المهاجرة الكلية للمواد، والبقايا غير المتطايرة، في الأساس هي نفس الطريقة المحددة من حيث القياس: يتم نقل المواد المهاجرة إلى وعاء خاص، ثم يتم تبخير المذيب، وبعد ذلك يتم تجفيف البقايا حتى يصبح وزنها ثابتًا، ثم يتم وزن البقايا. يتم تصحيح النتائج بناءً على مساحة الاتصال أو وزن العينة. الأساس هو المعيار الوطني لقياس المهاجرة الكلية للمواد التي تتلامس مع الأغذية، ويتم تحديد الحد الأقصى بـ 10 ملغ/dm² و60 ملغ/كجم للأغذية الخاصة بالأطفال. أما المعايير الدولية فهي اللوائح الأوروبية رقم 10/2011، بالإضافة إلى طرق القياس المستخدمة في معيار EN 1186. هناك ثلاثة عوامل يحددها مدى موثوقية النتائج: تصحيح العينات الفارغة، وتحقيق وزن ثابت للوعاء قبل البخور، بالإضافة إلى معيار الوزن الثابت نفسه. يقوم المعيار بتحديد حد أقصى للفرق في الوزن بين وزن العينات في المرة الأولى والمرة الثانية بـ 0.5 ملغ، بينما يعمل نظام LabStone تحت هذا الحد بـ 0.3 ملغ.
أولاً، حجم النقل الكلي، المواد غير المنفوذة، وخسارة الوزن أثناء التجفيف هي ثلاثة أنواع من الأسئلة.
إجابة عن كمية المادة غير المتطايرة التي انتقلت إلى الأغذية: يتم تحويل النتائج إلى وحدات بالجرام لكل قدم مربع من المساحة المصابة. أما بالنسبة للمواد غير المتطايرة والبقايا المتبقية بعد التبخير، فإن الإجابة تُعبر عن كمية هذه البقايا، وتُعبر عنها باستخدام حجم العينة أو وزن العينة. أما بالنسبة لخسارة الوزن الناتجة عن التجفيف، فإن الإجابة تُعبر عن نسبة الماء الذي تم تجفيفه، وبالنسب المئوية. جميع هذه الإجابات تستخدم نفس جهاز القياس ونفس معيار “التجفيف حتى الوصول إلى الوزن المستقر”. الفرق يكمن فقط في طريقة المعالجة الأولية وتحويل النتائج إلى وحدات موحدة.
ثانيًا، كيف يتم تقسيم المعايير إلى مستويات مختلفة: الحدود، القواعد العامة، طرق القياس.
الإطار التنظيمي يتكون من ثلاث طبقات. يحدد القانون الحد الأقصى للانتشار، وهو 10 ملغ لكل سم2، مع حد أقصى قدره 60 ملغ/كجم للأشياء المصنوعة من البلاستيك المستخدمة في صناعة الأطعمة الخاصة بالأطفال، وذلك بالنسبة لكل كيلوغرام من الطعام. كما يحدد القانون طريقة تحديد هذه المعلومات. تحدد القواعد العامة المتعلقة بالمواد التي تتلامس مع الأطعمة شروط الغمر والتحكم في خصائص المواد. توضح المعايير الخاصة بطريقة التحقق من هذه الخصائص الإجراءات الخاصة بالتحليل الكيميائي: نقل السائل المستخدم إلى وعاء مذكور مسبقًا، ثم تبخير السائل في حمام مائي، وبعد ذلك تجفيف السائل حتى يصل إلى وزن ثابت، وأخيرًا إجراء الحسابات اللازمة. أما بالنسبة لتعبئة الأدوية والأجهزة الطبية، فإن الإطار التنظيمي المناسب هو ISO 10993-18:2020.
ثالثًا، عملية الفحص: من السائل المحاكي إلى mg/dm²
الخطوة الأولى: اختيار المادة المستخدمة في التخمير: بالنسبة للأطعمة ذات الحموضة المائية (pH أكبر من 4.5)، يُستخدم الماء المقطر؛ أما بالنسبة للأطعمة الحمضية (pH أقل من أو يساوي 4.5)، فيُستخدم أسيتات بنسبة 4%؛ وبالنسبة للأطعمة الكحولية، يُستخدم الإيثانول بنسبة 10% أو 20%؛ أما بالنسبة للأطعمة الدهنية، فيُستخدم زيت الزيتون؛ وعند الضرورة، يمكن استبدال الإيثانول بإيزوكسيان أو إيثانول بنسبة 95%. يجب اختيار المادة المناسبة وفقًا لأشد المعايير صرامة. الخطوة الثانية: تحديد شروط النقع: بالنسبة للتخزين لفترة طويلة في درجة حرارة الغرفة، يتم تخزينها عند 40 درجة مئوية لمدة 10 أيام؛ أما بالنسبة للاستخدام قصير المدى خلال 24 ساعة، فيتم تخزينها عند 40 درجة مئوية لمدة 24 ساعة؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخزين الأطعمة في حاويات معقمة عند 70 درجة مئوية أو 100 درجة مئوية لمدة ساعتين، أو في فرن معقم عند 121 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، أو تجميدها عند 5 درجات مئوية لمدة 10 أيام. ولا يجب أن تتجاوز درجة حرارة التجميد درجة حرارة تغيير خصائص المادة. نسبة مساحة النقع إلى حجم السائل تكون عادة 6 ديسيمتر مربع لكل لتر، أي أن كل ديسيمتر مربع يتوافق مع 100 مل.
| شروط الاتصال | درجة حرارة ووقت النقع |
|---|---|
| تخزين لفترة طويلة عند درجة حرارة الغرفة | 40 درجة مئوية × 10 أيام |
| تخزين قصير الأمد عند درجة حرارة الغرفة (≤ 24 ساعة) | 40 درجة مئوية × 24 ساعة |
| التبريد | 20 درجة مئوية × 10 أيام |
| التجميد | 5 درجات مئوية × 10 أيام |
| الضغط الحراري / التطهير بالبالستيك | 70 درجة مئوية أو 100 درجة مئوية × 2 ساعات |
| التطهير بالحرارة العالية | 121 درجة مئوية × 1 ساعة |
رابعًا، معيار الوزن الثابت: 0.5 ملغ هو الحد الأدنى المعياري، و0.3 ملغ هو الكمية الإضافية المسموح بها في الحالات الآلية.
الوزن الثابت هو الخطوة الأساسية التي تحدد ما إذا كان النتيجة يمكن الوثوق بها أم لا، وتحدد المعيار هذه الخطوة بشكل دقيق. الإجراء كالتالي: يتم غسل الوعاء المستخدم في عملية التجفيف، ثم تجفيفه لمدة ساعتين في فرن تجفيف ذو درجة حرارة ثابتة تبلغ 100 درجة مئوية ± 5 درجات مئوية. بعد ذلك، يتم تبريد الوعاء لمدة 0.5 ساعة، ثم وزنه مرة أخرى. يتم تكرار هذه العملية حتى يصل الوزن إلى مستوى ثابت. ويُعتبر الوزن الثابت هو الفرق في الكتلة بين وزنين متتاليين لا يتجاوز 0.5 ملغرام. يتم تكرار العملية مرتين؛ مرة لإزالة السائل من الطبق الفارغ، ومرة أخرى لإزالة السائل من الطبق الذي يحتوي على البقايا. يجب أن يلتزم كلا الطبقتين بالحد المسموح به، وهو 0.5 ملغرام. تتوفر متطلبات الأدوات اللازمة في بند المعدات: فرن تجفيف يعمل بتقنية الحرارة الثابتة، بحيث يكون دقيق التحكم في درجة الحرارة ±5 درجات مئوية؛ بالإضافة إلى ميزان تحليلي يمكنه قياس وزن بدرجة دقة 0.1 ملغرام. يجب أن تكون دقة قياس الميزان أفضل من معيار الوزن الثابت، وإلا فإن الفرق البالغ 0.5 ملغرام لن يمكن تمييزه على الإطلاق.
رقم 0.5 ملغ هو عتبة تنظيمية، وليس توصية. لكي يتم الحفاظ على الوزن الثابت، يجب أن يظل الاختبار ضمن نطاق 0.5 ملغ. وإذا تم تخفيض هذا العتبة إلى 1 ملغ، فإن ذلك لا يمكن قبوله وفقًا للمعايير المطلوبة. نظام التحكم الآلي الذي يقيس الوزن باستمرار عند 0.3 ملغ، يوفر هامشًا من التفاوت في الوزن، وهذا مفيد في كلا الاتجاهين. أولاً، عندما يكون دقة وزن الخليط مرتفعًا، فإن هذا النظام يحافظ على الوزن الثابت بشكل موثوق، وبالتالي فإن التغيرات الطفيفة في الوزن لا تؤثر على نتائج الاختبار. ثانيًا، كلما كان الفرق في الوزن أقل، كان الانحراف النظامي في كتلة البقايا أقل، وهذا مهم جدًا عندما يكون الحد الأقصى للانتقال 10 ملغ/سم²، بينما قد يزن البقايا بضع ملليغرامات فقط. كما أن الأتمتة تلغي نوعًا من الأخطاء التي قد تحدث أثناء الوزن اليدوي: فالحمل المتكرر للطبق الساخن بين الفرن والميزان قد يؤدي إلى تأثير الحرارة والرطوبة على نتائج الاختبار.
خامسًا، بند الدقة: كيف يتم نقل الخطأ في الوزن الثابت إلى النتيجة النهائية؟
البند المتعلق بالدقة يربط الخطوة المتعلقة بوزن الثابت مباشرة بالنتيجة المُبلغ عنها، في مستويين مختلفين. عندما لا تتجاوز النتيجة الإجمالية للهجرة 10.0 ملغم/دم² أو 60.0 ملغم/كيلوغرام، فلا يجب أن يتجاوز الفرق بين نتائج التحديد المستقلين التي تم الحصول عليها في ظروف تكرارية، وال mean العددي لها، 1.0 ملغم/دم² أو 6.0 ملغم/كيلوغرام. أما عندما تتجاوز النتيجة 10.0 ملغم/دم² أو 60.0 ملغم/كيلوغرام، فلا يجب أن يتجاوز هذا الفرق 10% من mean العددي. ويجب أن تظل النتائج بعد تطبيق عامل تصحيح متوافق مع الشروط المطلوبة. النقطة التي يجب ملاحظتها هي الفرق بين كل نتيجة و mean، وليس الفرق المطلق بين التقديرين المتطابقين. الفرق المطلق يكون ضعف الفرق الناتج عن التقديرات المتطابقة. كما أن المختبرات التي تقوم بفحص دقة أدواتها تخلط عادةً بين هذين الأمرين. الكلمة توضح أيضًا سبب استخدام معيار الوزن الثابت عند قيمة 0.5 ملغم/سم مربع: فحول الـ 10 ملغم/سم مربع، يُسمح فقط بوجود فرق قدره 1.0 ملغم/سم مربع، لذا فإن كل زيادة قدرها 0.5 ملغم في عدم الدقة تؤدي إلى استهلاك نصف الميزانية المستخدمة في التحقق من دقة الأدوات.
السادس: زيت الزيتون لا يتبع طريقة التبخير الثابتة: الجزء الثاني يتضمن مجموعة أخرى من المبادئ.
الطريقة القياسية تتكون من جزأين. الجزء الأول يتعلق بالمواد المائية المستخدمة كبدائل للأطعمة، بالإضافة إلى المذيبات الكيميائية مثل الن-hexane، والiso-octane، والإيثانول بتركيز 95%، والن-heptane. في هذا الجزء، يتم استخدام طريقة التبخر والبقايا المتبقية بعد ذلك. أما الجزء الثاني فيتعلق بزيت الزيتون، ويتم استخدام طريقة تقليل وزن العينة. حيث يتم حساب وزن العينة قبل إجراء الاختبار، ثم خصم وزن العينة بعد غمرها في زيت الزيتون، وبذلك نحصل على وزن المواد غير المتطايرة التي انتقلت إلى سطح العينة. الوزن الصافي هو وزن العينة بعد خروجها من زيت الزيتون، مع خصم وزن زيت الزيتون الذي تم امتصاصه من قبل العينة، بالإضافة إلى وزن المواد المتطايرة. يتم استخلاص زيت الزيتون الممتص في جهاز Soxhlet، ثم يتم تحويله إلى استرات الدهون باستخدام الطرق الكيميائية المناسبة، ويتم قياس هذه الاسترات باستخدام طريقة الكروماتوغرافيا الغازية مع استخدام معيار داخلي. هذه الطريقة تتطلب استخدام جهاز Soxhlet، وأجهزة لتحويل الزيت إلى استرات، بالإضافة إلى كروماتوغرافيا غازية ومواد معيارية داخلية. لذلك، يجب أن يكون هناك اختبارات منفصلة لكل نوع من المواد المائية والمذيبات الكيميائية. يجب أن تكون هناك اختبارات منفصلة لكل نوع من المواد المائية والمذيبات الكيميائية.
سبعة، استخراج من ثلاثي كلوروميثان: تحديد معايير إعادة الفحص بعد تجاوز الحدود المسموح بها لبلاستيك الأسمنت
تُطبق عملية استخلاص الكلوروفورم على المواد التي تتلامس مع الأطعمة، والمنتجات التي تتطلب هذا الإجراء وفقًا لمعايير الجودة: يتم إضافة 20 مل من الكلوروفورم إلى البقايا التي تم الحصول عليها في الخطوة الأولى، ثم يتم تصفية الخليط. يُجمع السائل الناتج في وعاء خاص، ويتم وزن البقايا بعد التبخير. تُطبق قواعد الجودة على هذه العملية: بالنسبة للمواد البلاستيكية المصنوعة من النشا، أو المنتجات التي يحتوي نشاها على 40% أو أكثر، إذا تجاوزت القيمة الإجمالية للنشا الحد المسموح به، فيتم استخدام نفس الطريقة لتحديد كمية الكلوروفورم المستخلصة، ويتم استخدام هذه الكمية لحساب النتائج. من الناحية الميكانيكية، فإن ذلك يفصل بين انسياب النشا وانسياب المواد العضوية الضارة؛ فذوبان النشا بشكل منفصل قد يزيد من القيمة الإجمالية للنشا دون أن يشكل خطرًا. لذلك، لا يعتبر تجاوز الحد المسموح به نجاحًا، بل يُعد فرصة للتحقق من صحة النتائج مرة أخرى. يتم إجراء الاختبار العادي وفقًا للخطوات 5.1، 5.2، و5.3، لتحديد بقايا محلول الغمر العادي، وبقايا الكلوروفورم.
ثمانية، الأربع مراحل التي يسهل ارتكاب الأخطاء فيها
الأول هو إسقاط خصم الأجزاء الفارغة، حيث يتم احتساب بقايا التبخر الخاصة بالسائل المُستخدم في المحاكاة ضمن كمية الانتقال؛ الثاني هو عدم تحديد وزن القصدير مسبقًا، مما يؤدي إلى تحول الانحرافات في الأساس إلى أخطاء نظامية؛ الثالث هو عدم توافق نسبة مساحة النقع إلى الحجم مع المعايير المطلوبة، مما يجعل النتائج غير قابلة للمقارنة مع تقارير الآخرين؛ الرابع هو تخفيف معايير تحديد الوزن المستقر – المعيار المطلوب هو 0.5 ملغرام، وجهاز تحديد الوزن الأوتوماتيكي الذي يعمل بناءً على فرق وزن 0.3 ملغرام يعطي دقة أعلى وفي نفس الوقت يقلل من الحاجة إلى عمليات تكرارية داخل صندوق التجفيف. الخطأ الخامس الشائع هو استخدام جهاز تحديد الوزن للأطعمة الدهنية أيضًا: طريقة زيت الزيتون تنتمي إلى الجزء الثاني من المعايير، وهي طريقة تقليل الكتلة مع استخدام الكروماتوغرافيا الغازية، وليست طريقة تبخير في حمام مائي.
تسعة، ما هي المهام التي يمكن لأداة الوزن الثابت نفسها أن تُستخدم في إجراء الفحوصات الخاصة بها؟
جهاز LabStone ERT-C لقياس الترسيب الكلي والمركبات غير المتطايرة، يستخدم حمام مائي بدرجة حرارة ثابتة تبلغ 105 درجات مئوية لتحقيق عملية التبخر والتجفيف. يسمح الجهاز بقياس الترسيب الكلي للمنتجات التي تتلامس مع الطعام، بالإضافة إلى المركبات غير المتطايرة والمواد القابلة للتبخر في عبوات الأدوية، وكذلك الرطوبة والكتل الصلبة الإجمالية في الطعام، والملح الإجمالي وترسيب المركبات بعد التبخر، بالإضافة إلى المركبات غير المتطايرة في المياه المستخدمة في الاستخدامات الصيدلانية. أما الخطوة المتعلقة بتحليل الزيت الزيتوني في الجزء الثاني من معيار الطريقة، فلا تشمل ذلك ضمن نطاق استخدام هذا الجهاز.
التعريفات المذكورة في المعيار
تنص معايير طريقة تحديد النتائج على تحديد الطريقة المستخدمة لتحديد مستوى الانتشار الكلي للمواد والأجهزة التي تتلامس مع الأطعمة. وتشمل هذه المعايير أيضًا قيودًا على مستوى الانتشار، وهي 10 ملغم لكل ديسيمتر مربع. وتشير المعايير الدولية المناسبة إلى أن المواد القابلة للانتشار هي “الكميات الكيميائية التي قد تخرج من الجهاز الطبي أو مواد تصنيعه تحت ظروف الاستخدام الإكلينيكي”، أما المواد القابلة للتخلجس فهي “الكميات الكيميائية التي تخرج من الجهاز الطبي تحت ظروف استخدامه الإكلينيكي”. وتأتي التعريفات الدولية المناسبة من معيار ISO 10993-18:2020.
المراجع/المصادر
- اللوائح رقم 10/2011 – المواد البلاستيكية والمنتجات المصنوعة من البلاستيك، والتي يُفترض أن تكون في تواصل مباشر مع الأطعمة.
- سلسلة EN 1186 – تحديد مستوى الانتقال الكلي إلى المواد المشابهة للأطعمة.
- ISO 10993-18:2020 – الخصائص الكيميائية لمواد الأجهزة الطبية، في إطار عملية إدارة المخاطر.
- USP <921> – جودة المياه المستخدمة في الصناعة الدوائية
- ISO 759 – جودة المياه: تحديد البقايا المتبقية بعد التبخير باستخدام طريقة القياس الجاذبية.
جهاز قياس الكمية الإجمالية للانتقالات والمواد غير المتطايرة من سلسلة LabStone ERT-C يستخدم حوض ماء بدرجة حرارة ثابتة عند 105 درجات مئوية، مع إجراءات التبخير الأوتوماتيكية، والتجفيف بالحرارة، والتبريد، وقياس الوزن بدقة. يقل الفرق في الوزن عن 0.3 ملغ، ويمكن استخدام الجهاز نفسه لإجراء فحوصات متعددة مثل كمية الانتقالات الإجمالية للمواد الملامسة للأغذية، البقايا المتبخرة، المواد غير المتطايرة والمواد الناتجة عن عملية الاستخلاص من المواد الصيدلانية، نسبة الرطوبة في الأغذية وفقدان الوزن أثناء التجفيف، وبقايا الماء المتبخرة. التصميم المتعدد الحجرات يسمح بمعالجة العينات بشكل متوازي، مما يمنع الحاجة إلى نقل العينات بين غرفة التجفيف والوزن بشكل متكرر.
