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 artículos para el envasado de alimentos. El 80% de los envases contienen adhesivos que se utilizan para obtener distintos propósitos, como formar la estructura del material del envase mediante la combinación de varios sustratos, dar la forma geométrica al envase o para la aplicación de etiquetas y cinta adhesivas. Los adhesivos son mezclas complejas de componentes que incluyen un polímero al que normalmente se le adicionan múltiples sustancias modificadoras y todas ellas pasan a formar parte del envase y por ello podrían migrar al alimento contaminándolo. Al contrario que en el caso de los plásticos, para los que existe una lista positiva de compuestos que se pueden utilizar, en el caso de los adhesivos no existe legislación y hasta el momento no se ha estudiado su comportamiento en los envases alimentarios. En esta tesis, se han desarrollado diversos métodos analíticos para la identificación de los principales compuestos volátiles presentes en adhesivos acrílicos y poliuretanos. Los métodos desarrollados se basaron en el análisis de extractos por GC-MS/TOF y en el análisis del espacio de cabeza de los laminados por SPME-GC-MS, y demostraron ser herramientas de gran utilidad para este objetivo. Para la identificación de compuestos no volátiles se han desarrollado dos métodos analíticos basados en el análisis por LC-MS/TOF. Estas técnicas han permitido la identificación de un gran número de compuestos. Además, se ha desarrollado un método por HS-SPME-GC-MS que ha permitido determinar las concentraciones de los compuestos identificados en los adhesivos acrílicos, tanto en los propios adhesivos como en los sustratos, de forma rápida y con alta sensibilidad. Estos datos han permitido la determinación posterior de los coeficientes de partición entre los adhesivos y sustratos (KAS) y los coeficientes de difusión en diferentes polímeros y tipos de papel (DS). Los resultados han mostrado una gran variación 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 migración de los compuestos volátiles determinados desde los laminados fabricados con adhesivos acrílicos y poliuretanos a Tenax, utilizado como simulante alimentario. Se ha estudiado la migración de los compuestos desde 15 laminados procedentes del mercado europeo, 11 laminados fabricados con poliuretano y 4 con adhesivos acrílicos. Finalmente, se han comparado los valores de migración experimentales con los predichos por un modelo matemático y se ha observado una buena correlación entre ellos. Por otro lado, se ha estudiado un problema concreto de migración de aminas aromáticas primarias desde laminados fabricados con adhesivos poliuretanos al alimento.Para ello se ha desarrollado un método analítico utilizando SPE y UPLC-MS para el análisis de 22 aminas aromáticas primarias en el simulante B (3% ácido acético en agua), que ha permitido el análisis individual de cada amina con límites de detección muy bajos, menores a 1 µg/L para la mayoría de ellas. Además el límite de detección total expresado como equivalentes de anilina fue mucho más bajo que la concentración total de aminas permitida por la Directiva 2007/19/CE (10 µg equivalentes de anilina/Kg de simulante) lo que prueba la idoneidad del método desarrollado para la evaluación de muestras.