Study of the parameters influencing the migration of organic and inorganic contaminants from metallic packaging into food consumed in Lebanon
Etude des paramètres influençant la migration de contaminants organiques et inorganiques de l’emballage métallique vers les denrées alimentaires consommées au Liban
Résumé
Tinplate cans represent an important source of food contaminants due to their multi-materials structure. Endocrine disrupting chemicals can migrate from the organic coating, whereas metal trace elements may be released from metal substrate. This issue has be extensively studied worldwide, yet, data relative to canned food from the Lebanese market are scarce, although Lebanese cuisine is appreciated globally with annual exportation of canned food. So, this work investigates the effect of several parameters on the migration of bisphenol compounds (bisphenol A and F, bisphenol A and F diglycidyl ethers and their derivatives) and metal trace elements (Fe, Sn, Pb, Cd, Cr, Ni, Zn, Cu) from tinplate cans into canned foods consumed in Lebanon. Sterilization, storage conditions, food product properties and inappropriate handling of canned food have been studied. Different analytical methods were validated and applied. Liquid chromatography with fluorescence detection (and mass spectrometry confirmation) was useful for studying the migration of bisphenol compounds in foods and their simulants. Metal elements were analyzed using atomic absorption spectrometry after microwave-assisted digestion of canned foods. Among target bisphenol compounds, only BPA and BADGE.2H2O were detected in the studied foods/food simulants. Empirical models were built and validated, based on response surface methodology, to predict the influence of sterilization and storage on their migration into food simulants. In addition, principal component analysis was used to examine the correlation between the content of targeted contaminants and the studied influencing parameters. Their levels drastically increased upon sterilization (121°C), where the majority of bisphenol residues have migrated. Consequently, the migration of bisphenol compounds was not influenced by storage time (until shelf life) and temperature; the only significant effect was noticed in pasteurized canned okra (100°C). Most ofBPA (12.3-197 μg/kg) and BADGE.2H2O (101-1106 μg/kg) levels comply with the European recommended limits; yet, BPA in some cases exceeded its recently revised limit (50 μg/kg). All target metals were found, with increased levels upon storage. Storage temperature had an important impact on the release of metals. In particular, 40°C (storage in hot areas) should be avoided, especially for uncoated cans holding acidic food (e.g. fruits) since serious corrosion occurred within 2 to 5 months, releasing large amounts of Fe and Sn. Storing food cans under refrigerating temperature can successfully limit the migration of metal elements during early storage time. Thus it is advisable to purchase fresh and refrigerated canned foods. Another recommendation is to discard dented cans, since high release of metal elements is observed. Among inappropriate practices, keeping opened uncoated fruit cans in the fridge can cause threatening release of Sn and Fe.
Les boîtes de conserve métalliques représentent une source importante de contaminants alimentaires en raison de leur structure multi-matériaux. Des substances chimiques peuvent migrer du revêtement organique, et des éléments traces métalliques peuvent être libérés du substrat métallique. Ce problème a fait l'objet de nombreuses études, mais les données relatives aux aliments en conserve sur le marché libanais sont rares, bien que la cuisine libanaise soit appréciée mondialement avec l'exportation annuelle d’aliments en conserve. Ainsi, ce travail étudie l’effet de plusieurs paramètres sur la migration de composés phénoliques (bisphénol A et F, diglycidyl éther de bisphénol A et F et leurs dérivés) et éléments traces (Fe, Sn, Pb, Cd, Cr, Ni, Zn, Cu) des boîtes en fer blanc aux aliments en conserve consommés au Liban. La stérilisation, les conditions de stockage, les propriétés des produits alimentaires et la manipulation inappropriée des aliments en conserve ont été étudiées. Différentes méthodes analytiques ont été validées et appliquées. La chromatographie liquide avec détection par fluorescence (et confirmation par spectrométrie de masse) était utile pour étudier la migration des composés de bisphénol dans les aliments et leurs simulants. Les éléments métalliques ont été analysés dans les aliments en conserve par spectrométrie d'absorption atomique après digestion assistée par micro-ondes. Parmi les bisphénols cibles, seuls le BPA et le BADGE.2H2O ont été détectés dans les aliments ou les simulants d’aliments. Des modèles empiriques ont été construits et validés, basés sur la méthodologie de surface de réponse, pour prédire l’influence de la stérilisation et le stockage sur leur vers les simulants d’aliments. En outre, l'analyse en composantes principales a été utilisée pour examiner la corrélation entre les contaminants cibles et les paramètres étudiés. Les teneurs en BPA et BADGE.2H2O ont considérablement augmenté lors de la stérilisation (121°C), traitement durant lequel la majorité des résidus de bisphénols ont migré. Par conséquent, la migration des bisphénols n’a pas été influencée par la durée et la température de stockage (jusqu’à la date d’expiration) ; le seul effet significatif a été observé pour les Okra (gombo) en conserve pasteurisés (à 100°C). La plupart des teneurs obtenues pour le BPA et le BADGE.2H2O sont conformes aux limites européennes recommandées, mais dans certains cas le BPA dépasse la limite récemment révisée (50 μg/kg). Tous les métaux ont vu leurs teneurs augmenter avec le temps. La température de stockage a eu un impact important. Une température de 40°C devrait être évitée, surtout pour des boîtes non revêtues et contenant des aliments acides (fruits). En effet, une corrosion importante a été obtenue entre 2 et 5 mois, libérant de grandes quantités de Fe et Sn. Il est conseillé d’acheter les boîtes avec une date de production récente et de les stocker dans un endroit frais. Une autre recommandation est d’éviter les boîtes endommagées, puisqu’une forte libération d'éléments métalliques a été observée. Enfin, la conservation des boîtes de conserve non revêtues et ouvertes dans le réfrigérateur a entraîné une libération préoccupante de Sn et Fe. Globalement, la migration dépend des propriétés des aliments (ex: pH), et de la variabilité des matériaux d'emballage selon les marques. Dans des conditions de stockage appropriées les teneurs de contaminants cibles respectent les limites recommandées, ce qui suggère que la production libanaise de boîtes de fer blanc est acceptable.
Domaines
Ingénierie des aliments
Origine : Version validée par le jury (STAR)