถ่ายโอนองค์ประกอบที่เป็นพิษไปยังเมทริกซ์อาหารภายใต้สภาวะการแปรรูปและการเก็บรักษาเชิงพาณิชย์
การปฏิบัติตามข้อกำหนดไม่ใช่การรับรองแบบคงที่ แต่เป็นเกณฑ์มาตรฐานทางวิศวกรรมที่ใช้งานอยู่ เขตอำนาจศาลที่แตกต่างกันดำเนินการเรื่องความปลอดภัยของอาหารและบรรจุภัณฑ์ผ่านกลไกด้านกฎระเบียบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกาอาศัยกรอบรายการเชิงบวกที่จัดการโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ในขณะที่สหภาพยุโรปใช้กฎระเบียบพลาสติกที่ครอบคลุมซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยขีดจำกัดการย้ายถิ่นที่เฉพาะเจาะจง (SML) และขีดจำกัดการย้ายถิ่นโดยรวม (OML)
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด โพลีเมอร์จึงต้องผ่านคุณสมบัติทางเคมีอย่างละเอียดถี่ถ้วน กระบวนการนี้ระบุวัตถุเจือปนทั้งโดยตั้งใจและไม่ตั้งใจซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพอาหารหรือสุขภาพของประชาชน การทำความเข้าใจขอบเขตกฎระเบียบเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ให้ความเสถียรด้านอายุการเก็บรักษาในขณะที่ยังคงรักษาโปรไฟล์ความปลอดภัยที่ได้รับการรับรอง
ในสหรัฐอเมริกา วัสดุที่มีจุดประสงค์เพื่อการสัมผัสกับอาหารโดยตรงจัดอยู่ในประเภทวัตถุเจือปนอาหารทางอ้อมหรือสารสัมผัสอาหาร (FCS) เส้นทางการกำกับดูแลสำหรับการตรวจสอบความถูกต้อง ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่ได้มาตรฐาน FDA ต้องปฏิบัติตามประมวลกฎหมายรัฐบาลกลาง (CFR) อย่างเคร่งครัด โดยเฉพาะหัวข้อ 21 กรอบการทำงานนี้แยกรายการโพลีเมอร์ สารเสริม และขีดจำกัดการผลิตที่ได้รับอนุญาต เพื่อควบคุมการย่อยสลายของโครงสร้างและการเคลื่อนย้ายทางเคมี
สำหรับการกำหนดค่าบรรจุภัณฑ์ที่ซับซ้อน ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยความร้อนตามมาตรฐาน FDA การใช้งาน สูตรวัสดุต้องมีการอ้างอิงโยงกับโปรแกรมแจ้งเตือนการสัมผัสอาหาร (FCN) โปรแกรม FCN เป็นกลไกหลักที่ FDA ใช้ในการทบทวนสารที่สัมผัสกับอาหารชนิดใหม่ ผู้ผลิตจะต้องส่งข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเอกลักษณ์ กระบวนการผลิต ความเสถียร และการสัมผัสสารดังกล่าวในอาหารตามที่คาดการณ์ไว้
องค์ประกอบที่สำคัญในการบรรลุการปฏิบัติตามข้อกำหนดคือการรักษาวัตถุดิบให้อยู่ภายใต้แนวทางความบริสุทธิ์ที่เข้มงวดซึ่งกำหนดโดย FDA สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบให้แน่ใจว่าสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) และกากโลหะหนักยังคงอยู่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่สามารถดำเนินการได้ที่กำหนดไว้ นอกจากนี้ โรงงานผลิตฟิล์มใดๆ จะต้องดำเนินการภายใต้ Good Manufacturing Practices (cGMP) ในปัจจุบันตามที่ระบุไว้ใน 21 CFR 174.5 เพื่อให้มั่นใจว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์ได้รับการผลิตอย่างสะอาดและสม่ำเสมอ
สหภาพยุโรปใช้วิธีการที่ได้มาตรฐานสูงสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งยึดตาม Framework Regulation (EC) หมายเลข 1935/2004 อาณัติที่ครอบคลุมนี้กำหนดว่าวัสดุที่สัมผัสกับอาหารจะต้องไม่ถ่ายโอนส่วนประกอบของพวกมันไปเป็นอาหารในปริมาณที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอาหารที่ไม่สามารถยอมรับได้ หรือทำให้ลักษณะทางประสาทสัมผัสเสื่อมลง
สำหรับโครงสร้างพลาสติก กฎข้อบังคับของคณะกรรมการ (EU) ฉบับที่ 10/2011 กำหนดการดำเนินการตามกฎระเบียบขั้นสุดท้าย กฎระเบียบนี้จัดทำรายชื่อสหภาพที่ครอบคลุมของโมโนเมอร์ที่ได้รับอนุญาต สารตั้งต้น และสารเติมแต่ง นอกจากนี้ยังกำหนดเกณฑ์การทดสอบที่เข้มงวดโดยใช้เครื่องจำลองอาหารที่ได้มาตรฐานในช่วงเวลาและอุณหภูมิที่แม่นยำ
| การทดสอบเมตริก | เกณฑ์การกำกับดูแล | เงื่อนไขการวิเคราะห์มาตรฐาน |
|---|---|---|
| ขีดจำกัดการย้ายโดยรวม (OML) | 10 มก./เดม2 ของพื้นที่ผิว | การสัมผัสกับอาหารจำลองตามระยะเวลาความร้อนที่กำหนด |
| ขีดจำกัดการย้ายข้อมูลเฉพาะ (SML) | เฉพาะสาร (เช่น 0.05 มก./กก.) | วัดปริมาณด้วยเทคนิคโครมาโทกราฟีขั้นสูง |
| ข้อจำกัดด้านโลหะหนัก | แปรผันตามองค์ประกอบ (เช่น ตะกั่ว แคดเมียม) | การวิเคราะห์แมสสเปกโตรเมตรีแบบพลาสมาแบบเหนี่ยวนำควบคู่ |
การปฏิบัติตามข้อกำหนดของสหภาพยุโรปจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเชิงวิเคราะห์โดยใช้โปรแกรมจำลองอาหารเฉพาะที่เลือกเพื่อเลียนแบบประเภทอาหารจริง Simulant A แสดงถึงผลิตภัณฑ์ที่ชอบน้ำ (เอธานอล 10 เปอร์เซ็นต์), Simulant B ครอบคลุมสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (กรดอะซิติก 3 เปอร์เซ็นต์), Simulant C จัดการกับเมทริกซ์แอลกอฮอล์ (เอทานอล 20 เปอร์เซ็นต์) และ Simulant D2 ออกแบบมาสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ชอบไขมัน (น้ำมันมะกอกแก้ไขหรือไตรกลีเซอไรด์สังเคราะห์) การประเมินวัสดุภายใต้พารามิเตอร์ทางเคมีที่เข้มงวดเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างที่ยืดหยุ่นจะรักษาความสมบูรณ์ของอาหารประเภทต่างๆ
นอกจากนี้ กฎระเบียบของสหภาพยุโรปยังให้ความสำคัญอย่างมากกับ Declaration of Compliance (DoC) เอกสารนี้เป็นเครื่องมือทางกฎหมายที่จำเป็นซึ่งจะต้องมาพร้อมกับวัสดุที่สัมผัสกับอาหารที่เป็นพลาสติกในทุกขั้นตอนของการตลาด ยกเว้นขั้นตอนการขายปลีก DoC ยืนยันการปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง ให้การระบุสารที่ใช้อย่างชัดเจน และสรุปคำแนะนำสำหรับการจัดการอย่างปลอดภัยและพารามิเตอร์การใช้งาน
การทดสอบการย้ายถิ่นทำหน้าที่เป็นวิธีตรวจสอบเชิงวิเคราะห์เบื้องต้นสำหรับความปลอดภัยของอาหารและการออกแบบบรรจุภัณฑ์ โดยจะตรวจวัดการถ่ายโอนทางกายภาพของสายพันธุ์เคมีจากโครงสร้างฟิล์มที่ยืดหยุ่นไปยังผลิตภัณฑ์อาหารหรือสารจำลองที่เป็นตัวแทนของผลิตภัณฑ์อาหาร กระบวนการนี้ระบุผู้ย้ายถิ่นสองประเภทที่แตกต่างกัน: สารที่เติมโดยไม่ตั้งใจ (NIAS) และสารที่เติมโดยเจตนา (IAS)
การเลือกพารามิเตอร์การทดสอบเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ต้องการของภาพยนตร์เป็นอย่างมาก การบรรจุที่อุณหภูมิสูง การประมวลผลแบบรีทอร์ต การจัดเก็บโดยรอบในระยะยาว และการแช่แข็งต้องใช้โปรไฟล์การวิเคราะห์ที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่า สภาวะการกด หรือ สภาวะการกระทำของอาหาร ตัวอย่างเช่น การทดสอบถุงรีทอร์ตต้องใช้อุณหภูมิที่สัมผัสเกิน 121 องศาเซลเซียส ในขณะที่ฟิล์มที่ออกแบบมาเพื่อการจัดเก็บแช่แข็งจะได้รับการประเมินภายใต้โปรไฟล์จลน์เนติกของความร้อนที่ต่ำกว่า
ระบบโครมาโตกราฟีขั้นสูง รวมถึงแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี (GC-MS) และโครมาโตกราฟีของเหลว-แมสสเปกโตรเมทรี (LC-MS) ระบุและระบุปริมาณสารประกอบที่ย้าย จุดสนใจหลักของการประเมินเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การย่อยสลายของพลาสติไซเซอร์ โมโนเมอร์ที่ตกค้าง เช่น ไวนิลคลอไรด์หรือสไตรีน และโอลิโกเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่สามารถข้ามขอบเขตเมทริกซ์ของโพลีเมอร์ได้
การออกแบบวัสดุสมัยใหม่เน้นหนักไปที่การใช้เคมีสะอาดและการใช้ฟิล์มปลอดสาร bpa บิสฟีนอล เอ (BPA) เป็นส่วนประกอบโครงสร้างที่เคยใช้ในโพลีคาร์บอเนตเรซินบางชนิดและสารเคลือบป้องกัน แต่ศักยภาพในการหยุดชะงักของต่อมไร้ท่อได้นำไปสู่ข้อจำกัดระดับโลกที่เข้มงวดหรือข้อห้ามโดยสิ้นเชิงภายในรูปแบบการสัมผัสอาหารโดยตรง
นอกเหนือจากการกำจัดสารประกอบเคมีแบบเดิมๆ แล้ว โครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ยืดหยุ่นสมัยใหม่ยังต้องจัดการสารเติมแต่งในกระบวนการผลิตที่หลากหลายอีกด้วย ซึ่งรวมถึงสารกันลื่น (เช่น อีรูคาไมด์หรือโอเลเอไมด์) สารป้องกันการอุดตัน (เช่น ซิลิกาสังเคราะห์) และระบบต้านอนุมูลอิสระที่ซับซ้อนที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการสลายตัวของโพลีเมอร์ในระหว่างการอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน
ในขณะที่ตลาดเปลี่ยนไปสู่เศรษฐกิจหมุนเวียนที่ยั่งยืน การบูรณาการเรซินรีไซเคิลหลังการบริโภค (PCR) ทำให้เกิดความท้าทายในการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ไม่เหมือนใคร พลาสติกรีไซเคิลมักมีสิ่งเจือปนจากวงจรชีวิตก่อนหน้า เพื่อให้ได้รับการรับรองเกรดอาหาร วัสดุ PCR จะต้องผ่านกระบวนการตรวจสอบการปนเปื้อนอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าสารเคมีปนเปื้อนที่ตกค้างจะถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์หรือติดอยู่หลังอุปสรรคการทำงานที่ได้รับการรับรอง
สิ่งกีดขวางการทำงานคือชั้นภายในภายในฟิล์มบรรจุภัณฑ์หลายชั้นที่ป้องกันการเคลื่อนย้ายของสารเคมีจากชั้นนอกที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดไปยังเมทริกซ์อาหาร ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปฏิบัติตามโดยรวมแม้ในขณะที่ใช้หมึกพิมพ์ที่ซับซ้อนหรือส่วนประกอบโครงสร้างที่ไม่ใช่เกรดอาหารบนเว็บภายนอก
อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งพลังงานจลน์ของโมเลกุล ส่งผลให้อัตราการเคลื่อนย้ายทางเคมีจากโครงสร้างพอลิเมอร์เพิ่มขึ้นอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ ฟิล์มที่ได้รับการรับรองว่าปลอดภัยสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมหรือการทำความเย็นอาจไม่ผ่านการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด หากต้องผ่านการบรรจุด้วยความร้อน การอุ่นด้วยไมโครเวฟ หรือการฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันโดยไม่มีการตรวจสอบความร้อนโดยเฉพาะ
ขีดจำกัดการอพยพโดยรวมจะระบุปริมาณมวลรวมของวัสดุเฉื่อยที่ถูกถ่ายโอนไปยังอาหารจำลอง ในขณะที่ขีดจำกัดการอพยพเฉพาะจะแยกและกำหนดเป้าหมายองค์ประกอบทางพิษวิทยาเฉพาะแต่ละรายการ เพื่อให้มั่นใจว่าปริมาณเล็กน้อยของสารประกอบอันตรายได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด โดยไม่คำนึงถึงระดับการถ่ายโอนสารเคมีเฉื่อยทั้งหมด
ได้ โดยมีเงื่อนไขว่าสิ่งกีดขวางการทำงานที่ได้รับการตรวจสอบแล้วแยกชั้นที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดออกจากเมทริกซ์อาหาร และการกำหนดวัสดุป้องกันการโยกย้าย ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อชั้นพิมพ์ด้านนอกถ่ายโอนสิ่งปนเปื้อนไปยังชั้นสัมผัสกับอาหารด้านในขณะรีดบนแกนม้วนเก็บ