Vitulli ecol studio firenze 28 feb

Giornate di studio
IMBALLAGGIO IN CELLULOSA
Environmental e food contact compliance
Testing di legge e di buona prassi
Firenze, 27 - 28 febbraio 2012
Principali contaminanti presenti in carta e cartone, valutazione dei coloranti utilizzabili (applicati in
massa durante la produzione) e metodo per la verifica della migrazione dei coloranti, valutazioni
microbiologiche e sensoriali di oggetti in carta e cartone
Marinella Vitulli Food Contact Expert – AIBO n°035
Direttore Laboratorio Ecol Studio S.p.A.

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L’etica al servizio del business
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COMPANY PROFILE
Da 30 anni Ecol Studio costituisce una delle realtà più avanzate in Italia
e in Europa nel campo dei laboratori di analisi, delle consulenze
aziendali
e della formazione nei settori:
• Ambiente & Energia
• Salute & Sicurezza sui Luoghi di Lavoro
• Certificazioni & Sistemi di Gestione
• Medicina del Lavoro
Un servizio a 360 °:
un know how consolidato da un’esperienza
trentennale e dal continuo aggiornamento,che
rendono Ecol Studio un interlocutore
altamente qualificato, in grado di garantire un
servizio “one stop shop” ai propri clienti.

LABORATORIO DI ANALSI
Il laboratorio di analisi di Ecol Studio è accreditato ACCREDIA n° 0130 secondo l’attuale Norma UNI
CEI EN ISO/IEC 17025.Il Laboratorio ha inoltre ottenuto una serie di riconoscimenti e certificazioni da
parte del Ministero della Salute, del Ministero delle attività produttive, del Ministero dello Sviluppo
Economico, del Ministero dell’Agricoltura, della Regione Toscana, per l’esecuzione di particolari prove
analitiche.
• Settore ambientale  emissioni in atmosfera, igiene industriale, ecc.
• Settore fisico valutazione e misura dell’esposizione a rumore, vibrazioni, campi
elettromagnetici, radiazioni ottiche artificiali, ecc.
• Settore chimico-rifiuti esecuzione di test chimici su matrici solide (terreni, fanghi, rifiuti,
compost, …), classificazione dei rifiuti, ecc.
• Settore chimico-acque  esecuzione di test chimici si matrici liquide (acque destinate al
consumo umano, acque naturali, acque di scarico, acque sotterranee, …), ecc.
• Settore microbiologia analisi microbiologiche su alimenti, acque potabili, matrici ambientali
Prove eco-tossicologiche
• Settore Carta - MCA - Beni di consumo verifiche di idoneità di materiali a contatto con alimenti
e articoli destinati all’uso personale, prove relative alla presenza/migrazione di sostanze nocive e
valutazione di rischio tossicologico, analisi microbiologiche su carta e cartone e plastiche, ecc.

Laboratorio MCA - Beni di consumo verifiche di idoneità di materiali a
contatto con alimenti e beni di consumo.
Carta e Cartone destinati al contatto con gli alimenti
Laboratorio Carta  verifiche di
conformità dei prodotti alle normative
nazionali (normativa italiana,
francese, tedesca) ed europee Reg
1935:2004 e Reg 2023:2006.
Risoluzioni del Consiglio d’Europa,
Linee Guida Cepi.
Analisi microbiologiche, analisi e
risoluzione problematiche produttive.

Settore Consulenza MCA – Carta e Cartone:
Attività legate a gli aspetti produttivi a 360°
- prodotto e processo
- depurazione delle acque
- emissioni
- qualità di acque utilizzate per il ciclo delle acque
Settore Consulenza MCA – Carta e Cartone, assistenza per:
• Ottenimento Marchio Ecolabel,
• Certificazioni PEFC/FSC,
• Sviluppo di sistemi IFS, BRC, BRC/IOP,
• Sviluppo di GMP secondo la 2023:2006,
• Dichiarazioni di conformità (redazione e verifica),
• Esecuzione di Audit

Reg. CE/1935/2004
>>> art. 3 - Non costituire un pericolo per la salute umana
PANORAMA NORMATIVO: REGOLAMENTI EUROPEI
» Non comportare modifiche composizionali
» Non alterare sfavorevolmente le caratteristiche organolettiche
CONTAMINANTI PRESENTI IN CARTA E CARTONE E
CONFORMITA’ DI OGGETTI DESTINATI AL
CONTATTO CON GLI ALIMENTI:

Reg. CE/1935/2004 e contaminanti in carta e cartone:
» Assenza di sostanze chimiche nocive
Cosa sono ? Come si determinano ?
Sono sostanze organiche o inorganiche che se ingerite possono essere causa di
problemi di salute acuti o cronici. Si determinano con opportune modalità
generalmente definite e standardizzate da norme tecniche nazionali o internazionali
a seguito di fasi di estrazione, purificazione e concentrazione ottimizzate e tecniche
di rilevamento HPLC/GC con spettrometria di massa, spettrometria di assorbimento
atomico o emissione atomica al plasma per i metalli pesanti. A seconda della
sostanza determinata può risultare necessario fare valutazioni di rischio
tossicologico utilizzando gli elenchi delle caratteristiche di tossicità messi a
disposizione da CoE, ISS, FDA, Autorità svizzere etc. etc.
Quali sono le sostanze nocive più spesso individuate ?
Ftalati, Disopropilnaftalene, Bisfenolo A, Ammine aromatiche primarie, Benzofenone e
derivati, Pentaclorofenolo, Idrocarburi, Imbiancanti ottici migrabili, Coloranti e
inchiostri migrabili, Metalli pesanti, Formaldeide, Policlorobifenili, Solventi …

• “A number of scientific articles provide data on real or potential migration of organic
substances (trimethyldiphenylmethane, phthalates, perfluorochemicals,
diisopropylnaphthalene, benzophenone and derivatives (such as Michler´s ketone),
bisphenol A, resin acids, 3-choro-1,2-propanediol) and inorganic substances
from paper and board (mainly recycled) into both actual food products (mainly solid
food matrices but also others) and food simulants (solids, and food simulating
solvents) (Sturaro et al. 2006; Summerfield and Cooper 2001; Aurela et al. 1999;
Begley et al.2005,2007 Summerfield and Cooper 2001; Boccacci Mariani et al. 1999;
Ozaki et al. 2006a Ozaki et al. 2006b; Pace and Hartman 2010; Parry and Daston
2004).
• More recently migration of mineral oils from printed paperboard into dry foods has
been reported (Vollmer et al. 2011; Biederman and Grob 2010). Different analytical
methods have been applied for the analysis of migrants from paper and board such
as pentachlorophenol, metals (eg. chromium, cadmium, lead),
diisopropylnaphthalene, phthalates, chlorophenols, fluorescent whitening agents
(Bononi and Tateo 2009; Domeño et al. 2005; Skrzydlewska et al. 2003; Zhang et al.
2008; Diserens 2001; Aurela et al. 1999).
www.efsa.europa.eu/en/supporting/doc/139e.pdf
Report of ESCO WG on non-plastic Food Contact Materials
European Food Safety Authority
Supporting Publications 2012:EN-139
Con quali strumentazioni si ricercano analiticamente, e a bassissime dosi?

COSA SONO ESATTAMENTE QUESTE SOSTANZE? QUALI I METODI?
Qualche esempio:
• FTALATI
Gli esteri dell’acido ftalico sono una famiglia molto estesa, sono usati
principalmente come plastificanti; trovano applicazione ad esempio come
plastificanti in adesivi, inchiostri da stampa e film laminati colorati.
La letteratura infatti riporta:
Plasticizers, such as phthalate esters (DBP and DIBP) are not deliberately added to
paper and board as plasticizers but they do find use in lacquers, adhesives, glues
and printing inks. Although printing inks are not in direct contact with food, it has
been shown that the plasticizers they contain can migrate into food.
Analytica Chimica Acta 467 (2002) 253–260

Quale metodo di analisi?
Finalmente è in fase di approvazione la norma per carta e cartone
EN 16453 Pulp, paper and paperboard:
Determination of phthalates in extracts from paper and paperboard
La norma prevede estrazione in acqua a freddo e a caldo (EN 645-647), estratto
organico EN 15519 e migrazione in MPPO EN 14338, segue poi determinazione
in GC MS secondo la ISO 18856
Nel nostro storico gli ftalati sono
tra i parametri che più spesso
ritroviamo in carta e cartone

FTALATI
Limiti da 36° racc BfR
Diethylhexyl phthalate Max. 1.5 mg/kg
Di-n-butyl phthalate Max. 0.3 mg/kg
Diisobutyl phthalate Max. 0.3 mg/kg
La somma di Di-n-butyl phthalate e
Diisobutyl phthalate non deve superare
0.3 mg/kg.
Metodi di analisi alternativi che non prevedono l’estrazione del campione
Analisi in Spme con
condizionamento a 60°C
in modo da simulare
l’effetto correlato ad una
pizza calda

• MINERAL OIL
Sono generalmente miscele di idrocarburi alifatici e aromatici di composizione
piuttosto variabile perché derivano da distillati di petrolio:
In genere si tratti di idrocarburi alifatici saturi da 13-14 a 24-25 atomi di
carbonio, per lo più lineari ma possono contenere anche alifatici ramificati ed
aromatici.
Metodi: come tutti sappiamo la ricerca sulle metodiche
e sulle tecniche analitiche è attivissima!
Ecol Studio, dopo la partecipazione nel settembre
2011 al convegno BfR sui metodi per i mineral oil, ha deciso
di utilizzare metodo e kit distribuiti da BfR nella
primavera 2012

Il metodo prevede, tramite spe
manuale, la separazione delle
frazioni contenenti i Mosh e i Moah
e la successiva analisi GC-Fid,
utilizzando std interni
VANTAGGI: E’ il metodo validato e distribuito da BfR
SVANTAGGI: “time consuming”

Bisfenolo A 2,2-bis (4-hydroxyphenyl)propane
Ha applicazione in innumerevoli campi:
http://www.bisphenol-a-europe.org/uploads/applications%20of%20BPA
%20Sept%2008.pdf
In letteratura sono riportati dati interessanti:
BPA concentrations of 0.6 – 24 mg/kg in 9 recycled
paper products for kitchen use (MEAN = 6.21 mg/kg,
paper made from 80 – 100 % recycled paper)
…BPA concentrations in virgin paper below 0.1 mg/kg
Chemical Research in Toxicology, vol13, pp. 1214–1222, 2000.

Bisfenolo A metodo di analisi:
• Come da linee guida CEPI, si utilizza il metodo per la plastica: – EN 13130
Part 13, -Determination of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl)propane (Bisphenol A)
in food simulants.
La verifica del bisfenolo A è prevista secondo la 36° Racc Bfr per materiali
contenenti fibre di riciclo; Limite Max.: 0.6 mg/kg food/simul.
(verifica per alimenti umidi e grassi)
Il metodo prevede detection HPLC-UV

PCP:
il pentaclorofenolo ha svariati utilizzi: erbicida, conservante utilizzato in prodotti in
legno e tessuti; è utilizzato in processi di sbiancamento; si usa talvolta nelle vernici.
E’ stato utilizzato per decadi come conservante del legno
Difficile trovare in letteratura dati quantitativi sul PCP in carta e cartone.
Un lavoro nel quale sono stati analizzati campioni con la norma UNI EN ISO
15320:2011 riporta valori positivi ma nei limiti di legge:
.
Cellulose Chem . Technol ., 44 (10) ,
481-488 (2010)
Nel nostro storico riportiamo qualche sporadico caso di positività

UNI EN ISO 15320:2011, applicabile su pasta, carta e cartone
Limiti: Normativa Tedesca 36° Racc BFR, per la quale il limite di PCP è di 0,15mg/Kg di
carta, Normativa Francese, per la quale il limite di PCP è di 0,1 mg/Kg di carta, Marchio
Ecolabel, per il quale il limite di PCP è di 2mg/Kg di carta
Il metodo prevede estratto acquoso a freddo o
a caldo, concentrazione tramite SPE e
derivatizzazione e detection GC-ECD o GC-MS.
In acqua il PCP non ha una buona solubilità e
solo con PH>7 predomina la specie anionica

DIPN (e isomeri)
Costituiscono i solventi delle capsule di inchiostro delle carte
autocopianti e termiche.
La norma UNI EN 14719 fornisce un metodo operativo per la determinazione del DIPN in
un estratto acetonico di carta e cartone.
Segue valutazione strumentale in GC/MS.
La norma EN 14719 riporta la seguente NOTA: Potrebbe essere utile sapere che il
diisopropilnaftalene (DIPN) può essere presente come contaminante nella carta, nel
cartone e nella pasta.
Non può essere ignorato il fatto che il diisopropilnaftalene (DIPN) sia presente quando
vengono utilizzate fibre di recupero.

DIPN (e isomeri)
Stesse informazioni provengono dalla letteratura:
The presence of DIPN in foodstuffs may possibly arise from migration from the
paperboard packaging, made from recycled paper that contains carbonless copy paper
Analytica Chimica Acta 467 (2002) 253–260
Diisopropylnaphthalenes were detected at 66, 36, 106, and 384 ug in the 4 gram
samples of cardboard packaging for salt, sugar, rice, and pasta, respectively
Sturaro A et al; Chemosphere 30: 687-94 (1995)
Levels in paper/board can be in the range 2 to 60 mg /kg
Bebiolka et al.,1997; MAFF 1999; Zhang et al., 2008
Limiti: 36° Racc BfR: Diisopropylnaphthalene: As low as technically feasible….
Come interpretare? Isega considera tollerabili quantità di 20mg/kg,
presso Ecol Studio cautelativamente adottiamo il limite di 10mg/kg
Dati di tossicità sull’uomo? Decisamente pochi…
“Metabolism and toxicity of diisopropylnaphthalene as compared to naphthalene and monoalkyl
naphthalenes: a minireview”
Toxicology Vol 126, Issue 1, 20 February 1998, Pages 1–7

Fibre di Riciclo: differente approccio tra la normativa Italiana e quella Tedesca/francese:
Come viene visto l’approccio italiano all’estero?
3.4.4 Recycled Fibre Requirements
The Italian legislation contains no comprehensive set of requirements for the levels of contaminants in recycled
fibres when compared to virgin fibres, apart from the imposition of a limit of 2 mg per kg for the level of PCBs in
the finished paper. This limit is also present in the French legislation, but was deleted from BfR Recommendation
XXXVI following research which showed that PCBs were no longer present in fibres following a reduction in the
use of these chemicals.
It is, however, worth noting that a 1993 amendment to the legislation contains a requirement that articles
manufactured from recycled fibres should not be used in contact with foods for which migration testing would
normally be required. The interpretation of this clause is that recycled fibre should not be used in contact with
moist or fatty foods. This requirement clearly aimed to minimise the exposure of consumers to contaminating
chemicals by restricting the use of recycled papers and boards to foods with low extracting power. However, from
surveillance work carried out in the UK36, it is known that chemicals such as diisopropylnaphthalenes
(DIPNs) can migrate at significant levels from recycled board into dried foods (such as breakfast cereals),
even when there is an intermediate layer of plastic between the card and the food. In the light of these findings,
which came after the Italian legislators adopted their position on dried foods, it is hard to argue that the Italian
legislation as it is currently framed is capable of controlling the migration of contaminating chemicals from
recycled paper and cardboard.

Il documento Report of ESCO WG on non-plastic Food Contact Materials
tra i contaminanti cita anche: 3-choro-1,2-propanediol…… Di che si tratta?
Resina poliamidica epicloridrica: sostanze utilizzate come resistenti ad umido
La molecola di resina epicloridrinica (PAE) forma dunque sia dei ponti tra le fibre,
facendole così avvicinare e rinforzare i legami, sia una struttura reticolata che
contribuisce al conferimento di resistenze e rigidezza al foglio

Nella linea guida TISSUE PAPER KITCHEN TOWELS
AND NAPKINS Version 1 –22.09.2004
c’è il metodo in versione inglese
36° Racc BfR:
1,3-Dichloro-2-propanol must not be detectable in water extract of the finished
product (detection limit 2 μg/l). The transfer of 3-monochloro-1,2- propanediol
into the water extract of the finished products must be as low as technically
achievable, a limit of 12 μg/l must not be exceeded in any case.
DCP e MCPD sono cancerogeni, banditi anche da normativa FDA e proposition
65 californiana
In Ecol Studio adottiamo il metodo: Amtliche Sammlung von
Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB B 80.56-2

Analisi GC-MS (o GC-ECD)

• Le Linee guida CEPI e la 36° Racc BfR consigliano la verifica della
presenza di Coloranti azotati che possono rilasciare ammine aromatiche.
• Le ammine in questione possono essere rilasciate dagli azo coloranti
per rottura del legame azoico (scissione riduttiva)
• La 36° Racc riporta: Detecting the use of prohibited azo dyes according to
"Amtliche Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB",
method B 82.02-2. ; il metodo è identico alla EN 14362 che EcolStudio ha
accreditato nel 2012

Il campione di carta viene trattato con sodio ditionito in una soluzione
acquosa di tampone citrato; Le ammine rilasciate nel processo vengono
trasferite in t-butil metil etere utilizzando una colonna di terra di diatomee.
Segue poi delicato processo di evaporazione del solvente, ed analisi in GC-
MS e HPLC-DAD; La duplice verifica cromatografica è fondamentale per non
incorrere in falsi positivi
Nel nostro storico di laboratorio
qualche raro caso di positività

• METALLI PESANTI
Sono considerati importanti indici di presenza di materiale riciclato….
Quali elementi?
Piombo, Cromo, Cadmio e Mercurio.
Metodi: DM 21.03.73: Determinazione della migrazione di piombo
1. Principio del metodo.
Il piombo, estratto con acido acetico al 3 % dagli imballaggi in carta e cartone, viene
determinato mediante spettrofotometria di assorbimento atomico.
Ai fini della idoneità del campione, il quantitativo di piombo presente non deve
risultare superiore a 3 µg per dm2
Le normative francesi e tedesca prevedono la verifica dell’estratto acquoso
EN 12498 Determination of cadmium, lead and chromium in an aqueous extract
EN 12497 Determination of mercury in an aqueous extract
Cosa ci dicono gli studi reperibili in letteratura ?
M.E. Conti, F. Botrè (1997) The content of heavy metals in food packaging paper:
An atomic absorption investigation, Food Control, 8, 3, 131-136.

“The results of the present investigation show that all samples of food packaging
paper contain concentrations of heavy metals that are generally lower than those
detected in samples of common paper. Moreovel; our results show that there is a
remarkable difference among the levels of heavy metals depending on the
procedure of sample pretreatment. Our observation points out that the pretreatment
usually indicated as ‘migration test’ (peformed in 3% v/v acetic acid at T = 4O”C),
being remarkably more drastic than the ‘extraction test’ (performed indistilled water at
T = 23”C), should be requested in all those cases in which a direct contact occurs
between the food and the paper packaging”
Ma Bfr fornisce limiti per l’estratto acquoso….
Bfr:
It is assumed that under normal conditions of use there is no transfer of metal ions to
foodstuffs when their concentration (determined in cold water extract) does not exceed
A μg per gram paper, whereby “A“ has the following values: cadmium 0.5, lead 3 and
mercury 0.3 μg per gram paper. Testing is not necessary for paper or paperboard
intended for contact with dry, non-fatty foodstuffs.
Cold water extract of the finished product must contain no more than 0.004 mg
chromium(III)/dm2, while chromium (VI) must not be detectable.

Altre verifiche necessarie per la valutazione dei metalli pesanti?
La Direttiva CE 94/62 "Concentrazione dei metalli pesanti negli imballaggi",
che stabilisce il livello massimo di concetrazione di metalli pesanti (Cadmio, Cromo,
Mercurio e Piombo, tot 100 mg/kg)
Dati dal nostro “storico”: rari casi di non conformità rispetto ai requisiti della
normativa italiana, francese e tedesca, alcuni casi di non conformità rispetto ai
requisiti della direttive CE 94/62 per oggetti in materiale riciclato.
Talvolta da questa verifica è stato possibile individuare un problema dovuto alle
materie prime utilizzate; un esempio:
Per una carta patinata troviamo valori molto alti di
piombo totale (dopo mineralizzazione del campione),
in seguito all’analisi secondo Direttiva CE 94/62

Iniziamo così una valutazione del processo:
• Analisi della “pulp” prelevata dal pulper: Pb< nd
Analisi prima e dopo il processo di patinatura e lisciatura:
…. Il contenuto di piombo aumenta decisamente:
• Prima : 12,5 ppm di Piombo
• Dopo: 79,9 ppm di Piombo
NB (presenza di rifili)
Analizziamo quindi i componenti dei prodotti di patinatura:
e troviamo valori elevati di Piombo in alcuni lotti di caolino…
NON SEMPRE I METALLI PESANTI DERIVANO DA FIBRE RICICLATE

Passiamo adesso ad approfondire l’argomento “coloranti usati sulla carta”:
…come avviene il processo di colorazione?
I prodotti in carta e cartone colorati possono essere colorati tramite:
- Processo di stampa
- Processo di colorazione in massa
Con il termine “colorazione in massa” si intende la colorazione ottenuta
mediante l’aggiunta del colorante nell’impasto cartario, costituito da cellulosa,
acqua e vari additivi.

L’aggiunta può essere fatta in qualsiasi punto dell’impianto dal pulper alla
cassa d’afflusso…

Il dosaggio può essere fatto in “continuo” o in“discontinuo”
Bayer image

In Italia per gli oggetti in carta e cartone si applica il DM 21/03/1973 che riporta:
Art 31. (modificato da D.30.5.2000)
. Per la colorazione delle carte e dei cartoni e degli imballaggi con essi fabbricati,
sono confermate le disposizioni di cui alla sezione C del decreto ministeriale 22
dicembre 1967 :
SEZIONE C decreto ministeriale 22 dicembre 1967:
Per la colorazione o per la stampa della carta e degli imballaggi compresi quelli di
cellulosa rigenerata, ma esclusi quelli di materie plastiche destinate a venire in
contatto con gli alimenti, possono essere impiegati:
a) i coloranti per la colorazione di massa elencati nella Sezione A/I;( Vedi ora
l’allegato III del D.M. 27 febbraio 1996, n. 209 dove è riportato l’elenco dei
coloranti alimentari ammessi)

• b) altri coloranti purché incorporati nella carta e negli imballaggi in
modo tale da non essere cociuti all'alimento e, comunque, in maniera
tale da resistere alle prove di cessione qui sotto riportate; a dette
prove sono soggette anche le carte e gli imballaggi non impiegati a
diretto contatto con gli alimenti, ma che per la natura di questi e per le
condizioni d'uso possono cedere la materia colorante contenuta.
METODO PER LA PROVA DI SOLIDITÀ DEI COLORANTI DELLE CARTE
Un provino della carta o dell'imballaggio in esame, delle dimensioni di cm
4x10, viene posto tra due fogli di carta da filtro neutra (testimoni), delle stesse
dimensioni, bagnati preventivamente con acqua distillata ………
Si lascia riposare in posizione orizzontale a temperatura ambiente (circa
20°C) per la durata di 5 ore.
A prova ultimata i due testimoni vengono prelevati e asciugati all'aria; la tinta
da essi assunta viene valutata per confronto con la scala internazionale di
solidità delle tinte per le prove di solidità al lavaggio delle tinte su tessuti.
…………..

• La solidità delle sostanze coloranti che si possono impiegare per la
colorazione della carta e degli imballaggi destinati a venire in contatto con
alimenti non deve essere inferiore al valore di 4, determinato con il metodo
sopradescritto.
• Ecol Studio esegue la prova di migrazione dei coloranti
conformemente alla Norma UNI EN 646, simile ma più rigorosa poiché
prevede l’utilizzo di più simulanti oltre alla semplice acqua, prevista dal
decreto ministeriale 22 dicembre 1967).
• La rispondenza alla norma EN 646 è inoltre richiesta dalla normativa
tedesca (Raccomandazione BfRXXXVI. Paper and board for food contact)
analogamente alla normativa nazionale francese (Note d'information
n°2004-64)

Solidità del colore in carte e cartoni UNI EN 646
• 1.Si tagliano dei provini di carta; si impregnano i testimoni (fibra di
vetro) con i 4 diversi liquidi simulanti, acqua, saliva simulant, acido
acetico, e olio.

• 2. Si inseriscono i provini tra due carte di fibra di vetro bagnate con i
4 diversi liquidi simulanti. Si lascia il tutto avvolto in una pellicola con
il peso di 1 Kg posizionato sopra l’oggetto per 10 minuti o 24 ore a
23°C a seconda che sia previsto un contatto a breve o lunga durata.
• Al temine si apre il tutto e si lascia asciugare al buio.

• Si valutano i fogli testimoni rispetto alla scala dei grigi (ISO105-A03).
La scala possiede indici compresi tra 1 e 5 e indici intermedi tipo 4/5, 3/4
ecc. con tale significato:
valore 5 = corrispondente al bianco della scala dei grigi -nessuna
migrazione del colorante
valore 1 = corrispondente al grigio piùintenso della scala dei grigi-
massima migrazione del colorante
valori intermedi tra 5 e 1 = gradazioni via via più intense di grigio

• Valutazione della migrazione di coloranti e imbiancanti ottici: cosa
bolle in pentola?
Sono in discussione revisioni della EN 646 e EN 648 ….
Nuove condizioni di contatto sulla base dell’uso finale dell’oggetto:

Reg. CE/1935/2004
Profilo microbiologico ottimale:
» Carica batterica
» Lieviti e muffe
» Assenza di batteri patogeni

Perché verificare i parametri microbiologici?
– Cosa ci dicono le linee guida CEPI in proposito?
La qualità microbiologica delle carte e
dei cartoni deve essere idonea al
potenziale uso finale cui essi sono destinati;
la verifica di questo aspetto rientra nei
requisiti delle buone pratiche di fabbricazione.

CARTIERA
CELLULOSACELLULOSA
ACQUAACQUA
VAPOREVAPORE
““CHIMICI”CHIMICI”
Sappiamo che la proliferazione microbica è
legata all’attività dell’acqua …… ma che
relazione c’è tra acqua e prodotti in carta e
cartone?
The circulation water contains biodegradable dissolved substances, and the
pH and temperature are favorable for microbial life [Alén, 2007; Blanco et al. 1996],

• Deinococcus geothermalis was found to be the primary attacher in the
formation of deposits at the paper machines
[Kolari et al. 2002].
Quali microbi?
• The bacteria of concern in food-grade packaging are those capable
of forming endospores (Bendt,1985). The organisms frequently found
in finished paper and paperboard were identified as species of the
genus Bacillus (Väisänen, 1989; Väisänen, 1991a).

• Bacterial diversity in the wet end is typically greater containing
predominantly Gram-negative bacteria [Väisänen, 1991]
Microbes spoil the raw materials, cause fouling leading to machine
runnability problems, promote corrosion, and deteriorate the technical
product quality (Väisänen et al., 1998).

Numerosi gli studi sul
prodotto finito….

Quali parametri e metodi?
ISO 8784-1:2005
Pulp, paper and board -- Microbiological examination -- Part 1: Total
count of bacteria, yeast and mould based on disintegration
UNI ISO 8784-1:2010
Carta, cartone e paste - Analisi microbiologica - Parte 1: Conta totale di
batteri, lieviti e muffe basata sullo spappolamento

Proponiamo altre analisi con altri metodi
ANALISI MICROBIOLOGICHE - MICROBIOLOGICAL TESTS
Microrganismi conta colonie a 37°C
Microorganism at 37°C
UNI ISO 8784-1:2010 1
Clostridi solfito riduttori (spore)
Sulfite-reducing bacteria (spore)
MCA021:2010 rev.01 (ISO 15213:2003)
Clostridi solfito riduttori (forme vegetative)
Sulfite-reducing bacteria (veg)
MCA021:2010 rev.01 (ISO 15213:2003)
Clostridi solfito riduttori (spore + veg)
Sulfite-reducing bacteria (spore+veg)
MCA021:2010 rev.01 (ISO 15213:2003)
Enterobatteriacee
Enterobacteriacee
MCA016:2010 rev.01(rif. ISO 21528-2:2004)
Listeria monocytogenes
MCA026:2010 rev.01 (rif.UNI EN ISO 11290-
1:2005)
Muffe e lieviti
Yeast and mould ISO 8784-1:20101
Salmonella spp.
Salmonella spp
MCA020:2010 rev.01(rif. UNI EN ISO 6579:2008)
Stafilococchi coagulasi positivi
Coagulase-positive staphylococci
MCA018:2010 rev.01(rif. UNI EN ISO 6881-
1:2004)
Trasferimento dei costituenti antimicrobici
Antimicrobial constituents tranfer UNI EN 1104:20051

Esiste un limite per i parametri microbiologici su carta e cartone?
No!
Sulla base del nostro storico, limiti concordati con alcuni gruppi:
Microorganismi a 37°C limite 1000 UFC/g
Muffe e Lieviti limite 150 UFC/g
I dati nel nostro storico:
PARAMETRO media risultati degli
ultimi 4 anni
Microrganismi conta
colonie a 37°C UNI ISO 8784-1:2010 UFC/g 10^2, con casi di 10^5
muffe e lieviti ISO 8784-1:2005 UFC/g 15 ufc, con casi di 10^3

– Attualmente molti gruppi di ricerca lavorano sullo sviluppo di
packaging in carta e cartone che possa resistere ad umidità e
proliferazione microbica: si lavora sui coatings ad esempio
L’Effetto Loto - Andrea Lorenzi
Università degli Studi di Parma
Cipack – Centro Interdipartimentale
PACKaging

Altri aspetti igientici legati alla carta in ambito diverso dal contatto
con gli alimenti…. le cosiddette “sanitary papers”
Parliamo di oggetti spesso utilizzati in
ambienti ospedalieri, dove gli aspetti igienici
sono fondamentali
Keith Redway School of Biosciences,
University of Westminster, London.
..In all the tests in this study, paper towel
was found to be superior to both types of
electric dryer….

-I microorganismi della carta contribuiscono alla degradazione di
documenti storici in carta nei secoli…..
In un lavoro pubblicato nel 2010 trovate colonie di Penicillium commune,
Aspergillus niger, Bacillus and related species…

Oltre alle conseguenze correlate agli aspetti di sicurezza derivanti dalla
contaminazione, talvolta proliferazioni microbiche sono correlate a
problemi di generazione di maleodori, e come detto talvolta sono
addirittura responsabili di problemi tecnologici.
Recentemente ci siamo occupati di
un caso in cui si avevano problemi in
fase di asciugatura di un cartoncino;si
generava un rigonfiamento con
separazione del cartoncino in due
strati. Abbiamo trovato valori molto
alti di carica batterica totale nel
prodotto e in varie tine, con valori tra
10^7 e 10^8 ufc/g. La soluzione
consigliata è stata il ricorso a biocidi
di nuova generazione.
Sulla carta possono essere presenti sostanze antimicrobiche?
No!

• Il metodo di riferimento per l’analisi a livello internazionale è la
norma UNI EN 1104:2005
• Bacillus Subtilis (batterio)
• Aspergillus Niger (fungus)
• Incubazione rispettivamente 3 giorni a 30 °C, e 5 giorni a 25 °C
Assenza
Assenza
Presenza di antimicrobici

Valutazione Sensoriale
Analisi sensoriale: valutazione dell’odore e dell’eventuale difetto organolettico provocato negli
alimenti dal contatto con gli imballaggi (retrogusto o retro-odore estranei)
UNI EN 1230 1-2:2009: per carta e cartoni destinati a venire a contatto con gli alimenti
UNI 10192:2000: per imballaggi primari destinati al confezionamento degli alimenti (es:plastica)
Entrambe le norme prevedono prove olfattive e prove gustative dove viene valutata l’intensità
dell’odore e del sapore attraverso la seguente scala di valori:
>>> art. 3 - Non alterare sfavorevolmente
le caratteristiche organolettiche

UNI EN 1230 1:2009: si effettua la valutazione dell’odore
In un locale silenzioso, ben ventilato ed esente da odori, allestito come da
ISO 8589, si effettua la valutazione dopo che i provini del materiale sono
stati conservati in vasi di vetro per 20-24h a 23(+/-2) C al buio.
Partecipano almeno sei giudici, in buona salute e non raffreddati.
Scala dei punteggi:
0: nessuna differenza di sapore/odore percepibile
1: differenza di sapore/odore appena percepibile e difficilmente definibile
2: differenza di sapore/odore debole ma definibile
3: differenza di sapore/odore netta
4: differenza di sapore/odore molto netta

Espressione del risultato: si calcola la media di tutti i punteggi
individuati; se un risultato individuale differisce più di 1,5 deve essere
scatato.

UNI EN 1230 2:2009: si valuta la variazione di gusto causata da
trasmissione di sostanze ad alimenti sottoposti a prova
Condizioni di prova: per 40-48h a 23(+/-2) C al buio

Un esempio pratico:
• Oggetto: carta accoppiata a plastica:
• Carta inodore
• plastica inodore
• prodotto accoppiato con la colla …..
test sensoriale con risultato = 3

• Analisi Gc-Ms della colla:
L’urea di per sé non costituisce un off-flavour, è utilizzata nell’industria del
tabacco per esaltare gli aromi…
Però in particolari condizioni si degrada e genera ioni ammonio e quindi
ammoniaca:
J. Phys. Chem. B 2007, 111, 720-730

Carta non trattata: 0.4% di sostanze azotate
Carta trattata: 3.8% di sostanze azotate
Dopo analisi del componente urea effettivamente
presente nella colla (fornito dal cliente):
ipotesi di degradazione dell’urea contenuta nella colla:
… possibile degradazione microbica?
Urea cbt 7.2x10^3 ufc/g
UFC/g

Grazie per l’attenzione!!
Ringraziamenti:
Al General Manager Guido Fornari
Marinella Vitulli m.vitulli@ecolstudio.com Tel. 3351835000
e al team Carta -MCA

Laboratorio accreditato ACCREDIA n .0130
Un’azienda responsabile
Per l’elenco delle prove accreditate ACCREDIA consultare il sito www.ecolstudio.com
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