Secara umumnya, kaedah migrasi keseluruhan dan sisa yang tidak mudah menguap merupakan kaedah yang sama. Bahan-bahan yang telah berubah bentuk akan dipindahkan ke dalam bekas khas. Solventnya akan dikondensasi, manakala sisa tersebut akan dikeringkan sehingga mencapai berat yang tetap. Berat tersebut kemudian akan diukur semula. Hasil pengukuran ini akan disesuaikan menggunakan luas permukaan atau jisim sampel. Kaedah ini merupakan standard nasional untuk penentuan migrasi keseluruhan bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan. Standard ini juga disertai dengan peraturan antarabangsa yang menetapkan had sebanyak 10 mg/dm² dan 60 mg/kg untuk bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan bayi. Antara standard antarabangsa yang digunakan ialah Peraturan EU No 10/2011 dan kaedah gravimetri yang ditetapkan dalam EN 1186 series. Terdapat tiga faktor yang menentukan kebolehpercayaan hasil pengukuran ini: pembetulan untuk mengurangkan kesilapan akibat penguapan, serta kriteria berat yang tetap. Standard kaedah ini menetapkan had sebanyak 0.5 mg pada perbezaan berat antara dua pengukuran yang dilakukan secara berturut-turut. Sistem LabStone pula mempunyai kadar kesilapan yang lebih rendah, iaitu kurang daripada 0.3 mg.
Jumlah migrasi keseluruhan, sisa yang tidak boleh hilang dengan mudah, dan kehilangan bahan semasa proses pengeringan merupakan tiga cara untuk mengukur keadaan tersebut.
Jumlah migrasi total menunjukkan berapa banyak bahan tidak volatil yang telah berpindah ke dalam makanan tersebut. Nilai ini diberikan dalam unit mg/dm². Bahan sisa yang tidak volatil dan bahan sisa akibat penguapan pula menunjukkan jumlah sisa yang ada, dinyatakan sebagai per unit isipadu larutan ujian atau per unit jisim sampel. Peratusan kehilangan berat semasa proses kering pula menunjukkan peratusan jisim yang hilang akibat kelembapan. Ketiga-tiga kaedah ini menggunakan alat pengukuran berat yang sama, serta kriteria “kering hingga berat tetap” yang sama. Perbezaannya hanya terletak pada cara penyediaan sampel dan cara nilai yang diperoleh disesuaikan.
Bagaimanakah standard-standard tersebut disusun secara berlapis-lapis: batasan-batasan, peraturan-peraturan umum, kaedah-kaedah yang digunakan.
Bingkai ini mempunyai tiga lapisan. Peraturan-peraturan yang ditetapkan menetapkan had tertentu: sebanyak 10 mg/dm² untuk jumlah migrasi secara keseluruhan. Had yang lebih tinggi ialah 60 mg/kg untuk bahan plastik yang digunakan dalam penghasilan makanan untuk bayi. Peraturan-peraturan ini juga menetapkan cara pengukuran yang perlu digunakan. Peraturan umum berkaitan dengan bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan menetapkan jenis makanan yang digunakan sebagai simulan, serta syarat-syarat penggunaan bahan tersebut. Prosedur pengukuran yang digunakan adalah berdasarkan kaedah gravimetrik: cecair yang digunakan disalurkan ke dalam bekas yang telah diberi berat sebelumnya, kemudian cecair tersebut dikeringkan menggunakan air panas sehingga beratnya menjadi tetap. Untuk pembungkusan ubat-ubatan dan peranti perubatan pula, rangka kerja penilaian kimia yang digunakan adalah ISO 10993-18:2020.
III. Proses Pemeriksaan: Dari cecair simulasi hingga mg/dm²
Langkah pertama: Pilih bahan yang sesuai untuk proses perendaman. Untuk makanan berbasis air (pH lebih dari 4.5), gunakan air suling. Untuk makanan yang bersifat asam (pH kurang dari atau sama dengan 4.5), gunakan 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 yang paling sesuai dengan kondisi yang dihadapi. Langkah kedua: Tetapkan kondisi perendaman. Untuk penyimpanan jangka panjang pada suhu ruangan, lakukan perendaman pada suhu 40°C selama 10 hari. Untuk kontak singkat dalam waktu 24 jam, lakukan perendaman pada suhu 40°C selama 24 jam. Untuk proses pengisian kemasan panas atau pasteurisasi, lakukan perendaman pada suhu 70°C atau 100°C selama 2 jam. Untuk proses pasteurisasi pada suhu tinggi, lakukan perendaman pada suhu 121°C selama 1 jam. Untuk proses pembekuan, lakukan perendaman pada suhu 5°C selama 10 hari. Pastikan suhu perendaman tidak melebihi suhu deformasi material tersebut. Rasio luas area perendaman terhadap volume cairan umumnya adalah 6 dm²:1 L, yaitu 1 dm² sesuai dengan 100 mL cairan.
Keadaan kontak: Suhu dan masa pengisian cecair tersebut. Penyimpanan jangka panjang di dalam bilik: 40°C × 10 hari. Penyimpanan jangka pendek (≤ 24 jam): 40°C × 24 jam. Penyimpanan dalam peti sejuk: 20°C × 10 hari. Penyimpanan dalam keadaan beku: 5°C × 10 hari. Proses pengisian atau pasteurisasi: 70°C atau 100°C × 2 jam. Proses sterilisasi pada suhu tinggi: 121°C × 1 jam. Langkah ketiga: Pindahkan dan menguapkan cecair tersebut. 200 mL cecair tersebut dipindahkan ke dalam bekas yang telah dikeringkan sehingga beratnya tetap sama. Jika bekas tersebut tidak dapat menampung lebih dari 200 mL, maka cecair tersebut dibahagikan kepada beberapa bahagian. Cecair tersebut diuapkan pada suhu yang tidak melebihi 10°C daripada titik didih cecair tersebut. Titisan yang terdapat pada permukaan bekas perlu dibersihkan menggunakan kertas yang tidak menyerap haba. Tidak boleh ada serat kertas yang tertinggal pada permukaan bekas. Langkah keempat: Keringkan bekas tersebut. Bekas tersebut dimasukkan ke dalam oven yang mempunyai suhu tetap sebanyak 100°C ± 5°C untuk masa 2 jam. Selepas itu, bekas tersebut disejukkan selama 0.5 jam dalam alat penyedut haba. Berat bekas tersebut kemudian diukur semula. Proses ini dilakukan berulang-ulang sehingga perbezaan berat antara dua kali pengukuran tidak melebihi 0.5 mg. Langkah kelima: Mengira jumlah sisa yang tinggal. Jisim sisa tersebut merupakan berat bekas yang masih mempunyai sisa tersebut, dikurangkan dengan berat bekas kosong. Jumlah migrasi secara keseluruhan pula merupakan jumlah sisa tersebut dibahagikan dengan luas permukaan bekas tersebut. Ujian kosong juga perlu dilakukan untuk menghilangkan bahan-bahan yang tidak volatil yang mungkin terdapat dalam sampel tersebut.
Kriteria berat yang tetap: 0.5 mg merupakan ambang pengawalan, manakala 0.3 mg pula merupakan margin automasi.
Berat yang konsisten merupakan faktor penting yang menentukan sama ada hasil pengukuran tersebut boleh dipercayai atau tidak. Standard yang digunakan untuk mengukur berat ini sangat ketat. Prosedurnya adalah seperti berikut: cuci dan buang air dari bekas penyimpanan tersebut, kemudian keringkan bekas tersebut selama 2 jam di dalam oven pengering dengan suhu 100°C ± 5°C. Selepas itu, biarkan bekas tersebut sejuk selama 0.5 jam, lalu ukur beratnya sekali lagi. Proses pengeringan, pembekuan, dan pengukuran berulang-ulang dilakukan sehingga berat yang konsisten dicapai. Berat yang konsisten ditakrifkan sebagai perbezaan berat antara dua pengukuran berturut-turut yang tidak melebihi 0.5 mg. Proses ini dilakukan dua kali – sekali untuk bekas yang kosong, dan sekali lagi untuk bekas yang mengandungi sisa-sisa bahan tersebut. Kedua-dua proses ini mesti memenuhi had sebanyak 0.5 mg. Keperluan peralatan yang diperlukan dinyatakan dalam bahagian peralatan: oven pengeringan dengan suhu tetap, dengan ketepatan kawalan suhu sebanyak ±5 °C; serta timbangan analitik yang mempunyai ketepatan bacaan sebanyak 0.1 mg. Ketepatan bacaan timbangan tersebut harus lebih baik daripada kriteria berat tetap tersebut. Jika tidak, perbezaan sebanyak 0.5 mg tidak dapat dikesan sama sekali.
Angka 0.5 mg merupakan ambang yang ditetapkan oleh peraturan, bukan cadangan untuk penggunaan sistem penimbangan yang stabil. Untuk memastikan berat yang diukur tetap stabil, sistem tersebut perlu berada dalam lingkungan 0.5 mg. Mengurangkan ambang tersebut kepada 1 mg tidak boleh diterima mengikut standard yang ditetapkan. Sistem penimbangan automatik yang menggunakan ambang 0.3 mg memberikan ruang yang cukup untuk variasi berat yang berlaku dalam kedua-dua arah. Pertama, apabila ketepatan penimbangan tinggi, ambang tersebut masih dapat dipenuhi dengan baik. Oleh itu, perbezaan berat sebanyak 0.4 mg tidak akan mengganggu proses penimbangan. Kedua, semakin kecil perbezaan berat yang diukur, semakin kecil pula kesilapan yang berlaku. Ini sangat penting apabila had migrasi keseluruhan adalah 10 mg/dm², sedangkan berat sisa tersebut mungkin hanya beberapa miligram sahaja. Automasi juga dapat menghilangkan masalah yang sering berlaku semasa penimbangan manual, seperti kesan haba dan kelembapan yang terkumpul semasa proses penimbangan.
Peruntukan ketepatan: Bagaimana kesilapan berat yang kekal ini mempengaruhi hasil yang dilaporkan.
Peruntukan ketepatan ini mengaitkan langkah penentuan berat tetap dengan hasil yang dilaporkan dalam dua tahap. Apabila hasil migrasi keseluruhan tidak melebihi 10.0 mg/dm² atau 60.0 mg/kg, perbezaan antara dua hasil penentuan yang diperoleh dalam keadaan yang sama tidak boleh melebihi 1.0 mg/dm² atau 6.0 mg/kg. Apabila hasilnya melebihi 10.0 mg/dm² atau 60.0 mg/kg, perbezaan tersebut tidak boleh melebihi 10% daripada purata aritmetik. Hasil yang diperoleh setelah digunakan faktor pembetulan masih perlu memenuhi syarat yang ditetapkan. Perlu diperhatikan bahawa peruntukan ini menilai perbezaan antara setiap hasil dengan purata, bukan perbezaan mutlak antara dua hasil penentuan yang sama. Perbezaan mutlak tersebut adalah dua kali ganda daripada perbezaan yang dinilai oleh peruntukan ini. Bahan ujian yang memeriksa ketepatan sendiri seringkali keliru antara kedua-dua perkara ini. Peruntukan ini juga menjelaskan mengapa standard tersebut menggunakan kriteria berat tetap sebanyak 0.5 mg. Di kawasan di mana hasilnya melebihi 10 mg/dm², hanya 1.0 mg/dm² perbezaan yang dibenarkan. Oleh itu, setiap tambahan 0.5 mg ketidakpastian dalam langkah penentuan berat tetap akan mengurangkan bajet yang diperlukan untuk penyelidikan tersebut.
keenam, minyak zaitun tidak mengikuti metode penentuan berat dengan cara penguapan: Bagian kedua merupakan rangkaian prinsip yang berbeda.
Metodologi standard ini terdiri daripada dua bahagian. Bahagian pertama merangkumi sampel makanan yang berbentuk cecair serta pelarut pengganti kimia seperti n-heksana, isooctana, etanol sebanyak 95%, dan n-heptana. Metodologi ini menggunakan kaedah penguapan dan penghasilan sisa yang telah diterangkan sebelum ini. Bahagian kedua pula merangkumi minyak zaitun. Dalam bahagian ini, kaedah pengurangan jisim sampel digunakan sebagai alternatif kepada kaedah yang digunakan dalam bahagian pertama. Jisim awal sampel sebelum ujian migrasi dikurangkan dengan jisim akhir sampel setelah ia dicelup ke dalam minyak zaitun. Hasilnya ialah jisim bahan yang tidak mudah menguap yang telah berpindah ke permukaan sampel. Jisim bersih merupakan jisim sampel setelah dikeluarkan dari minyak zaitun, dikurangkan dengan jisim minyak zaitun yang diserap oleh sampel, dan ditambah dengan jisim bahan yang mudah menguap. Minyak zaitun yang diserap akan diekstrak menggunakan alat Soxhlet extractor, kemudian diproses melalui proses saponifikasi dan metilasi untuk menghasilkan ester asid lemak. Proses ini kemudian dinilai menggunakan kaedah gas chromatografi dengan penggunaan standard dalaman. Kaedah ini memerlukan alat-alat seperti Soxhlet extractor, alat saponifikasi, alat metilasi, gas chromatograph, dan bahan-bahan standard dalaman. Ini bukanlah sesuatu yang dapat dilakukan oleh alat ujian berat tetap yang beroperasi pada suhu 105°C. Oleh itu, perancangan makmal perlu memastikan bahawa kedua-dua kaedah ini digunakan secara berasingan. Alat ujian berat tetap boleh digunakan untuk sampel-sampel cecair dan pelarut pengganti dalam bahagian pertama. Namun, sampel makanan yang berbentuk lemak memerlukan proses ekstraksi dan pengukuran menggunakan gas chromatografi yang khusus.
7. Ekstraksi menggunakan trichlorometan: Penilaian ulang setelah batas penggunaan plastik berdasarkan pati dilampaui
Prosedur ekstraksi menggunakan kloroform ini digunakan untuk bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan, serta barang-barang yang memerlukan pengukuran tersebut mengikut standard produk yang ditetapkan. 20 mL kloroform ditambahkan ke dalam sisa yang diperoleh daripada langkah gravimetri tersebut. Campuran tersebut kemudian disaring. Cecair yang terhasil dikumpulkan ke dalam bekas yang telah diletakkan pada berat tetap. Sisa yang tinggal kemudian ditapis sekali lagi menggunakan 20 mL kloroform setiap kali. Kertas penapis dicuci dengan sedikit kloroform, dan cecair yang telah dicuci dimasukkan ke dalam bekas tersebut. Selepas proses penguapan, berat sisa tersebut diukur semula. Peraturan produk memerlukan pengukuran ini untuk bahan plastik yang mengandungi kanji sebanyak 40% atau lebih. Jika jumlah migrasi yang diperoleh melebihi had yang ditetapkan, maka ekstraksi menggunakan kloroform dilakukan mengikut standard yang sama. Hasil pengukuran menggunakan kloroform digunakan untuk menentukan hasil akhir. Secara mekanikal, proses ini membantu membezakan antara penyelesetan kanji dengan migrasi bahan organik yang berpotensi berbahaya. Penyelesetan kanji secara sendirinya boleh meningkatkan jumlah migrasi secara keseluruhan, tanpa menunjukkan risiko yang signifikan. Oleh itu, keadaan di mana jumlah migrasi melebihi had yang ditetapkan bukanlah sesuatu yang negatif. Sebaliknya, ia merupakan peluang untuk melakukan pengukuran semula. Ujian kosong juga dilakukan mengikut prosedur yang sama, iaitu 5.1, 5.2, dan 5.3, untuk menentukan jumlah sisa yang tinggal selepas proses pengukuran.
Empat langkah yang paling mungkin berlaku secara tidak betul/bermasalah.
Pertama, terdapat kes salah hitung dalam proses pengurangan berat makanan yang kosong; sisa cairan yang menguap oleh bahan simulasi tersebut turut dikira sebagai bagian dari jumlah yang dipindahkan. Kedua, wadah penguapan tidak memiliki berat tetap sebelumnya, sehingga perbedaan beratnya menjadi penyebab kesalahan sistem. Ketiga, rasio luas permukaan yang digunakan untuk proses penguapan dengan volume tidak sesuai dengan standar yang ditetapkan, sehingga hasil pengukuran tidak dapat dibandingkan dengan laporan orang lain. Keempat, batasan berat tetap yang ditetapkan menjadi lebih longgar—standar yang diperlukan adalah 0.5 mg, sedangkan alat pengukuran berat otomatis yang memberikan perbedaan berat sebesar 0.3 mg dapat memenuhi standar sambil memberikan hasil yang lebih konsisten, dan menghilangkan kebutuhan untuk melakukan proses pengeringan secara manual berulang-ulang. Kelima, salah faham umum adalah menggunakan alat pengukuran berat tetap untuk makanan yang mengandung lemak: metode minyak zaitun termasuk dalam bagian kedua dari standar tersebut, yaitu metode pengurangan berat berdasarkan kualitas makanan ditambah dengan teknik gas chromatografi, bukan metode penguapan dalam air.
Apa yang boleh dicapai oleh satu alat pengukur berat yang mempunyai berat tetap.
Alat LabStone ERT-C untuk mengukur kadar migrasi keseluruhan dan kepekatan bahan tidak volatil menggunakan suhu tetap sebanyak 105°C. Alat ini mampu mengukur kadar migrasi keseluruhan serta sisa-sisa yang terbentuk akibat proses penguapan pada bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan. Selain itu, alat ini juga dapat mengukur bahan tidak volatil, bahan ekstraktif yang boleh menyebabkan masalah dalam pembungkusan ubat-ubatan, kelembapan dan jumlah zat padat pada bahan makanan, kandungan garam, serta sisa-sisa yang terbentuk akibat proses penguapan air. Alat ini juga dapat digunakan untuk mengukur bahan tidak volatil yang terdapat dalam bahan-bahan yang telah diproses secara semula jadi atau melalui proses pemurnian. Perlu diperhatikan bahawa prosedur pengukuran menggunakan gas chromatografi yang terdapat dalam Bahagian 2 daripada standard metodologi ini bukanlah sebahagian daripada skop penggunaan alat ini.
Definisi dalam standard tersebut
Standard kaedah penentuan tersebut menetapkan cara untuk menentukan tahap migrasi bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan. Standard ini juga digunakan dalam proses penentuan tahap migrasi tersebut. Peraturan berkaitan produk tersebut menyatakan bahawa tahap migrasi perlu dikurangkan kepada 10 mg/dm². Definisi antarabangsa yang berkaitan pula boleh didapatkan daripada ISO 10993-18:2020. Extractables merupakan “anggaran (dengan menggunakan keadaan ekstraksi di makmal) tentang kemungkinan peranti perubatan atau bahan-bahan yang membentuknya untuk membebaskan bahan kimia semasa penggunaannya dalam keadaan klinikal”. Sementara itu, leachables pula merupakan “ukuran jumlah bahan kimia yang dilepaskan dari peranti perubatan semasa penggunaannya dalam keadaan klinikal”.
Rujukan
- Peraturan (EU) No. 10/2011 – Bahan dan barang plastik yang bertujuan untuk bersentuhan dengan makanan
- Siri EN 1186 – Penentuan kadar migrasi secara keseluruhan ke dalam bahan simulat makanan
- ISO 10993-18:2020 – Karakterisasi kimia bahan-bahan yang digunakan dalam peranti perubatan, sebagai sebahagian daripada proses pengurusan risiko.
- USP <921> – Kualiti air untuk kegunaan farmaseutikal
- ISO 759 – Kualiti air: Penentuan baki yang tertinggal setelah proses penguapan menggunakan kaedah gravimetri.
Alat LabStone ERT-C merupakan alat yang digunakan untuk mengukur perbezaan berat bahan-bahan yang mengalami proses migrasi dan pembentukan zarah-zarah tidak volatil. Alat ini menggunakan sistem suhu tetap sebanyak 105°C, dengan ciri-ciri seperti pengeringan secara automatik, penyejukan yang tepat, serta pengukuran berat yang tepat. Perbezaan berat bahan-bahan tersebut dapat dikurangkan hingga kurang daripada 0.3 mg. Satu alat ini mampu mengukur semua aspek yang berkaitan dengan bahan-bahan yang bersentuhan dengan makanan, zarah-zarah tidak volatil, bahan-bahan yang boleh diekstrak dari pembungkusan ubat-ubatan, kelembapan dan kehilangan berat semasa proses pengeringan, serta sisa-sisa air yang terbentuk akibat proses pengeringan. Reka bentuk alat ini membolehkan beberapa sampel diproses secara serentak, sekaligus mengelakkan kesulitan dalam proses pengukuran yang berulang-ulang antara ketuhar dan timbangan.
