건조식품, 초고온가열식품 및 종이제 포장재의 이행 실험용 시뮬란트로서 Tenax®의 이용 Use of Tenax® as a Simulant in the Migration Testing of Paper and Board, and Packaging Materials for Dry Foods and Foods Heated at Ultra-high Temperature원문보기
현재 국내 용기포장재 안전성 평가를 위한 용출시험에서 액체 시뮬란트를 사용하는 경우 실제와 다른 이행량 결과를 나타내는 상황과 고온가열 및 건조식품용 포장재, 그리고 종이 판지의 경우 액체 시뮬란트를 사용할 수 없는 문제점들을 감안한다면 유럽연합과 같이 고체건조 시뮬란트의 도입이 필수불가결해 보인다. $Tenax^{(R)}$를 건조식품용 시뮬란트로 사용하여 얻어진 실험 결과치가 실제 식품에서보다 높을 경우 $Tenax^{(R)}$에 대한 기준치를 설정하여 안전성 평가 여부를 판단할 수 있을 것이라는 전제가 성립한다. 지금까지 많은 연구결과들이 이러한 전제를 입증하고 있다. 그러나, 아직까지도 $Tenax^{(R)}$를 이용한 실험 방법이 완전하게 틀을 잡고 있지 못하다고 판단된다. 이는 $Tenax^{(R)}$로 포집되어 측정되는 물질의 물리화학적 특성들이 매우 다양할 수 있는데, 이를 포장재로부터 또는 이행된 식품으로부터 추출분석하기 위한 용매, 추출방법, 추출시간, 오염표준물질들의 종류에 따른 추출 및 분석 방법, $Tenax^{(R)}$의 상태에 따른 분석 재현성 등에 대한 자료들이 부족한 것이 사실이다. 국내에서 유통되는 다양한 식품종류를 감안한다면 $Tenax^{(R)}$를 국내 식품포장재의 안전성 평가를 위한 고체건조 시뮬란트로 공식적으로 도입하기 위해서는 추가 연구들이 필요할 것으로 판단된다.
현재 국내 용기포장재 안전성 평가를 위한 용출시험에서 액체 시뮬란트를 사용하는 경우 실제와 다른 이행량 결과를 나타내는 상황과 고온가열 및 건조식품용 포장재, 그리고 종이 판지의 경우 액체 시뮬란트를 사용할 수 없는 문제점들을 감안한다면 유럽연합과 같이 고체건조 시뮬란트의 도입이 필수불가결해 보인다. $Tenax^{(R)}$를 건조식품용 시뮬란트로 사용하여 얻어진 실험 결과치가 실제 식품에서보다 높을 경우 $Tenax^{(R)}$에 대한 기준치를 설정하여 안전성 평가 여부를 판단할 수 있을 것이라는 전제가 성립한다. 지금까지 많은 연구결과들이 이러한 전제를 입증하고 있다. 그러나, 아직까지도 $Tenax^{(R)}$를 이용한 실험 방법이 완전하게 틀을 잡고 있지 못하다고 판단된다. 이는 $Tenax^{(R)}$로 포집되어 측정되는 물질의 물리화학적 특성들이 매우 다양할 수 있는데, 이를 포장재로부터 또는 이행된 식품으로부터 추출분석하기 위한 용매, 추출방법, 추출시간, 오염표준물질들의 종류에 따른 추출 및 분석 방법, $Tenax^{(R)}$의 상태에 따른 분석 재현성 등에 대한 자료들이 부족한 것이 사실이다. 국내에서 유통되는 다양한 식품종류를 감안한다면 $Tenax^{(R)}$를 국내 식품포장재의 안전성 평가를 위한 고체건조 시뮬란트로 공식적으로 도입하기 위해서는 추가 연구들이 필요할 것으로 판단된다.
Currently, in Korea, a dry food simulant has not been designated for the migration testing of paper and board, food contact materials (FCMs) being used in dry foods, and foods heated at ultra-high temperature. Considering the diverse usage of FCMs, in order to secure reliable and confident safety ev...
Currently, in Korea, a dry food simulant has not been designated for the migration testing of paper and board, food contact materials (FCMs) being used in dry foods, and foods heated at ultra-high temperature. Considering the diverse usage of FCMs, in order to secure reliable and confident safety evaluation and to overcome the non-trade barrier tariff in worldwide trade, migration testing methods of what should be more clearly defined for securing and overcoming. This article delves into the available literature on the use of $Tenax^{(R)}$ as a simulant for dry foods as well as its suitability and limitations, and examines the feasibility of its introduction into Korean FCMs regulation. Most experimental studies using $Tenax^{(R)}$ showed overestimated migration values when used in real foods, which reflects the potential of $Tenax^{(R)}$ as a dry food simulant in a worst-case scenario. However, more studies are required to optimize migration testing using $Tenax^{(R)}$ by standardizing the solvent type and the extraction method for surrogates of various FCMs and foods, and to resolve the potential drawbacks in the use of $Tenax^{(R)}$.
Currently, in Korea, a dry food simulant has not been designated for the migration testing of paper and board, food contact materials (FCMs) being used in dry foods, and foods heated at ultra-high temperature. Considering the diverse usage of FCMs, in order to secure reliable and confident safety evaluation and to overcome the non-trade barrier tariff in worldwide trade, migration testing methods of what should be more clearly defined for securing and overcoming. This article delves into the available literature on the use of $Tenax^{(R)}$ as a simulant for dry foods as well as its suitability and limitations, and examines the feasibility of its introduction into Korean FCMs regulation. Most experimental studies using $Tenax^{(R)}$ showed overestimated migration values when used in real foods, which reflects the potential of $Tenax^{(R)}$ as a dry food simulant in a worst-case scenario. However, more studies are required to optimize migration testing using $Tenax^{(R)}$ by standardizing the solvent type and the extraction method for surrogates of various FCMs and foods, and to resolve the potential drawbacks in the use of $Tenax^{(R)}$.
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문제 정의
본 논문은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 Tenax®의 적합성과 제한점 등 기존 연구 결과들을 분석하고, 이를 향후 국내에서 건조고체 및 종이·판지포장재의 공식적인 시뮬란트로 사용할 수 있을지 여부를 판단하고자 조사되었다.
제안 방법
Tenax®를 이용하여 다양한 실험조건에서 종이제 포장재로부터 4-cumylphenol과 4-t-butylphenyl salicylate의 특정 이행량을 비교 조사하였다45).
다양한 광촉매제들을 판지에 오염시킨 후 씨리얼, 빵가루, 파스타와 쌀 등 다양한 식품류와 접촉시켜 실온에서 6개월간 저장하거나, 기존 방법대로 Tenax® 분말과 Tenax® 필름을 이용하여 각각 60℃에서 10일간 이행 실험하였다.
3배 더 높게 나타났다. 다층포장재의 이행용 모델링 소프트웨어를 이용하여 확산계수와 분배계수를 구하였다. 종이와 Tenax® 사이의 확산계수와 분배계수는 상대습도가 높아질수록 낮아졌다.
재생펄프함량, 표면처리 여부, 중량비와 두께를 달리 한 종이 포장재들을 시료로 하여 25~100℃ 사이의 kinetic 행동과 100℃에서 5분 또는 25℃에서 10일 등 다양한 접촉조건에서 Porapak과 Tenax®을 비교 조사하였다.
성능/효과
5가지 benzophenone 계 광개시제를 Tenax®를 이용하여 50, 75, 100℃의 온도에서 각각 접촉시켰을 때 온도가 높을수록, 그리고 접촉시간이 길수록 이행량이 증가하는 현상을 보였다.
그 결과, Tenax® 필름의 경우 Tenax® 분말에서보다 특정이행량이 낮았으나 오히려 식품에로의 이행량과는 유사한 결과를 낳음으로써, 분말 Tenax®를 필름 형태의 Tenax®로 대체 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
이 때 온도를 34℃로 유지하면서 상대습도는 39%~ 73% 이상의 조건에서 이행 kinetic을 조사하였다. 벤조페논의 이행량은 64~71% 조건에서 30일 후 4.8배, 그리고 73% 이상 조건에서 7.3배 더 높게 나타났다. 다층포장재의 이행용 모델링 소프트웨어를 이용하여 확산계수와 분배계수를 구하였다.
이와 같이 Tenax®를 이용하여 이행 실험한 결과들은 실제 식품의 저장조건하에 얻어진 결과들보다 대부분 높게 측정됨으로써, worst-case senario로서 Tenax®를 건조식품뿐 아니라 과일·채소 및 종이·판지 포장재 용 시뮬란트로서 사용될 수 있는 가능성이 확인되었다.
이행실험 시 95% 에탄올에서는 Tenax®보다 굉장히 빠른 시간에 이행 최대치에 가까운 평행선에 도달하는 것으로 확인되었다.
, 천연 종이제품 에서는 최고 이행량이 95% 에탄올과 헵탄에서 발견되었고, 다른 용매에서는 거의 미미하였거나 없었다. 재생종이 제품에서는 이행량이 95% 에탄올에서 가장 높았으며 20% 에탄올, 증류수와 헵탄용액에서도 이행이 확인되었다. Tenax®로의 이행량은 시간에 따라 증가하였는데, dihexyl adipate와 abietic acid의 최고 이행량 수준은 각각 0.
종이와 Tenax® 사이의 확산계수와 분배계수는 상대습도가 높아질수록 낮아졌다.
즉, Tenax®로의 이행량은 곡류에서 보다 4(dimethylamino) benzophenone은 70%, 2-ethylanthraquinone은 92%까지 높게 측정되었다.
즉, 평량이 증가하면 Tenax®내 농도보다 종이제에의 농도가 높아져 분산계수가 높아지는 결과를 낳게 된다.
지방성 식품에 대한 시뮬란트로서 Tenax®와 올리브유, 그리고 대체시뮬란트로서 이소옥탄과 95% 에탄올을 사용하여 100~120℃의 실험온도에서 PP필름으로부터의 총이행량과 특정이행량을 비교한 결과, Tenax®는 이소옥탄이나 95% 에탄올에서보다 올리브유와 더 유사한 결과를 나타냈다.
후속연구
그럼에도 불구하고 향후 보다 다양한 식품, 노출 조건, 오염물질의 물리화학적 차이 등 요소를 감안한 실험들을 통하여 Tenax®를 고체 시뮬란트로 사용하는 것에 대한 적정성 여부가 확인되어져야 할 것이다.
또한, 포장재 중에서도 종이·판지와 플라스틱 필름 간 Tenax®를 사용하여 이행 실험하는 과정 및 분석 방법이 다를 수 있다는 점도 고려되어져야 한다. 그리고, Tenax®를 이용한 실험 결과는 주로 종이·판지에 대하여 이루어짐으로서 향후 플라스틱 필름에 포장된 건조식품 및 고온가열식품류에 대한 연구 들이 더 많이 수행될 필요가 있다.
따라서, 상기 상황들을 고려하면 Tenax®와 같은 고체 시뮬란트를 국내 식품포장재의 이행실험용 시뮬란트로 사용하는 방안을 적극적으로 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다.
와 같은 고체 시뮬란트를 도입 시에는 국내 시장에 유통 중인 다양한 식품군과 사용 조건을 반영한 실험들을 수행하면서 실험 방법 및 조건들을 확립하고, 측정치에 대한 신뢰성 및 재현성을 확보하여야할 것이다. 또한, 필요할 경우 각 식품의 종류 군 및 사용 조건에 따른 reduction 또는 multiplication factor의 도입도 감안하여야 할 것이다.
본 실험 결과를 감안한다면 Tenax®로의 이행량 측정 시 유럽연합의 규정대로 40℃에서 10일간 실험하는 조건이 재검토될 필요성이 제기된다.
예를 들어, 현재 분말 고형 식품이나 껍질을 벗긴 즉석 야채 과일류의 경우 유럽연합에서는 Tenax®가 시뮬란트로 사용되고 있지만, 국내에서 액체 시뮬란트를 사용하여 이행실험을 한다면 실제 상황과 다른 이행실험 결과를 나타냄으로서 안전성 평가에 오류를 초래할 가능성이 있다고 판단된다. 즉, 동일한 포장재에 대하여 서로 다른 실험 방법을 통하여 얻어진 결과를 바탕으로 국가 간 교역되는 식품포장재의 안전성 평가가 이루어진다면 자유 무역체제하에서 비관세적 무역장벽을 야기할 수도 있다고 판단된다.
향후 국내에서 Tenax®와 같은 고체 시뮬란트를 도입 시에는 국내 시장에 유통 중인 다양한 식품군과 사용 조건을 반영한 실험들을 수행하면서 실험 방법 및 조건들을 확립하고, 측정치에 대한 신뢰성 및 재현성을 확보하여야할 것이다.
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