Suitability of Migration Testing for Food Packaging Materials Using Tenax^®

Tenax^®를 이용한 식품포장재의 용출 실험의 적합성

This study aimed at examining the suitability of $Tenax^{(R)}$ for the migration testing of food packaging materials, which is currently approved in the EU as a dry food simulant. The results are used as a basis to examine the feasibility of introducing $Tenax^{(R)}$ to Korean regulation. The OMVs of test specimen into various solvents (diethyl ether, ethanol, pentane, and acetone) after exposure to $100^{\circ}C$ for 1 hr were compared. Diethyl ether showed the highest OMV ($1.33mg/dm^2$) among the solvents tested. When the tests were conducted with different amounts of $Tenax^{(R)}$ of 2, 4, or 8 g per specimen, the OMVs were 0.75, 1.33 and $1.40mg/dm^2$, respectively. The OMV obtained with a closed system after wrapping with aluminum foil showed a significantly higher OMV ($1.61mg/dm^2$) than that without aluminum wrapping ($1.318mg/dm^2w$) and an open system without lid ($1.06mg/dm^2$). The specific migration rates of surrogates spiked in the polyethylene test film and paper samples into $Tenax^{(R)}$ were compared with those into liquid food simulants including 95% ethanol and n-heptane, and actual foods such as starch, skim milk, and sugar. In general, the specific migration levels of surrogates into $Tenax^{(R)}$ were similar compared with n-heptane, however those were significantly higher than into actual foods. These results suggest that $Tenax^{(R)}$ may be used as a food simulant for the long-term preservation of dried foods and paper products. However, more studies need to be conducted to investigate the factors influencing the migration into $Tenax^{(R)}$, such as the types of foods and packaging materials tested, migration conditions, and surrogates properties etc.

국내 및 EU의 이행실험 방법에 따라 장기보관 조건 및 고온 가열을 가정한 실험조건을 설정하여 총 이행량 및 특정 이행량 실험을 통해 EU에서 종이 포장재 및 고체시뮬란트에 적용되고 있는 Tenax®의 적합성 및 국내 도입 가능성을 검토하였다. 종이와 PE 시료를 대상으로 surrogates를 각각 10종, 5종씩 선정하여 표준시료를 제작하였다. $Tenax^{(R)}$를 이용한 LDPE 필름 시료에서의 총이행량 실험 결과 EU에서 현재 고체 시뮬란트용 추출용매로 공식 사용 중인 에테르로의 추출량이 $1.318mg/dm^2$로서 다른 용매들에서보다 유의적으로 추출 능력이 뛰어남을 확인할 수 있었다. 또한 접촉시간이 길어질수록, 그리고 온도가 높아질수록 총 이행량이 증가하는 경향을 보였다. $Tenax^{(R)}$의 사용량 검토 실험에서는 EU의 $Tenax^{(R)}$ 실험 방법에 제시된 $4mg/dm^2$가 적합한 양임을 확인할 수 있었다. 또한, petri dish의 밀폐 여부에 따른 총이행량 실험 결과 $Tenax^{(R)}$를 이용한 총 이행량 실험시 petri dish를 알루미늄 필름으로 충분히 밀봉하는 방법이 가장 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다. $Tenax^{(R)}$를 이용한 특정 이행량 실험의 적합성 실험결과, 필름과 종이제시료에서의 시뮬란트 별 surrogates의 특정 이행량은 상이한 경향을 나타냈는데 이는 각 물질의 흡착성, 용해도, 분산성 등 다양한 특성에 좌우된 것으로 판단된다. 일반적으로 n-heptane은 $Tenax^{(R)}$와 일부 surrogates에서 유사한 이행량 수준을 보였으며, $Tenax^{(R)}$가 실제 식품에서의 보다 유의적으로 높은 수준의 특정 이행량 값이 나타났다. 이러한 결과들을 감안하면 $Tenax^{(R)}$가 전분, 탈지분유, 설탕과 같은 장기보존 건조 식품류 및 종이제에 대한 고체 시뮬란트로 사용될 수 있는 가능성이 있다고 사료되었다. 그러나, 그러나, 본 연구는 종이제와 PE 필름, 그리고 특정 두께의 시료를 대상으로 제한적인 실험 조건하에서 이루어진 결과이므로, 최종적으로 $Tenax^{(R)}$를 국내에서 액체 시뮬란트를 대체하기 위해서는 보다 다양한 식품류, 이행 조건, 포장재질, 그리고 상이한 물리적 특성을 지닌 surrogates에 대한 특정 이행 양상을 조사하는 연구들이 수행될 필요성이 요구된다.