Evaluation intégrée de la sécurité des emballages à contact alimentaire – PackSafe

Quarante et un échantillons ont été achetés dans les grandes surfaces françaises et sur les sites de vente français. La base de données d'échantillons comprend les six matériaux les plus fréquemment utilisés (carton, HDPE, LDPE, PP, PET et PS). Les polyoléfines (HDPE, LDPE et PP) sont bien connues pour leur haut niveau de formulation (antioxydants, stabilisants UV, agents antistatiques, agents glissants, monomères, etc.). Le PET et le carton sont la source de NIAS issus des processus de recyclage. Le PS a été ajouté à des fins de comparaison en raison de la présence de substances préoccupantes (par exemple le styrène). Tous les échantillons peuvent être classés en sept catégories : flacons rigides, boîtes, pots et barquettes ; sacs et emballages/films souples ; ustensiles et récipients. Trente-quatre % des échantillons collectés sont recyclés, 41 % sont imprimés et 61 % sont en contact avec des aliments avant notre étude.

Le protocole d’extraction avec étape de concentration et changement de solvant vers un solvant biocompatible a été optimisé.

Les empreintes chimiques ont été collectées par GC-MS et tous les extraits ont été analysés avec des biotests pour détecter la génotoxicité et le mode d'action perturbateur endocrinien.

La génotoxicité a été évaluée à l'aide du test de mini-mutagénicité d'Ames, du test du micronoyau et du test DNA Damage Response (DDR).

Pour la perturbation endocrinienne, les tests de transactivation sur les récepteurs des œstrogènes et des androgènes ont été réalisés. Le TScreen (test de prolifération) détecte un effet sur la thyroïde et un mécanisme d'action indirect a été étudié avec le test de stéroïdogenèse pour examiner l'effet des extraits sur la synthèse de l'estradiol et de la testostérone.

Une fois le protocole d’extraction défini, 41 extraits ont été analysés par chimie analytique et bioessais.

Les premières analyses des chromatogrammes obtenus par GC-MS ne permettent pas d'établir une empreinte caractéristique correspondant aux différents matériaux. Le carton semble avoir sensiblement la même signature, également pour les extraits PS, mais pour les autres polymères, il existe d'énormes différences entre la composition de l'extrait au sein d'une même famille de polymères.

Concernant l'effet toxique du mélange de substances présentes dans les extraits, 6 extraits ont donné une réponse positive aux biotests de génotoxicité et 31 extraits ont été détectés pour un mode d'action perturbateur endocrinien.

Des analyses chimiques et des fractionnements sont en cours pour tenter d'identifier les substances actives. L’extraction étant le pire des cas, une analyse de migration sera également réalisée pour évaluer une exposition plus représentative des consommateurs.

Des expériences de spiking avec des références génotoxiques positivesseront réalisées pour vérifier l'effet matriciel de différents extraits de FCA sur le biotest MMT.

Le caractère novateur de ce projet est d'utiliser, en parallèle, des signatures chimiques d’extraits de MCDA et des biotests robustes en vue de générer une base de données permettant une prise de décision et une sécurisation des emballages à différentes étapes de leur cycle de vie. De plus, cela générera des données sur la toxicité de nouvelles SNI ainsi que de potentiels effets « mélange » d’extraits.
Résultant d'une approche scientifique multidisciplinaire, ce projet aidera les fabricants d'emballages et leurs clients (transformateurs, industries agro-alimentaires) (1) à mieux garantir la sécurité et la conformité de leurs matériaux et (2) à encourager leur innovation et/ou leur compétitivité, en leur proposant des outils scientifiques pertinents et fiables.

Séverin et al. (2023) Cahier de la nutrition, 58(2), 134-141
Doi : 10.1016/j.cnd.2022.12.005

L’impact environnemental des emballages est devenu une préoccupation majeure pour les industries agro-alimentaires, de l’emballage, les agences sanitaires mais aussi les consommateurs. Cette économie circulaire va obliger les industriels à alléger les emballages, à les recycler et/ou à les réutiliser, ce qui suppose d’avoir les mêmes exigences en termes de sécurité sanitaire que pour les matériaux vierges. En effet, les matériaux au contact des denrées alimentaires (MCDA) peuvent transférer des substances chimiques aux aliments par migration. En plus de celles d'origine connue, les MCDA peuvent aussi contenir des Substances Non Intentionnelles (SNI) (impuretés, produits de décomposition ou de réaction, contaminants issus de recyclage…), ayant une origine souvent inconnue et dont leur présence est non prévisible. La plupart des SNI ne sont ni identifiées, ni quantifiées, et leur toxicité n’a pas été étudiée. Leur migration peut entraîner un risque pour la santé humaine, elle doit donc être mesurée et contrôlée. Le règlement européen 10/2011 sur les matériaux plastiques exige également une évaluation du risque des SNI, mais à ce jour il n’existe ni ligne directrice spécifique ni consensus scientifique rendant difficile leur évaluation et la gestion de leurs risques. De plus, des SNI peuvent être présentes dans tous les emballages ; papiers-cartons, coatings, recyclés, ceux-ci pouvant céder encore plus de substances que leur équivalent vierge.
L’évaluation des MCDA est, actuellement, uniquement basée sur une étude de la génotoxicité et des effets systémiques des substances de départ, ne prenant pas en compte ni la perturbation endocrinienne, ni les "effets cocktail" à faible dose. Concernant les SNI, il est reconnu que l'approche traditionnelle basée sur l'identification et la quantification de toutes les substances suivies de leur caractérisation toxicologique complète n’est pas réalisable (en termes de coûts, de temps, de quantité disponible…). Une approche pertinente consiste à utiliser des biotests en complément de techniques analytiques et physico-chimiques sur l’ensemble des molécules qui migrent. Les biotests sont déjà utilisés avec des mélanges. Cependant, ils doivent être mieux caractérisés en termes de sensibilité/spécificité et robustesse avec des extraits complexes de MCDA. La première étape de ce projet consistera à sélectionner les biotests les plus sensibles et spécifiques pour identifier un danger (génotoxicité ou perturbation endocrinienne) dans des extraits d’emballages en appliquant la méthodologie du « spiking » qui consiste à ajouter des substances de référence (positives et négatives) afin de vérifier la réponse attendue. L’extrait sera fractionné si la réponse est faussement négative ou faussement positive afin d’identifier la fraction responsable contenant les substances à l’origine de l’effet non attendu. La deuxième étape consistera à éprouver les biotests sélectionnés à l’aide d’extraits d’emballages finis ayant été soumis à des procédés particulièrement générateurs de SNI (y compris des matériaux recyclés) pour évaluer le risque. Le caractère novateur de ce projet est d'utiliser, en parallèle, des signatures chimiques d’extraits de MCDA et des biotests robustes en vue de générer une base de données permettant une prise de décision et une sécurisation des emballages à différentes étapes de leur cycle de vie. De plus, cela générera des données sur la toxicité de nouvelles SNI ainsi que de potentiels effets « mélange » d’extraits.
Résultant d'une approche scientifique multidisciplinaire, ce projet aidera les fabricants d'emballages et leurs clients (transformateurs, industries agro-alimentaires) (1) à mieux garantir la sécurité et la conformité de leurs matériaux et (2) à encourager leur innovation et/ou leur compétitivité, en leur proposant des outils scientifiques pertinents et fiables.