Bagaimana cara mengukur jumlah migrasi total dan sisa-sisa

Secara prinsip, metode migrasi total (Overall Migration Method/OML) dan residu non-volatil (residu setelah penguapan) merupakan metode yang sama. Bahan-bahan yang telah dimigrasikan ditransfer ke dalam wadah khusus. Kemudian, pelarutnya dikeringkan, dan residunya dikeringkan hingga beratnya konstan. Setelah itu, residu tersebut diberatkan kembali, dan hasilnya disesuaikan dengan luas permukaan kontak atau massa sampel. Metode ini didasarkan pada standar nasional untuk penentuan migrasi total bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan. Standar ini juga mencakup regulasi internasional, yaitu Regulation (EU) No 10/2011, serta metode gravimetri yang tercantum dalam EN 1186 series. Ada tiga faktor yang menentukan apakah hasil pengukuran dapat dipercaya: koreksi terhadap efek “blank”, yaitu proses memastikan bahwa wadah tempat pengukuran memiliki berat yang konstan sebelum dilakukan pengukuran; serta kriteria berat yang konstan tersebut. Standar metode ini menetapkan batas sebesar 0,5 mg pada perbedaan berat antara dua pengukuran berturut-turut. Sistem LabStone mampu menghasilkan hasil yang kurang dari 0,3 mg.

1. Jumlah total yang dipindahkan, zat yang tidak menguap, dan penurunan berat setelah dikeringkan merupakan tiga hal yang perlu diperhatikan.

Jawaban mengenai total jumlah materi non-volatil yang berpindah ke dalam makanan adalah dalam satuan mg/dm², setelah dikonversi sesuai dengan luas kontaknya. Sedangkan jawaban mengenai jumlah sisa materi non-volatil dan sisa uap adalah dalam satuan tertentu, yang ditentukan berdasarkan volume cairan yang diambil atau massa sampel tersebut. Jawaban mengenai kerugian berat setelah pengeringan adalah dalam persentase, yaitu persentase air yang hilang akibat proses pengeringan. Ketiga jawaban ini menggunakan alat pengukur berat yang sama dan kriteria “pengeringan hingga berat konstan” yang sama, perbedaannya hanya terletak pada cara pendekatan dan konversi data saja.

II. Bagaimana standar dibagi ke dalam tingkatan-tingkatan tertentu: batasan-batasan, aturan-aturan umum, metode pengukuran

Kerangka ini memiliki tiga lapisan. Aturan-aturan yang ditetapkan menetapkan batasan-batasan tertentu: total migrasi tidak boleh melebihi 10 mg/dm². Batas maksimum untuk bahan plastik dan barang-barang yang digunakan dalam pembuatan makanan bayi adalah 60 mg/kg, per kilogram makanan. Aturan-aturan tersebut juga menjelaskan metode penentuan nilai-nilai tersebut. Aturan umum untuk bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan menetapkan simulans makanan yang digunakan serta kondisi pencucian bahan-bahan tersebut. Standar metode penentuan nilai-nilai tersebut menyatakan bahwa prosedur penentuan dilakukan secara bertahap: cairan pencuci dialirkan ke dalam wadah yang telah diketahui beratnya, kemudian cairan tersebut dikeringkan menggunakan air panas hingga beratnya tetap konstan. Untuk kemasan obat dan peralatan medis, kerangka karakterisasi kimia yang digunakan adalah ISO 10993-18:2020.

III. Proses pemeriksaan: Dari cairan simulasi hingga mg/dm²

Langkah pertama: Pilih bahan simulasi yang sesuai. Untuk makanan berbasis air (pH lebih dari 4,5), gunakan air suling. Untuk makanan asam (pH kurang dari atau sama dengan 4,5), gunakan asam asetat sebanyak 4%. Untuk makanan berbasis alkohol, gunakan etanol sebanyak 10% atau 20%. Untuk makanan berbasis lemak, gunakan minyak zaitun. Jika perlu, gunakan isooktana atau etanol sebanyak 95% sebagai pengganti; pilihlah bahan simulasi sesuai prinsip yang paling ketat. Langkah kedua: Menentukan kondisi perendaman. Untuk penyimpanan jangka panjang pada suhu ruangan, perendamkan makanan pada suhu 40°C selama 10 hari. Untuk kontak jangka pendek, perendamkan makanan pada suhu 40°C selama 24 jam. Untuk proses penyimpanan atau pasteurisasi, perendamkan makanan pada suhu 70°C atau 100°C selama 2 jam. Untuk proses sterilisasi tinggi, perendamkan makanan pada suhu 121°C selama 1 jam. Untuk penyimpanan dalam kondisi beku, perendamkan makanan pada suhu 5°C selama 10 hari. Pastikan bahwa suhu perendaman tidak melebihi suhu deformasi termal bahan tersebut. Rasio luas area perendaman terhadap volume cairan umumnya adalah 6 dm²:1 L, artinya 1 dm² mencakup 100 mL cairan.

IV. Kriteria berat tetap: 0,5 mg merupakan ambang batas standar, sedangkan 0,3 mg merupakan jumlah tambahan yang dapat ditentukan secara otomatis.

Berat yang konstan merupakan faktor penting yang menentukan apakah hasil pengukuran tersebut dapat dipercaya atau tidak. Standar yang digunakan untuk mengukur berat tersebut sangat ketat. Prosedurnya adalah sebagai berikut: cuci dan tiriskan wadah tempat penyimpanan bahan tersebut, kemudian keringkan wadah tersebut selama 2 jam di dalam oven pengering dengan suhu 100 °C ± 5 °C. Setelah itu, biarkan wadah tersebut dingin selama 0,5 jam, lalu ukurlah beratnya. Proses pengeringan, pendinginan, dan pengukuran berat dilakukan berulang-ulang hingga mencapai berat yang konstan. Berat yang konstan ditentukan sebagai perbedaan berat antara dua kali pengukuran yang tidak melebihi 0,5 mg. Proses ini dilakukan dua kali: sekali untuk wadah yang kosong, dan sekali lagi untuk wadah yang berisi sisa-sisa zat tersebut. Kedua proses tersebut harus memenuhi batas 0,5 mg. Persyaratan peralatan yang diperlukan dapat dilihat pada bagian peralatan yang relevan: oven pengering dengan suhu konstan, dengan akurasi pengendalian suhu sekitar ±5 °C; serta timbangan analitik dengan akurasi pengukuran sekitar 0,1 mg. Akurasi pengukuran timbangan tersebut harus lebih baik daripada kriteria pengukuran berat tetap. Jika tidak, maka perbedaan sebesar 0,5 mg tidak akan dapat diketahui.

Angka 0,5 mg merupakan ambang batas regulasi, bukan rekomendasi. Untuk memastikan bahwa berat benda tetap konstan, laboratorium harus mematuhi ambang batas tersebut. Mengurangi ambang batas tersebut menjadi 1 mg tidaklah masuk akal menurut standar yang berlaku. Sistem pengukuran berat yang otomatis, yang menggunakan ambang batas 0,3 mg, memberikan jarak yang cukup untuk mempertahankan kestabilan hasil pengukuran. Pertama, ketika keandalan hasil pengukuran tinggi, ambang batas tersebut masih dapat dipenuhi dengan baik. Jadi, fluktuasi sebesar 0,4 mg tidak akan mengganggu proses pengukuran. Kedua, semakin kecil perbedaan berat benda yang diukur, semakin kecil pula bias sistemik dalam penentuan berat residu. Hal ini sangat penting, terutama ketika batas migrasi total adalah 10 mg/dm², sedangkan berat residu sendiri hanya beberapa miligram saja. Automasi juga menghilangkan kemungkinan kesalahan yang bisa terjadi saat pengukuran manual. Misalnya, membawa wadah panas dari oven ke alat pengering dan balancer secara berulang-ulang dapat menyebabkan efek panas atau kelembapan yang mempengaruhi hasil pengukuran.

V. Ketentuan ketepatan: Bagaimana kesalahan dalam penentuan berat tetap mempengaruhi hasil akhirnya?

Klausul ketepatan ini menghubungkan langkah penentuan berat konstan tersebut langsung dengan hasil yang dilaporkan. Ketika hasil migrasi secara keseluruhan tidak melebihi 10,0 mg/dm² atau 60,0 mg/kg, perbedaan antara dua hasil penentuan yang diperoleh dalam kondisi yang seragam tidak boleh melebihi 1,0 mg/dm² atau 6,0 mg/kg. Jika hasilnya melebihi 10,0 mg/dm² atau 60,0 mg/kg, maka perbedaan tersebut tidak boleh melebihi 10% dari rata-rata aritmetiknya. Hasil yang diperoleh setelah diterapkannya faktor koreksi tetap harus memenuhi persyaratan yang ditetapkan. Yang perlu diperhatikan adalah perbedaan antara setiap hasil pengukuran dan nilai rata-ratanya. Bukan perbedaan absolut antara kedua hasil pengukuran tersebut. Perbedaan absolutnya dua kali lipat dari perbedaan yang sebenarnya. Laboratorium-laboratorium yang memeriksa ketepatan pengukuran mereka secara rutin menyimpang dari prinsip ini. Klausul tersebut juga menjelaskan mengapa standar tersebut menggunakan kriteria berat konstan sebesar 0,5 mg. Di batas 10 mg/dm², hanya diperbolehkan penyimpangan sebesar 1,0 mg/dm² saja. Jadi, setiap penyimpangan tambahan sebesar 0,5 mg akan menghabiskan setengah dari anggaran yang digunakan untuk pengukuran tersebut.

Enam, Minyak Zaitun tidak menggunakan metode penentuan berat melalui penguapan: Bagian kedua merupakan prinsip yang berbeda.

Metode standar ini terdiri dari dua bagian. Bagian pertama mencakup sampel makanan yang berbentuk cairan dan pelarut pengganti kimia seperti n-heksana, isooktana, etanol 95%, dan n-heptana. Metode yang digunakan adalah metode penguapan dan penentuan sisa zat yang tersisa setelah proses tersebut. Bagian kedua mencakup minyak zaitun. Metode yang digunakan di sini adalah metode pengurangan massa sampel sebelum proses migrasi, dikurangi dengan massa sampel setelah dimasukkan ke dalam minyak zaitun. Hasilnya merupakan massa zat tak volatil yang telah berpindah posisi akibat proses migrasi. Massa bersih merupakan massa sampel setelah dikeluarkan dari minyak zaitun, dikurangi dengan massa minyak zaitun yang diserap oleh sampel, lalu ditambahkan dengan massa zat volatil. Minyak zaitun yang diserap dapat diekstrak menggunakan alat Soxhlet extractor, kemudian disaponifikasi dan dimetilasi menjadi ester asam lemak. Proses ini dilanjutkan dengan penggunaan gas chromatografi bersama dengan bahan standar internal. Metode ini membutuhkan alat Soxhlet extractor, peralatan untuk proses saponifikasi dan metilasi, serta gas chromatograph dan bahan standar internal. Metode ini tidak dapat dilakukan menggunakan alat uji berat konstan pada suhu 105°C. Perencanaan laboratorium perlu memperhatikan hal ini: satu alat uji berat konstan digunakan untuk setiap sampel berupa cairan atau pelarut pengganti kimia dalam bagian pertama, sedangkan sampel makanan yang menggunakan metode minyak zaitun memerlukan alat ekstraksi khusus dan fasilitas gas chromatografi yang sesuai.

7. Ekstraksi menggunakan trimetilalkohol: Penilaian ulang setelah batas limitasi untuk plastik berbasis pati dilampaui

Prosedur ekstraksi menggunakan kloroform berlaku untuk bahan dan barang yang bersentuhan dengan makanan, serta produk yang memerlukan pengukuran ini sesuai dengan standar produk tersebut. 20 mL kloroform ditambahkan ke dalam sisa bahan yang diperoleh pada tahap gravimetri, sehingga sisa bahan tersebut menjadi basah. Campuran tersebut kemudian disaring, dan filtratnya dikumpulkan ke dalam wadah yang telah dibuat agar beratnya konstan setelah proses penguapan. Sisa bahan tersebut kemudian ditambahkan lagi 20 mL kloroform setiap kali proses ekstraksi dilakukan. Kertas saring dicuci dengan sedikit kloroform, dan cairan hasil pencucian tersebut ditambahkan ke dalam filtrat yang sudah terkumpul. Setelah proses penguapan selesai, berat sisa bahan tersebut diukur kembali. Aturan pengelolaan produk memungkinkan adanya pengecekan ulang jika nilai migrasi total yang diukur melebihi batas yang ditetapkan. Dalam hal ini, proses ekstraksi menggunakan kloroform dilakukan sesuai dengan standar yang berlaku. Proses ini bertujuan untuk memisahkan zat-zat organik yang berpotensi berbahaya dari zat pati yang larut dalam kloroform. Jika nilai migrasi total melebihi batas yang ditentukan, maka proses ekstraksi menggunakan kloroform perlu dilakukan lagi. Tes kosong juga dilakukan sesuai dengan prosedur yang sama, yaitu 5.1, 5.2, dan 5.3, untuk mengetahui jumlah sisa bahan pada solusi kosong dan ekstrak kloroform yang digunakan dalam proses ekstraksi.

8. Empat hal yang paling mudah menimbulkan kesalahan

Pertama, terjadi kelalaian dalam penghitungan pengurangan berupa kehilangan zat yang tidak terhitung; sisa uap dari cairan yang digunakan dalam simulasi dihitung sebagai bagian dari jumlah migrasi. Kedua, wadah penguapan tidak memiliki berat tetap sebelumnya, sehingga penyimpangan garis dasar menjadi kesalahan sistem. Ketiga, rasio luas area perendaman dengan volume tidak sesuai dengan standar yang ditetapkan, sehingga hasilnya tidak dapat dibandingkan dengan laporan orang lain. Keempat, kriteria penentuan berat tetap diperluas—batasan standar adalah 0,5 mg, sedangkan alat pengukur berat tetap dengan perbedaan 0,3 mg memberikan hasil yang lebih stabil, sekaligus menghilangkan kebutuhan untuk melakukan proses pengeringan secara manual berulang-ulang. Kelima, salah faham umum adalah membiarkan makanan berlemak juga diukur menggunakan alat pengukur berat tetap: metode minyak zaitun termasuk dalam bagian kedua standar tersebut, yaitu metode pengurangan massa ditambah dengan kromatografi gas, bukan metode penguapan dalam air.

9. Peralatan pengukur berat yang sama dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai jenis item apa saja?

Alat LabStone ERT-C untuk mengukur migrasi total dan residu non-volatil memiliki sistem suhu konstan sebesar 105°C, yang digunakan untuk proses penguapan dan pengeringan. Alat ini mampu mengukur migrasi total serta residu hasil penguapan pada bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan, zat non-volatil, serta zat yang dapat terlepas dari bahan tersebut dalam proses pengemasan farmasi. Alat ini juga dapat mengukur kadar kelembapan, jumlah zat padat total, kadar garam total, serta residu hasil penguapan air. Zat non-volatil yang diukur oleh alat ini mencakup zat non-volatil yang digunakan dalam proses pemurnian air untuk keperluan injeksi. Pembahasan mengenai zat-zat tertentu dalam metode standar ini tidak termasuk dalam cakupan alat ini. Contohnya, proses pengolahan minyak zaitun yang disebutkan dalam Bagian 2 dari standar metode ini, beserta langkah analisis menggunakan kromatografi gas, tidak termasuk dalam cakupan alat ini.

Definisi dalam standar tersebut

Standar metode penentuan kadar migrasi tersebut menyatakan bahwa metode ini digunakan untuk menentukan kadar migrasi total dari bahan-bahan dan produk yang bersentuhan dengan makanan. Produk-produk yang diatur oleh standar ini termasuk dalam kategori indikator fisiko-kimia umum, dengan batas kadar migrasi sebesar 10 mg/dm². Definisi internasional yang relevan berasal dari ISO 10993-18:2020. Extractables merupakan “estimasi potensi perangkat medis atau bahan-bahannya untuk membebaskan zat kimia tertentu dalam kondisi penggunaan klinis”. Sedangkan leachables merupakan “ukuran jumlah zat kimia yang dilepaskan dari perangkat medis dalam kondisi penggunaan klinisnya”.

Sumber referensi

• Peraturan (EU) No. 10/2011 – Bahan dan barang plastik yang dimaksudkan untuk bersentuhan dengan makanan
• Seri EN 1186 – Penentuan kadar migrasi secara keseluruhan ke dalam bahan makanan simulans
• ISO 10993-18:2020 – Karakterisasi kimia bahan-bahan yang digunakan dalam perangkat medis, dalam proses manajemen risiko.
• USP <921> – Kualitas air untuk keperluan penggunaan dalam bidang farmasi
• ISO 759 – Kualitas air: Penentuan sisa-sisa zat yang tertinggal setelah proses penguapan menggunakan metode gravimetri.

Alat pengukur total migrasi dan berat non-volatil seri LabStone ERT-C menggunakan wadah air suhu konstan pada suhu 105°C. Alat ini dilengkapi dengan proses penguapan otomatis, pengeringan dengan pemanasan, pendinginan, serta penimbangan yang presisi. Selisih berat yang dihasilkan kurang dari 0,3 mg. Alat ini dapat digunakan untuk melakukan berbagai jenis pengujian berat, seperti total migrasi bahan yang bersentuhan dengan makanan, sisa penguapan, zat non-volatil dan zat ekstraksi dari bahan pelindung, kelembapan makanan dan kerugian berat akibat pengeringan, serta sisa penguapan air. Desain multi-chamber yang independen memungkinkan sampel dalam beberapa batch dapat diproses secara paralel, sehingga menghindari perluasan pekerjaan manual antara oven pengering dan timbangan.