Процена здравственог ризика ослобађања бисфенола а из папирних чаша за сервирање када се загреју

1. Структурни састав папирних чаша за сервирање и облици бисфенола А

1.1 Основна структура и материјали за облагање папирних чаша за сервирање

Једнократна употребапапирне чаше за сервирањеобично се састоје од два дела: папирне подлоге и унутрашњег премаза. Папирна подлога је углавном направљена од-дрвене пулпе за храну или других биљних влакана, прерађених кроз целулозу, рафинацију и друге процесе да би се формирао основни материјал за папирну шољу за послуживање. Да би се побољшале перформансе папирне шоље за сервирање, као што су отпорност на цурење-и издржљивост, танак слој пластике се обично облаже на унутрашњи зид шоље. Уобичајени материјали укључују ПЛА филм за храну- или полиетиленски (ПЕ) филм.

У зависности од материјала премаза, за једнократну употребупапирне чаше за сервирањеуглавном се деле на три типа:

• Шоље{0}}превучене воском:папирне чаше за сервирање са слојем воска на површини, углавном се користе за држање хладних напитака, јер се восак топи на високим температурама.
• Праве шоље-са дуплим-зидима:Зид чаше има два слоја папира са ваздухом између њих, што обезбеђује добру топлотну изолацију, али овај дизајн не укључује посебан хемијски премаз.
• Чаше обложене полиетиленом:Зид шоље је прекривен танким слојем полиетена, који је тренутно најпознатија врста папирне чаше за сервирање на тржишту. Током процеса ливења, чаше обложене полиетиленом- имају танак слој полиетенске (ПЕ) пластичне превлаке нанесен на површину папира, у суштини пластичну фолију која покрива чашу.

1.2 Употреба и облици бисфенола А у папирним чашама за сервирање

Бисфенол А (БПА) је важна органска хемијска сировина, која се првенствено користи у индустрији као основни материјал у производњи пластике и премаза. БПА се обично користи у синтези материјала као што су поликарбонат (ПЦ) и епоксидне смоле, које су неопходне за многе потрошачке и индустријске производе који се користе у савременом животу, укључујући многе примене кључне за јавно здравље и безбедност хране.

У производњи папирних чаша, БПА постоји првенствено у два облика:

• Као компонента епоксидне смоле, епоксидне смоле се углавном праве од БПА. Иако се формулације премаза увелико разликују, већина користи епоксидну смолу као компоненту како би осигурала ефикасне перформансе премаза. Епоксидне смоле које садрже БПА се обично користе као унутрашњи премази за посуде за храну и пиће, обезбеђујући заштиту и отпорност на корозију.
• Као компонента премаза за масни папир, у неким специјалним премазима за папир отпоран на масноћу, бисфенол А (БПА) може постојати као адитив или реактивни мономер да побољша својства отпорности на маст папира.

2. Механизам ослобађања и фактори утицаја БПА

2.1 Утицај температуре на ослобађање БПА

Температура је кључни фактор који утиче на миграцију БПА изпапирне чаше за сервирањеу напитке. Вишеструке студије су показале да се количина БПА која прелази са папира за паковање хране постепено повећава са повећањем температуре. Подаци који се односе на специфичну температуру{2}}су следећи: Разлике у брзинама ослобађања у различитим температурним опсегима:

Када температура воде пређе 50 степени, миграција бисфенола А (БПА) се значајно повећава. Експериментални подаци показују да је брзина ослобађања БПА из папирне чаше за сервирање напуњене кључалом водом 54 пута бржа него на собној температури.

Температурни опсег при коме се миграција БПА у целофану креће 50–55 степени, у папирним чашама за сервирање и керозинском папиру је 65–70 степени, ау премазаном папиру 70–75 степени.

У ултрачистој води, укупна миграција БПА на 95 степени је 8 пута већа од 80 степени. У 10% раствору етанола, укупна миграција БПА на 95 степени је 5 пута већа од 80 степени.

Однос између температуре и брзине ослобађања:

Студије показују да је у условима воденог купатила од 80 степени укупна миграција БПА конзистентна и у ултрачистој води иу симулантима хране са 10% етанола. Међутим, под условима воденог купатила од 95 степени, укупна миграција БПА у симулантима хране ултра чисте воде је значајно већа од оне у 10% етанолу. Укупна миграција БПА је велика. Ово указује да различити симуланти хране имају различиту растворљивост БПА под условима високе{7}}температуре.

2.2 Утицај времена на брзину ослобађања

Време употребе је још један важан фактор који утиче на ослобађање БПА. Са продуженим временом контакта, кумулативно ослобађање БПА постепено се повећава, али се стопа повећања постепено успорава.

• Краткотрајни{0}}контакт (минути):Експерименти показују да БПА може да пређе из обичне{0}} пластичне чаше за храну у топли напитак за само један минут. Ово указује да је ослобађање БПА брз процес, који почиње одмах након контакта.
• Средњорочни- до дуготрајни-контакт (сати):Студије су откриле да у поликарбонатним материјалима миграција БПА почиње да се убрзава након 48 сати, достижући максималну стопу миграције у 112 сати, након чега се стопа миграције нагло успорава. Ово указује да постоји тачка засићења за ослобађање БПА.
• Објавите податке у различитим временским тачкама:

У једној студији, истраживачи су сипали воду из славине која садржи 0,0855 нг/мЛ бисфенола А (БПА) у папирне чаше за једнократну употребу. После кратког времена (око неколико минута), садржај БПА у води из славине порастао је на 3,12 нг/мЛ, што је повећање од 36 пута.

2.3 Разлике у карактеристикама ослобађања између различитих типова папирних чаша за сервирање

Различити типови папирних чаша за сервирање показују значајне разлике у карактеристикама ослобађања БПА због разлика у материјалима за облагање и процесима.

Разлике између шољица за топло и хладно пиће:

Шоље за топле напитке обично користе материјале за облагање који су отпорнији на топлоту-као што су полиетен високе-полиетене (ХДПЕ) или специјално формулисане епоксидне смоле. Ови материјали имају бољу стабилност на високим температурама, што резултира релативно мањим ослобађањем БПА.
Шоље за хладно пиће често користе процес премазивања воском. Иако сам восак не садржи БПА, слој воска се топи на високим температурама, потенцијално излажући унутрашњи материјал и повећавајући ризик од ослобађања других хемикалија.

Ефекат дебљине премаза:

Студије су показале позитивну корелацију између дебљине премаза и ослобађања БПА. Док дебљи премаз пружа боља својства баријере, то такође значи да више бисфенола А (БПА) може бити присутно у премазу и ослобођено под одређеним условима.

Утицај разлика у материјалу:

ПЕ обложене папирне чаше:Тренутно су уобичајене папирне чаше за сервирање на тржишту првенствено обложене-полиетеном ниске густине (ЛДПЕ), а добијене папирне чаше за сервирање се називају ПЕ-папирне чаше за сервирање. Молекуларна структура овог материјала је веома стабилна, а под нормалним условима употребе, ослобађање БПА је ниско.

ПЛА обложене папирне чаше:ПЛА (полимлечна киселина) је биоразградива пластика. Млечна киселина се може произвести из ферментисаних шећера добијених из зрна или других органских материја, а млечна киселина се може полимеризовати да би се добила полимлечна киселина. ПЛА-папирне чаше за сервирање су супериорније у односу на ПЕ-посложене чаше у погледу биоразградљивости, али њихова стабилност на високим температурама захтева даље истраживање.

Нове пластичне{0}}бесплатне обложене папирне чаше:Неке компаније почињу да усвајају технологије премаза без воде{0}}на бази пластике-, као што су ПХА (полихидроксиалканоат) премази на бази воде-и премази на потпуно биолошки-базирани премази. Ови премази не садрже БПА{5}, што суштински решава проблем ослобађања БПА.

2.4 Други фактори који утичу

Осим температуре и времена, неколико других фактора утиче на ослобађање БПА из папирних чаша за сервирање:

• Утицај симулатора хране:Различити симуланти хране имају различиту растворљивост за БПА. Студије показују да БПА више мигрира у ултрачистој води него у 10% етанолу, а ова разлика се повећава са повећањем температуре. На 80 степени, укупна миграција БПА у ултра чисту воду и 10% етанола је 24,2 уг/Л и 24,4 уг/Л, респективно; међутим, на 95 степени, ове бројке су 194,5 уг/Л и 123,6 уг/Л, респективно.
• Ефекти пХ:Стабилност и миграција бисфенола А (БПА) варирају под различитим пХ условима. Студије су показале да се растварање БПА повећава у киселим и алкалним условима. Ово може бити зато што кисела и алкална средина утичу на структуру материјала за облагање, чиме се промовише ослобађање БПА.
• Ефекти механичког напрезања:Механички напони као што су компресија и савијање које доживљавају папирне чаше за сервирање током употребе могу оштетити интегритет премаза, повећавајући путеве ослобађања БПА. Папирне чаше за сервирање недовољне крутости су посебно склоне деформацијама када се пуне топлим напитцима, што може изазвати пуцање премаза и убрзати ослобађање БПА.
  

  

  

  

  ​

3. Qнеантитативна процена емисије бисфенола А (БПА) из папирних чаша за сервирање

3.1 Стварни подаци о детекцији и опсег концентрације

Тестирањем различитих брендова и типова папирних чаша за сервирање на тржишту, истраживачи су добили велику количину података о емисији БПА:

Поређење резултата детекције из различитих студија:

Истраживање Медицинског универзитета у Нањингу: Упоредно одређивање садржаја БПА у папирним чашама за једнократну употребу, пластичним чашама за једнократну употребу и кутијама за ручак за једнократну употребу показало је да је концентрација БПА у папирним чашама за једнократну употребу била највећа, скоро 30 пута већа од пластичних чаша за једнократну употребу.

Када је вода из славине која садржи 0,0855 нг/мл БПА сипана у папирну шољу за једнократну употребу, након кратког времена, садржај БПА у води из чесме у шољи је порастао на 3,12 нг/мл, што је повећање од 36 пута.

Истраживање са Нортхвест Нормал Университи:Коришћењем детекције флуоресценције -течне хроматографије- високог учинка, откривено је да је садржај БПА у 10 узорака папирних шољица између 51,92 и 128,9 мг/Л.

Ова студија је такође открила да под симулираним условима употребе (60 степени, 30 минута), неки узорци показују миграцију бисфенола А која прелази границу националног стандарда.

Остали подаци истраживања: Истраживање комерцијално доступних папирних шољица за сервирање показало је да је стопа детекције бисфенола А 100%, са садржајем у распону од неоткривеног до неколико стотина микрограма по литру.

У неким екстремним случајевима, као што је натапање папирних шољица за сервирање у води без бисфенола А- након сечења на комаде, садржај бисфенола А у раствору за намакање може да достигне 3,12 нг/мл.

Распон издавања под различитим условима употребе:

На основу свеобухватне анализе вишеструких студија, опсег ослобађања бисфенола А папирних чаша за сервирање под различитим условима употребе је следећи:

3.2 Компаративна анализа са међународним стандардима

Различите земље и региони имају различите границе за бисфенол А (БПА) у материјалима за контакт са храном, што одражава различите перцепције здравствених ризика повезаних са БПА:

Поређење стандарда по земљи/региону:

Анализа разлога за стандардне разлике:

• Разлике у процени ризика:Европска агенција за безбедност хране (ЕФСА) ће применити ограничење за БПА 2023. Толерантни дневни унос (ТДИ) за БПА драматично се смањио са 4 уг/кг тм/дан на 0,2 нг/кг т. 

Америчка ФДА, на основу своје најновије безбедносне процене, сматра да је тренутни ниво употребе БПА у контејнерима и амбалажи за храну безбедним и одржава границу од 0,6 мг/кг.

• Разлике у регулаторном фокусу: Кина и ЕУ су више фокусиране на заштиту осетљиве популације као што су новорођенчад и мала деца, па су стога увеле строжа ограничења, или чак потпуне забране производа за бебе и малу децу.

Амерички стандарди су релативно благи, али неке државе, као што је Калифорнија, донеле су строже локалне прописе, као што је захтев да садржај БПА у посудама за течност, храну или пиће за децу млађу од 3 године буде мањи или једнак 0,1 ппб.

• Разлике у методама тестирања: Различите земље могу користити различите методе и услове тестирања, што може утицати на коначно постављање граничних стандарда.

На пример, кинески стандарди захтевају употребу ХПЛЦ или УПЛЦ-МС/МС метода, док неке земље могу да користе друге методе.

3.3 Анализа усклађености папирних чаша за послуживање Производи:

Према подацима узорковања са кинеског тржишта, статус усклађености бисфенола А (БПА) у производима за чаше од папира је следећи:

Национални надзор и резултати провере на лицу места из 2022. показали су да је стопа не-усклађености производа за папирне чаше била 6,9%, што је смањење од 0,2 процентна поена у односу на претходну проверу на лицу места. Међу шест кључних индустријских кластера који су узорковани, провинција Ђангсу имала је највећу стопу не-усклађености од 21,1%, док су Шангај, Џеђијанг и Шандонг имали 0%. Ставке не-усклађености су углавном биле концентрисане на физичке индикаторе као што су крутост чаше и учинак цурења, док је стопа не-усклађености за хемијске индикаторе (укључујући БПА) била релативно ниска.

Треба напоменути да иако је укупна стопа усклађености за хемијске индикаторе висока, неки производи и даље имају превисоке нивое БПА, посебно у условима високе{0}}температуре. Стога би потрошачи и даље требали бити свјесни релевантних ризика када бирају и користе папирне чаше за сервирање.

4. Процена утицаја бисфенола А на људско здравље

4.1 Токсични ефекти и механизми деловања бисфенола А

Као типичан ендокрини дисруптор, бисфенол А има вишеструке ефекте на људско здравље. Студије су показале да бисфенол А (БПА) има структуру сличну естрогену-, што му омогућава да опонаша ефекте природног естрогена у људском телу. Везује се за рецепторе естрогена, чиме омета нормалну функцију ендокриног система.

Механизам ендокриног поремећаја:Молекуларна структура БПА је слична оној естрадиола, естрогена који лучи људско тело. Може да се веже за рецепторе естрогена (ЕР и ЕР), производећи естроген{1}}сличне или анти-естрогене ефекте. Истраживања су открила да БПА такође има анти-активност хормона штитњаче, ометајући нормално везивање тријодтиронина (Т3) за рецепторе тироидних хормона. Штавише, подаци засновани на тестовима репортер гена квасца показују да БПА такође има благу анти-андрогену активност.

Ефекти на репродуктивни систем:Ефекти БПА на репродуктивни систем су једно од најранијих и најтемељније проучаваних области. Експерименти на животињама су показали да чак и при веома малим дозама, БПА може изазвати прерани пубертет код женки, смањен број сперматозоида и повећање простате. Студије на људима показују да БПА може утицати на квалитет женских јајних ћелија, број мушких сперматозоида, па чак и представља потенцијални ризик за развој фетуса.

Ефекти на метаболички систем:Недавне студије су откриле блиску везу између бисфенола А (БПА) и метаболичких болести као што су гојазност и дијабетес. Епидемиолошке студије показују да:

• Скор генетског ризика за дијабетес типа 2 (ГРС) и изложеност БПА међусобно делују у процесу абнормалног метаболизма глукозе. За особе које носе гене осетљивости на дијабетес типа 2, изложеност БПА може бити један од фактора ризика за погоршање метаболизма глукозе.
• Наставне{0}} студије су откриле да су нивои БПА повезани са повећаним ризиком од централне гојазности, а висока изложеност БПА може бити потенцијални фактор ризика за централну гојазност.
• Студије су откриле да су концентрације БПА у људском масном ткиву много веће него у плазми и другим органима, што сугерише да може имати хроничан и упоран ефекат на метаболизам{0}}повезан са липидима.

Ефекти на имуни систем:У својој поновној процени из 2023. године, Европска агенција за безбедност хране (ЕФСА) идентификовала је имуни систем као најосетљивији систем на изложеност БПА. Студије су откриле да БПА има кључни ефекат на Тх17 ћелије миша, које играју кључну улогу у ћелијским имунолошким механизмима и укључене су у развој инфламаторних болести, укључујући аутоимуне болести и упале плућа.

Карциногени ризик:Подаци показују да бисфенол А (БПА) има одређене ембриотоксичне и тератогене ефекте и може значајно повећати ризик од рака јајника, рака простате, леукемије и других карцинома код животиња. Проспективна кохортна студија заснована на Националној анкети о здрављу и исхрани (НХАНЕС) у Сједињеним Државама открила је везу у облику слова У између изложености БПА у урину и смртности од рака, са нижим нивоима БПА (<1.99 ng/ml) associated with a higher risk of cancer mortality.

4.2 Безбедносни прагови и процена изложености

Да би процениле ризике бисфенола А (БПА) по људско здравље, регулаторне агенције у различитим земљама су успоставиле одговарајуће безбедносне прагове:

Еволуција стандарда прихватљивог дневног уноса (АДИ):

• Рани стандарди: Америчка ФДА је првобитно поставила подношљиви дневни унос БПА на 50 уг/кг телесне тежине/дан, што значи да одрасла особа од 60 кг не би требало да узима више од 3 мг БПА дневно.
• Промене у стандардима ЕУ: Европска комисија је подигла стандард на 4 уг/кг телесне тежине/дан 2015. године, и даље га је повећала за 20.000 пута 2023. године, захтевајући да унос БПА не прелази 0,2 нг/кг телесне тежине/дан.
• Кинески стандарди: Кина тренутно користи границу миграције од 0,6 мг/кг, али има строже захтеве за производе за одојчад и малу децу.

Процена нивоа изложености становништва:

На основу мета-анализе више студија, нивои изложености БПА варирају у различитим регионима:

Студије у Кини показују да су нивои изложености БПА у исхрани 95% становника Гуангџоуа, Вухана и Ђинана 0,27, 0,28 и 0,26 уг/кг/дан, респективно, што је све значајно ниже од подношљивог дневног уноса од 50 уг/кг/кг/дан у Сједињеним Државама. Међутим, ови подаци су првенствено засновани на изложености исхрани и не укључују изложеност другим путевима (као што су удисање и контакт са кожом).

Додатна изложеност због папирне чаше за послуживање Употреба:

На основу података из претходних тестова, можемо проценити додатну изложеност БПА услед употребе папирних чаша за сервирање:

Под претпоставком да одрасла особа од 60 кг користи једну папирну шољу за сервирање дневно за држање топлог напитка (250 мл), додатна изложеност под следећим условима је следећа:

Собна температура (25 степени):<0.001 μg/kg bw/day

• 60 степени: 0,0025-0,025 уг/кг тв/дан
• 80 степени: 0,025-0,125 уг/кг тм/дан
• 95 степени: 0,1-1 уг/кг тм/дан

Може се видети да у условима високе{0}}температуре, гутање БПА кроз папирне чаше за сервирање може да чини значајан део укупне изложености.

4.3 Разлике у осетљивости међу различитим популацијама

Постоје значајне разлике у осетљивости на БПА међу различитим популацијама, а најугроженије групе укључују:

• Фетуси и новорођенчад: БПА може прећи плацентну баријеру и утицати на развој фетуса. Што је још важније, семе овог оштећења се посеје већ у феталној фази: бисфенол А (БПА) може да омета експресију кључних гена у развоју панкреаса (као што су Пдк1 и Нгн3), што доводи до смањеног удела ћелија. Чак и ако је шећер у крви нормалан при рођењу, ризик од метаболичког слома у одраслом добу је већ унапред одређен. Студије су такође откриле да изложеност фетуса БПА може довести до доживотних здравствених ефеката, укључујући абнормалности репродуктивног система и неуроразвојне поремећаје.
• деца:Деца су осетљивија на БПА од одраслих, углавном због:

Деца су релативно лакша, што резултира већом концентрацијом БПА у њиховим телима од исте дозе.
Метаболички системи деце нису у потпуности развијени, а њихова способност детоксикације штетних материја је слабија.
Деца су у критичном периоду раста и развоја, што њихов ендокрини систем чини подложнијим поремећајима.

Студије показују да деца имају више могућности да буду изложена БПА на различите начине (укључујући паковање хране, играчке и дневне потрепштине), а њихове карактеристике понашања (као што су гризење и покрети руку{0}}устима) повећавају ризик од излагања.

• труднице:Труднице су још једна група која захтева посебну пажњу. Поред сопственог здравља, труднице се суочавају и са ризиком од излагања фетусу. Студије су показале да изложеност бисфенолу А (БПА) током ране трудноће може довести до астме и других болести код новорођенчади, што негативно утиче на нормалан развој фетуса. Штавише, БПА се може пренети новорођенчади кроз мајчино млеко, настављајући да утиче на њихово здравље.
• Старије особе и особе са ослабљеним имунитетом:Старије особе и они са ослабљеним имунолошким системом имају мању отпорност на загађиваче животне средине као што је БПА због опадања телесних функција. Они са хроничним болестима, посебно, могу бити осетљивији на токсичне ефекте БПА.

4.4 Здравствени ризици од БПА алтернатива

Због здравствених контроверзи око БПА, многи произвођачи су се окренули коришћењу БПА алтернатива. Међутим, све већи број истраживања показује да ове алтернативе нису сасвим безбедне:

Главне алтернативе и њихове карактеристике:

• Бисфенол С (БПС):Као алтернатива треће-генерације, БПС-ова сулфонилна премошћавајућа структура побољшава молекуларни поларитет, подижући температуру стакластог прелаза полисулфонских смола за 30-50 степени.

Међутим, БПС испољава нове карактеристике у својим ендокриним{0}}ефектима ометања: његова активност ометања тироидних хормона-је 1,5 пута већа од БПА и може се апсорбовати кроз кожу; након контакта са термо папиром, апсорпција коже може достићи 1 уг у року од 10 минута.

Најновији токсиколошки подаци Немачке Савезне агенције за животну средину из 2024. показују да БПС има полуживот-у људском телу који се протеже двоструко више од Земљине орбите у поређењу са БПА, што га чини тежим за метаболизам и вероватније да ће се „успоставити“ у плаценти.

• Бисфенол Ф (БПФ):Као алтернатива друге-генерације, БПФ-ова структура за премошћивање метилена смањује стеричне сметње, смањујући вискозитет система епоксидне смоле за 40% и значајно побољшавајући перформансе обраде.

Студије су откриле да је акутна токсичност БПФ-а скоро једнака оној код БПА, док неки експерименти показују да је његова естрогенска активност [недостаје количина] пута већа од БПА. 1/10, али са јачим ефектом на ремећење тироидних хормона-.

Компанија је прешла на бисфенол Ф (БПФ) за производњу премаза за конзерве, а резултати су показали већу естрогенску активност.

Друге алтернативе:

• Бисфенол АФ (БПАФ): 10 пута снажнији у активацији рецептора естрогена (ЕР) од БПА.
• Тетраметилбисфенол Ф (ТМБПФ): Није показао значајну активност ендокриног{0}}ометања и сматра се релативно безбедном алтернативом.

Бисфенол Б (БПБ), бисфенол З (БПЗ) итд.: Безбедност ових једињења се још увек процењује.

Уобичајени проблеми са алтернативама:

Студије су показале да ове алтернативе бисфенолу А имају следеће заједничке проблеме:

• Структурна сличност: Њихове молекуларне структуре су веома сличне БПА, због чега су добили надимак „БПА са другачијим именом“.
• Поремећај ендокриног система: Ин витро експерименти научника су потврдили да ове алтернативе имају сличне, или чак јаче, активационе ефекте на рецепторе естрогена од БПА.
• Регулатори лаг: Зато што се ове алтернативе разматрају... „Нове супстанце“ имају регулаторне празнине у многим земљама у којима стандарди још увек нису пратили корак.

Кумулативни ефекти: Истовремена употреба више алтернатива може произвести кумулативне ефекте, а њихов укупни утицај на здравље је још увек нејасан.

Стога „без БПА-“ не значи „безбедно“ и потрошачи треба да буду опрезнији при избору производа.