化学建议的具体内容为2007年发布的《关于FCS食品接触通告和食品添加剂申请的准备:化学建议》。本指导意见由美国FDA食物安全及应用营养安全中心的食品添加剂安全办公室编写。该建议指南体现了美国FDA关于FCS上市申请时化学建议的最新思路。本指南不为任何人创造或赋予任何权利,不对美国FDA或公众有任何约束作用。
(一)说明
本建议包括美国FDA有关化学数据的相关建议:在FCS的食品接触通告(FCN)或食品添加剂申请(FAP)中,必须提交这些化学数据信息。本建议文件也是对2002年《关于FCS食品接触通告和食品添加剂申请的准备:化学建议》的更新。基于近年来的实践和经验,更新的文件将进一步帮助读者理解和阐明2002年的行业指南以及当前的实践。
FCS作为一种食品添加剂,必须在21 CFR 173-178中规定其预期用途;或法规豁免(TOR,21 CFR 170.39[1])的限制;或作为《联邦食品、药品和化妆品法案》第409条(h)款规定的有效通告的主题[2]。在食品接触通告,食品添加剂以及法规豁免申请中,必须包括充分的科学资料,以证明作为通告或申请主题的FCS在预期用途条件下的安全性[3]。由于所有食品添加剂的安全标准都是一样的,因此不管是通过食品接触通告还是食品添加剂或法规豁免,申请程序中所涵盖的数据和资料是相似的。法规豁免申请程序详见本章第二节部分,在此不再赘述。
《联邦食品、药品和化妆品法案》提出了对食品添加剂申请中数据的法定要求,以便确立每种食品添加剂的安全。这些要求包括以下内容:添加剂的特性;添加剂的使用条件;技术作用数据;添加剂的分析方法。
美国FDA的指南文件,包括本文,不承担任何具有法律效力的责任。相反,指南仅体现美国FDA目前对某一专题的最新观点,并应仅被看作是建议,除非特定法规或法定要求被参考。另外,本文中的“申请者”是指食品接触通告者或食品添加剂、法规豁免申请者。
(二)食品接触通告和食品添加剂申请的化学数据资料
根据下文中所描述的格式对化学数据资料进行清晰、简明的介绍,将有助于对提交的申请进行审阅。通告中,对附件一FDA 3480表格《关于FCS的新用途的通告》(Notification for New Use of a Food Contact Substance)对应部分的参考将以斜体字显示。
当某些用途导致摄入量等于或小于0.5μg/kg时,食品接触通告或食品添加剂的数据要求类似于21 CFR 170.39(法规豁免)对于食品接触材料中所使用的物质的要求。更明确地说,其化学数据要求将类似于21 CFR 170.39(c)(1)和(2)中所参考的要求。如21 CFR 170.39(c)(1)中所示,提交时应包括一份对于该FCS的化学成分的描述。这其中应包括FCS上的特性信息,以及所有可能的杂质(即残余的原材料、催化剂、佐剂、生产助剂、副产品和分解产品)的特性和质量组成。当涉及具体的安全考虑事项时,可能需要更详细的信息。而提供其他制造信息可能是说明这种考量的最简单的方法。例如,制造信息将可能支持以下结论:由于制造过程中所遇到的高温,在生成的FCS中,不大可能会残留有挥发性的化学物质。同样的,通过与制造过程中所使用的溶剂类型有关的信息以及可能的杂质的溶解度数据,可证明以下结论:在生成的FCS中,不可能存在某种杂质。如同21 CFR 170.39(c)(2)中所介绍的一样,提交时应包括关于该物质使用条件的详细信息。这其中应包括对物质技术作用/效果的说明。对于达到21 CFR 170.39法规阈值标准用途的物质,美国FDA一般不需要提供数据来证明其技术作用。
1.特性
详见附录一:FDA表格3480-第Ⅱ部分,A节~C节
特性信息用于对FCS(食品接触通告或食品添加剂申请的主题)进行描述,并对在FCS的使用过程中可能迁移到食品中的物质进行识别。迁移物质不仅可以包括FCS本身,同时还包括FCS的降解产物和杂质。
用于鉴别FCS的信息应尽可能详细地说明其名称、成分和制造方法。这些项目包括:
(1)化学名称 可以使用化学文摘或国际纯粹化学与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)的名称。
(2)通用名称或商品名称 这不应是识别的唯一途径。美国FDA不会保持编辑通用名称或商品名称。
(3)化学文摘社(CAS)的注册号(Registration Number)。[4]
(4)成分 在FCS成分的完整描述中,列出食品的潜在迁移物。这其中应包括单一化合物或混合物成品中每一成分的化学式、结构以及分子质量。对于聚合物,申请人应提交重均分子质量(Weighted average molecular weight, Mw)和数均分子量(Numerically average molecular weight,Mn)、分子质量分布以及用于确定这些数据的方法。如果难以取得分子质量,申请人应提供聚合物的其他属性;这些属性应为分子质量的应变量,例如固有黏度或相对黏度、熔体流动指数等。
此外,申请人应提供以下信息:
①制造过程的完整描述,包括净化程序以及所有合成步骤的化学方程式。
②列出制造过程中所使用的试剂、溶剂、催化剂、净化辅剂等的清单,以及所使用的量或浓度、规格、CAS注册号。
③在FCS的制造过程中所出现的、已知的或可能的副反应的化学方程式,包括催化剂的降解反应。
④所有主要杂质的浓度(例如,残余的原材料,包括所有的反应物、溶剂和催化剂,此外,还包括副产品和降解产物),连同支持性的分析数据和计算过程。如果是聚合物,应包括残余单体的浓度。
⑤光谱数据描述了FCS的特性。在一些情况下,只需提供一个红外线(IR)光谱既可;但是在某些情况下,需提供更有用的信息,例如可见光、紫外吸收光谱或核磁共振(NMR)光谱。
无意公开披露的数据和信息应被确认和注明,例如商业秘密或机密。
(5)物理/化学规格 申请人应提交FCS的物理和化学规格(例如,熔点、杂质规格),以及可能影响迁移可能性的属性,例如在食品模拟物中的溶解度。如果FCS的体积是达到预期技术作用或与其毒性反应有关的重要因素,申请人应提供其体积的规格,体积的分布和型态,以及与体积相关的属性。如果是新的聚合物,申请人应提供玻璃化转变温度、密度和熔体流动指数的范围、以及形态学(例如,结晶度)和立体化学方面的信息。对于有规聚合物中的新佐剂,申请人应提交迁移试验中使用的聚合物的属性信息(例如, Tg)(更多的讨论,见“附录三第2部分”)。
(6)分析 如果FCS拟作为另一种有规材料(例如,有规聚合物的抗氧化剂)的成分,申请人应提供相应的分析方法,以确定该材料中FCS的浓度,并提交支持性的分析数据。
2.使用
详见附录一:FDA表格3480-第Ⅱ部分,D.1节~D.2节
申请人应对有效通告中的一般使用限制以及类似的FCS的规则进行审查,并应包括与预期用途相关的,全部的限制使用数据。在获取FCS的摄入量估计值时,这些限制中的一部分可以作为假定值的基础。对于食品接触通告,可以通过确认信草稿的形式,在通告的用途部分列出任何适用的限制。对于食品添加剂申请,在适用法规草案用语中列出任何适用的限制。如果没有适当的限制,那么在估计摄入量值时,FDA可能需要使用假定值。假定值的使用,可能导致某些FCS产生更保守的数值。
申请人应提供FCS的最高使用浓度,以及可能使用该FCS的食品接触物品的类型。“使用浓度”指的是一种FCS在食品接触物品(而不是食品)中的浓度。申请人应说明可能的用途范围,例如薄膜、模制物品、涂层等,并报告这些物品的每单位面积的预计最大厚度和/或质量。
申请人应说明FCS是将被用于一次使用的食品接触物品中,还是被用于多次使用的食品接触物品中。同时,对于在使用过程中将与FCS发生接触的食品,申请人应说明其类型(通过范例进行说明)以及食品接触的最高温度和时间条件[5]。附录六中给出了一些可供参考的食品分类以及各种使用条件。
申请人应该说明FCS在预计使用条件下的稳定性。
3.预期技术作用
详见附录一:FDA表格3480-第Ⅱ部分,D.3节
申请人应提出相关的数据,证明FCS可以达到预期的技术作用,同时所推荐的使用浓度是达到该预期技术作用所需的最低浓度。“技术作用”指的是对食品接触物品(而非食品)的作用。抗氧化剂在防止某种聚合物氧化降解方面的作用就是一个范例。如果是一种新的聚合物,申请人应提出相关的数据,证明聚合物的特定属性使聚合物可以用于食品接触方面。如果技术作用与其体积相关,申请人应提供相关的数据,证明与其体积相关的特定属性可以用于食品接触方面。这些信息不需过于详细,但需包括在产品的技术公告中。
如果一种FCS的使用浓度具有自限性,那么申请人应提供支持性的文献或数据。
4.迁移试验和分析方法
详见附录一:FDA表格3480-第Ⅱ部分,F节
申请人应提供足够的信息以满足对FCS每日膳食摄入浓度(即消费者日摄入量)进行估计的需要。美国FDA将根据FCS以及其他内在成分在食品或食品模拟物中的分析或估计浓度,来计算在日常膳食中的预期浓度。附录五对该项目进行了更为完整的讨论。
一种FCS在日常膳食中的浓度可以通过在食品或食品模拟物中分析出的浓度来确定,或使用与该FCS在食品接触物品中的配制或残余量相关的信息,以及按照FCS 100%迁移到食品中的假定来进行估计。尽管美国FDA始终认可真实食品中FCS的可靠分析,然而在实际操作中,许多受试物是很难在真正的食品中进行测量。作为一个替代方案,申请人可以提交使用食品模拟物试验所获得的迁移数据;这些食品模拟物应能够再现该FCS向食品迁移的质和量。由于在使用的过程中,一种FCS可能接触到很多加工条件和保存期限均不相同的食品,因此,所提交的迁移数据应能够反应包括该FCS的食品接触物品所有可能面临的、最极端的温度/时间条件。
在进行迁移试验之前,申请人应仔细考虑该FCS的潜在用途。例如,如果准备在不超过室内温度的条件下进行使用,进行模拟高温食品接触的迁移试验是没有什么意义的。此类试验将导致FCS在食品模拟物中的浓度升高,进而需要更全面的毒理学数据以支持被夸大的膳食摄入量估计。在FCS的使用量非常低的情况下,可能完全不需要进行任何迁移试验,而只需假定FCS向食品100%迁移即可。通过以下的范例,对该情况进行说明:
在纸的制作过程中,假设在成型操作之前,加入了一种佐剂。如果分析或计算显示:纸中的最终佐剂浓度不超过1mg/kg,同时,制成的纸的基本质量为50磅/3000ft2或50mg/in2[6],那么每单位面积纸的最大佐剂质量为1×10-6g佐剂/g纸×50mg/in2=0.000050mg/in2。假设所有的佐剂均迁移到食品中,并且10克的食品与1平方英寸的纸相接触(美国FDA的默认值),则食品中该FCS的最大浓度将为5μg/kg。可以推测,由于计算出的食品浓度较低,相应地该FCS在实际膳食中的浓度也会较低。因此,尽管有些迁移试验可能使每日摄取量的估计值进一步降低,但此类迁移试验可能并没有必要。
食品中的浓度应以迁移试验或其他适用方法的结果为基础,以便尽可能如实地反映包含该FCS的食品接触物品的实际使用条件。一般来说,应避免通过假定向食品100%迁移的方式来确定迁移值,以便尽可能地减小估算的保守性。
假如使用100%的方式来计算聚合物中佐剂的迁移,申请人应提供聚合物厚度的数据。如果没有提供的厚度数据,将用假设的10mil(0.01in)和单面面积来计算佐剂的迁移。
(1)迁移试验的设计
详见附录一:FDA表格3480-第Ⅱ部分,F节第一条
①迁移测试槽:当准备将一种FCS在某特定类型的食品接触物品(例如饮料瓶)中使用时,可以在物品中充满食品模拟物,并进行试验。对于更普通的用途,或者当食品接触物品的表面积所提供的提取物不足以显示其特性时,应使用一个迁移测试槽,在该测试槽中,一个已知表面积的样品被一个已知体积的模拟剂萃取出。推荐使用斯奈德(Snyder)和布里德(Breder)[1]介绍过的双面迁移测试槽。该测试槽可能无法适用于所有情况,美国FDA建议在改良设计中包括两个基本特点,具体如下:
a.已知表面积和厚度的聚合物薄板被惰性的隔离物(例如玻璃珠)所分隔开来,这样,模拟剂就可以自由地沿着每块薄板流动。来自薄板的迁移被看做是双面的。
b.尽量减少顶部空间,同时保持不透气和不透液的密封。(如果该迁移物为非挥发性迁移物,那么最小顶部空间和气密性的重要性将降低。)
很重要的一点是,应轻微搅动该测试槽,以便尽量减少任何局部的溶解度限制。这种限制可能导致在食品模拟物中出现传质阻力。
如果遇到了不适合使用双面式的测试槽的情况,例如夹层结构,申请人可以参阅附录六,寻找使用其他类型测试槽的可能性。申请人也可以自行设计其他类型的测试槽。在进行迁移试验之前,美国FDA愿意对此类设计作出评论。
②试验样本
需要注意的方面:
a.配制剂:在配制迁移试验的试样时,申请人应使用FCS的最高假设使用浓度。申请人应提供相应的信息,以便说明在试验中所使用的树脂样品的特性;这些信息包括可能存在的其他成分的浓度和特性、树脂的化学组合成分(需要时,应包括各种共聚单体的含量)、分子量范围、密度和熔体流动指数。如果制剂被塑化,那么应使用塑化程度最高的制剂进行试验。
b.试样厚度和表面积:申请人应同时报告试验薄板的厚度和试验样本的总表面积。如果该薄板是通过浸没的方式进行试验的,同时薄板的厚度足以确保在试验的过程中,其中心处的初始FCS浓度不会随着迁移(两面均会发生)而改变,那么两面的表面积均可用于计算迁移(单位为mg/in2)。
如果样本薄板的厚度等于或大于0.05cm,同时在试验结束时,不超过25%的FCS发生了迁移,那么迁移可以被看作是双面独立进行的。如果没有达到这些条件,进行计算时应只用单面的表面积。同时,应考虑对薄膜厚度进行限制。
与渗透度相比,来自纸张的迁移更取决于溶解度。从而,在迁移实验中使用的纸样本,不管其厚度如何,都将考虑为单面的面积。
c.聚合物属性:如果该FCS是一种聚合物佐剂,那么申请人应使用平均相对分子质量最小的聚合物进行迁移试验;试验应按照21 CFR 177中所设置的规范进行(更进一步的讨论,详见“附录三,第二部分”)。如果该FCS是一种新的聚合物,那么在试验中应使用能获得最高萃取物的聚合物。也就是说,使用平均相对分子质量、结晶度百分比和交联度最低的聚合物。
③食品模拟物
如表2-2所示为开展迁移测试时,CFR推荐采用的食品模拟物,根据食品接触材料接触的食品的类型,选择相对的食品模拟物。其他讨论详见附录二。
表2-2 CFR推荐的食品模拟物
注:① 例外的情况,见正文。
② 实际的乙醇浓度可以更换(见正文及“附录三”)。
③ HB307是人工合成三酸甘油酯的一种混合物,主要为C10、C12和C14;Miglyol 812取自椰子油(见正文以及“附录二”)。
当食品酸性预计将会导致比10%乙醇(体积分数)高得多的迁移水平时,或当聚合物或佐剂对酸性敏感时、或当在乙醇溶液中出现酯交换时,萃取应在水中和3%乙酸中分别进行,从而替换10%乙醇(体积分数)[7]。(www.xing528.com)
10%乙醇(体积分数)的酒精浓度为中等,介于葡萄酒和啤酒之间。向葡萄酒和啤酒的迁移值预计与10%乙醇(体积分数)相差不大。因此,使用10%乙醇(体积分数)所取得的试验结果一般也可以用于评估酒精类饮料(最高含量为15%乙醇(体积分数))相接触的材料用物质的膳食摄入值和支持规范的申请。
使用不饱和食用油(如玉米油和橄榄油),有时难以进行准确的迁移分析。因为这些油类容易被氧化,尤其是在高温条件下。Miglyol 812[8]是一种精馏椰子油,其沸点范围为240~270℃,由饱和C8(50%~65%)和C10(30%~45%)三酸甘油酯组成。在进行迁移试验时,它是一种可以接受的多脂食品模拟物。HB 307[9]是人工合成三酸甘油酯的一种混合物,主要为C 10、C 12和C 14,同样可以用作多脂食品模拟物。
在一些情况下,在实际操作过程中难以对一种食用油中的某种迁移物进行分析;此时必须使用一种简单的溶剂。目前,似乎不存在一种溶剂可用于所有的聚合物,并且有效地模拟一种食用油。“附录二”中列示了多种聚合物及其推荐对其所相适应的多脂食品模拟物。对于其他的聚合物,申请人在进行迁移试验之前,应向美国FDA就使用适当的多脂食品模拟物进行咨询。
试验中,所用模拟物的容量或体积应能尽量真实地反映在实际的食品包装中可能出现的体积对样品表面积的比值。可以接受的比值为10mL/in2。如果迁移水平不接近浓度所反映出的分配比例(如FCS在食品模拟物中的溶解度),那么其他的比值也是可以接受的。如在溶液中FCS出现沉淀或出现浑浊溶液,则说明溶解已经达到极限。此体积-表面积比值应写入试验报告。
④试验的温度和时间:申请人在进行试验中,所采用的温度和时间条件应为预期使用条件下可能遇到的最极端的温度和时间条件。如果在使用时,预计FCS将会在比室温更高的条件下与食品接触,此时应在最高使用温度条件下进行试验,试验的时间应为最长的预期时间。很多时候,在高温的情况下与食品发生短时间的接触,然后被长时间储存在室内温度条件下。在这些情况下,美国FDA建议进行短期加速迁移试验;该试验用于模拟在整个食品接触时间内可能出现的FCS迁移。“附录三”中提供了针对一些情况下所推荐的各种试验方案;然而,根据不同的食品接触情况,还可能需要设计专门的试验方案。
对于在室温条件下的应用,推荐试验温度为40℃,为期10d。该加速试验方案是建立在相关的试验结果上;这些试验显示试验中所得的迁移值大致等同于20℃条件下长期储存(6至12个月)后所获得的迁移值[10]。
对于冷却食品或冰冻食品,推荐使用的试验温度为20℃。
一些聚合物,例如聚烯烃,在与食品一起使用时,使用温度高于其玻璃化转变温度(即,该聚合物处于橡胶态状态下)。对于这些聚合物,其最高迁移值(一般情况下为10d值,但也有例外)一般被美国FDA用于计算食品中的迁移物的浓度。
然而,另一些聚合物,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS),在与食品一起使用时,使用温度在其玻璃化转变温度(即,该聚合物处于玻璃态状态下)以下。在一个固定温度下,迁移物在一个处于玻璃态状态下的聚合物中的扩散率低于该聚合物处于橡胶态状态下的扩散率。因为这个原因,在40℃,10d的加速试验中,可能低估其在整个食品接触过程中可能出现的迁移。因此,在40℃,10d条件下所获取的迁移数据应按照30d的条件进行外推,以便使结果更接近环境温度、长时间储存后所预计的迁移值。申请人可以将试验时间更改为30d,以避免在外推过程中可能出现的不确定性。如果提供的数据可以证明:对于某一种既定的佐剂-聚合物混合物,应采用不同的外推时间,那么应使用该数据对膳食摄入量进行估计。
对于一些已知限定条件的使用,如已知最高存放期限和食品接触温度,则鼓励申请人进行迁移试验,以便了解在接近预期使用条件的温度条件下的最高存放期限。在进行此类试验之前,申请人可以咨询美国FDA。
美国FDA建议在每一项迁移试验中,应对试验溶液的一部分进行分析,至少需要四次时间间隔。对于10d试验而言,推荐的取样时间为第2h、24h、96h和240h。美国FDA建议使用与试验物品所使用的试验测试槽相同的测试槽进行空白或质量控制分析。
⑤最终试验(符合性试验):应指出的重要一点是,对于一个新的FCS,适当的迁移试验条件并非为21 CFR 175.300[11]、21 CFR 176.170[12]或21 CFR中的其他小节[13]中所介绍的条件。这些“最终试验”或“符合性试验”主要是针对质量控制的试验方法;这些试验方法用于验证一种产品是否等同于作为审批基准的材料。最终试验与用于估计一种新的FCS膳食摄入量的迁移试验之间没有关联。
(2)试验溶液的特征及数据报告 申请人应进行三次迁移试验,并对迁移物试验溶液进行分析。
对于聚合物的申请,申请人应测定不挥发萃取物(TNEs)的数量和性质。不挥发萃取物通常用质量法测定。萃取物可包括单体、低聚物、佐剂和催化剂残渣,其性质应通过适当的化学或物理试验法测定,例如核磁共振(NMR)波谱法、紫外(UV)-可见光吸收光谱法、原子吸收光谱法(AAS)、质谱分析(MS)以及气液色谱法(GC或LC)。定量极限(LOQ)和所用方式的选择原则应在申请中指出。如果没有办法定量单个迁移物,申请人应该通过溶剂分馏确定在有机组分和无机组分之间萃取物的分配(也就是可溶解于氯仿或其他溶剂的不挥发萃取物残渣部分[14])。这是在确定摄入量风险评估时的第一步——识别应做风险评估的迁移物(如有机组分)。这些情况下,美国FDA通常会评估因使用FCS带来的不挥发萃取物的膳食摄入量风险,并假设不挥发萃取物(或可溶于溶剂的不挥发萃取物)仅由化学等价的低分子质量低聚物组成。由于毒理学试验要求由摄入量估计值决定,因此对非化学等价不挥发萃取物成分进行定量测定对申请人是有利的(如区分低分子质量低聚物与聚合物佐剂)。
申请中的聚合物试验溶液也要针对组成的单体进行分析。或者,可以根据聚合物中已知残留单体的水平,使用聚合物的密度、食品接触物品的最大预期厚度,通过假定所有的残留单体迁移物都进入了食品,并假定每10g食品接触1in2的FCS,来计算单体的摄入浓度。
如果是聚合物佐剂的申请,那么一般只针对佐剂对试验溶液进行分析。但有时,如果佐剂中杂质和分解产物有毒且量大,并且预期会成为日常膳食的组成部分,对试验溶液中佐剂中的杂质和分解产物应进行适宜的定量测定。最常见的例子是佐剂中存在着致癌物杂质。
当迁移后的FCS展现了其在食品接触物品或试验溶液中的预期技术作用时,对试验溶液中的分解产物应进行相应的定量测定。聚烯烃新抗氧化剂的使用就是一个例子。从属性上来说,在含有该物质的树脂或食品接触物品的热处理过程中,聚合物内的抗氧化剂会被部分分解。通常当FCS迁移到食品或食品模拟物(其间多脂食品模拟物的温度也许达到120℃)后,分解作用仍会发生。食品模拟物中的分解数据,可以在迁移试验过程中,借助FCS稳定性的试验获得。
申请人应报告每1in2表面积所萃取的物质1mg量结果。虽然迁移物量通常用mg/dm2表示。但是为了便于换算成食品浓度,多使用混合单位mg/in2。如果10g食品与1in2的食品接触物品表面接触,那么0.01mg/in2的迁移物浓度相当于1mg/kg的食品中的浓度。如果在特别食品接触应用中,采用假定的每1in210g食品的比例不合适(比如在加热托盘和微波热感双重运用中),申请人应使用实际食品接触时的最小比例,并提供选用该比例的依据。
(3)分析方法 申请人应针对每种方法提交如下内容:
①方法描述:该描述应包括对方法的准确性、精确性、选择性、定量限(LOQ)以及检测限(LOD)的全部讨论[15]。申请人应提供充分详细的描述,以便有经验的分析化学家可以遵照进行。如果有参考文献,在申请中应附上一份副本。
②标准曲线:标准曲线或校正曲线是通过分析配制好的溶液得出的。该溶液在试验过程中,为了获得高于和低于试验溶液中迁移物浓度的浓度,添加了一定已知量的分析物。配制好的溶液可以是纯溶剂,某种离子强度已知的溶液等。获得标准曲线的数据点应覆盖试验溶液中迁移物的浓度。根据10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg浓度获得的标准曲线图而确定的1mg/kg的分析物浓度是不能接受的。相关系数和Y轴截距及曲线斜率的标准误差应与标准曲线图一并提交。
③色谱或光谱分析例子:申请人应该限定样品色谱和光谱分析范围,明确识别和标注所有重要的峰值,避免在解释过程中产生歧义。
④计算范例:申请人需提交样品计算,从而把仪器测定的数据与报告的数据联系起来(多用1in2样品表面积的迁移物毫克量表示)。样品数据应包括样品的体积,浓度、稀释比例以及仪器测量数据(如峰区面积及测量反应灵敏度)。现代数据库常常应用内定的标准量来计算这些数据。仪器测量数据应来自于内定数据库。根据参考指南中的要求,提供适当的数据以及分析处理中所用仪器和软件的资料。这些样品及资料能让评测人员以报告的方式做出一个快速的内部检测。
⑤分析方法验证:申请人需妥善地验证所有的分析方法。使用方法意图的验证、准确性与精确性的测定通常包括:用已知数量分析物强化的基体的重复分析,分析物的浓度与迁移试验过程遇到的浓度类似;强化分析物的回收百分比的测定。在以聚合物佐剂为研究对象的情形下,无佐剂配制的聚合物试验溶液可作为一个基体,用于强化和回收性测量。回收量被认为是测定分析物在添加强化剂与未添加强化剂基体中的差异量。回收率是回收量除以添加浓度后再乘以100求得的。也就是说,如果“a”代表的是在未添加强化剂的溶液中测出的浓度,“b”代表的是在添加强化剂的溶液中测出的浓度,“c”代表添加浓度,那么回收百分率计算公式则为:(b-a)/c×100。
如果是迁移试验溶液中要添加强化剂,那么强化剂的添加必须在分析整理工作前,但应在规定试验时间后,如240h。强化剂必须要添加在实际试验溶液中,而不是添加在纯食品模拟物中。在纯食品模拟物中而不是在试验食品模拟物中添加强化剂,是某种分析法有效性试验阶段中最常见的缺陷。
另外,应该提供被测物质在迁移试验溶剂中稳定性的数据,见表格3480(附录一)
申请人应运用3组试验样品(每组3个样品)进行强化和回收试验,分别在每组样品中添加不同浓度的强化剂。强化剂的浓度分别是食品模拟物中测得的分析物浓度的0.5倍、1倍和2倍。在FCS没有被检测到的情况下,申请人应确定试验的检测限(LOD)。对于可以定量的分析物浓度,可接受的回收量应遵从的标准见表2-3。
表2-3 建议的标准方法的回收率范围和标准偏差
注:① 如果将从1in2的包装材料上萃取的0.001mg的物质加入到10g食品或食品模拟物中,那么食品中估计的浓度为0.1mg/kg。
在评估分析法的精确度的时候,如果可行的话,个别样品分析结果的差异性可以通过对相似成分(三样品的混合物)进行三重分析法来消除。
根据具体的分析情况,也可采用其他适当的确认程序。比如,用两种不同的分析法对相同的试验溶液进行分析应该是一种可以接受的确认方式。同样,在某些情况下,标准加入法也是可以接受的。比如利用原子吸收光谱分析(AAS)进行金属分析。这种情况下,除了未加强化剂的浓度,至少还应有其他两种在基体中添加了不同浓度强化剂的溶液,并通过计算最小二乘方相关系数来验证标准加入曲线的线性(r>0.995)。
对添加强化剂的样品与空白样品做出验证分析后,申请人需提交具有代表性的光谱或色谱分析图。空白样品的光谱或色谱图可以帮助对无干扰情况做出确认。阐释例证见附录四。
(4)迁移数据库 如果在特定温度下,某个迁移物/聚合物/食品模拟物系统的迁移数据表示一个可预测的迁移-时间关系。例如可以用菲克(Fick)扩散定律来预测在其他温度条件下的迁移。由于这类的试验很难进行这样可能会减少对于某些新应用场合(例如高温条件下的应用)的迁移试验。
比如,在40℃条件下维持10d(240h)所获得的迁移数据显示了菲克扩散行为。结合此迁移数据以及其他温度条件下(如60℃和80℃)获得的迁移数据,就能够利用阿伦尼乌斯曲线(Arrhenius)图推测出蒸馏条件下(121℃/2h和40℃/238h)的迁移运动。前提是在30~130℃的温度下,聚合物的形态不会出现明显变化(如出现玻璃转化或聚合物熔化)。在121℃条件下,每个迁移物、聚合物、食品模拟物的明显扩散系数D可以通过ln D对(vs)1/T(K)图获得。这样在121℃的条件下,2h内的迁移值就可以估算出来。再与40℃条件下,238h后的迁移值加在一起,即可以得到在蒸馏和室温存储条件下总的迁移值。聚合物样品的密度和厚度以及聚合物中迁移物的初始浓度在计算过程中都是必要的。
美国FDA的迁移数据库可作为迁移数据的一个资源库,包括扩散系数及相关聚合物、添加剂的性质。美国FDA不断地从各种途径增编,完善迁移数据,以便将它们用于估算FCS的迁移值。可靠的迁移数据,例如那些符合菲克扩散定律,并提交作为上市前食品接触通告的支持性数据,将被加入到数据库中去。此外,只有在特定的温度条件下,经三次或更多次的时间间隔测定所得到的迁移浓度数据才会被纳入迁移数据库。申请人可以以书信的形式将适合纳入到迁移数据库的数据作为通告、申请或食品添加剂主文件档案的一部分进行提交。食品及药品管理局迁移数据库的资料可通过食品添加剂安全办公室,食品接触通告部门(DFCN)获得。
(5)迁移模拟 如上讨论所示,食品中的迁移水平通常是基于在预期使用条件下或在假定所有的FCS都迁移到食品中的情况下,经分析迁移试验结果而估算出来的。这两种情况在大多数情况下都适合。
第三种可选择的方法与迁移模拟有关。根据选定的试验数据得出的特定迁移物、聚合物、食品模拟物的简单模拟迁移方法在前面的“迁移数据库”已经讨论过。如果采用该方法,无论原始数据是来自美国FDA数据库或公开发表的文献资料,任何在迁移模拟中使用到的原始材料的常数都要正确参考。
最近发展起来一些非纯经验方法。该方法在有限或有时无任何迁移数据的情况下来测定迁移浓度[2,3]。这类扩散模拟取决于扩散系数的估算。扩散系数是在迁移物性质和聚合物物理性质的基础上估算的。在条件有限的情况下,这也许有助于对实验数据的替代或补充。在该扩散模拟应用中,应考虑几个注意事项:首先,聚合物中的迁移物分布应该是均质的。无论是有意的或无意的不均匀分布都会导致非菲克式的迁移。其次,迁移的其他影响因素,如迁移物的分配,质量传递,聚合物形态,迁移物的形状、极性以及聚合物的塑化在该模拟中都没有被考虑。然而,在使用模拟技术预估食品中迁移水平的过程中,应该仔细考虑这些因素。
5.消费者摄入量详见附录一:FDA表格3480第Ⅱ部分,第G节。
利用“(二)4迁移试验和分析方法”部分所列程序计算出的迁移数据,目的在于为因预期FCS的使用导致的最高迁移水平提供估算。在综合考虑迁移数据和可能含有FCS的食品接触物品使用信息后(也就是人们膳食中与可能含有FCS的食品接触物品的接触后的组分),美国FDA会对可能存在的膳食摄入量做出评估。
假定每人每天食品总摄入量为3公斤[kg/(人·d),固体和液体],根据给定的日常膳食中FCS的浓度,就可以估算出含有该浓度产品中FCS的估计日摄入量。日常膳食中1ppm浓度相当于估计日摄入量为1mg FCS/kg食品×3kg食品/(人·d),即3mg FCS/(人·d)。
美国FDA在评估FCS的安全性过程中会用到日常膳食浓度和申请中接触物的估计日摄入量以及所有的累计估计日摄入量(包括正常规范使用(FAP),有效的FCN和TOR)。FCS的累计估计日摄入量用来确定毒性实验的类型,这种试验对在提议的使用环境下确保使用安全性是必要的。所建议的各种层次的毒性试验取决于累计估计日摄入量,它包括所有推荐和容许使用的FCS。例如,已规范的使用,先前已审批的食品接触通告的使用以及本食品接触通告中接触物的使用。所建议的各种层次的毒性试验在题为“关于FCS食品接触通告的准备:毒理学建议(Preparation of Food Contact Notifica-tions for Food Contact Substances:Toxicology Recommendations)的文件中进行了详细地描述。(http://www.fda.gov/FoodGuidances.)。
鉴定大多数一次性用途的FCS的方法如下,对于重复使用的接触物和食品加工设备使用的接触物,膳食摄入风险评估将会对食品接触物品使用寿命时间内,摄入的食品总量进行考虑。
(1)摄入量的计算
①消耗因子:消耗因子指的是接触某种特定包装材料的食品质量与所有包装内的食品质量的比值。包装类别(如金属、玻璃、聚合物和纸)及特定食品接触聚合物的消耗因子值详见附录五的表1。这些因素值是经过分析食品种类的消耗信息,接触包装表面的食品种类信息,每种食品包装类别下食品包装单位的数量信息、容器尺寸分布信息以及被包装食品的质量与包装质量的比值信息后得出的。每当接收到新的信息时,这些因素值可能要作修改。
当美国FDA计算FCS的膳食摄入量时,通常会假定FCS会占据整个目标市场。这种假设反映出可能的市场占有率的不确定性以及调查数据的局限性。因此如果一个公司要求在聚苯乙烯中使用抗氧化剂,也就假定所有生产的食品接触用聚苯乙烯中都使用了同一种抗氧化剂。在某些情况下,如果佐剂只打算在某一部分包装或树脂类物品中使用,那么就要采用代表受调查覆盖率较低的消耗因子值。例如,如果只打算在刚性或半刚性聚氯乙烯中使用稳定剂,那么在评估摄入量时,消耗因子值应该是0.05而不是0.1。这是因为只有50%的食品接触性聚氯乙烯才含有稳定剂。另一个例子是聚苯乙烯区分为耐冲击和非耐冲击性包装类别(详见附录五中表1)。为了减少评估的保守性,美国FDA鼓励申请人提交详细的关于可能会使用通告中FCS的树脂或包装材料的市场信息。
可使用预估最高年产量,估算出消耗因子。如果使用这个消耗因子来计算摄入量,FCS的摄入量则将局限于或低于预估的最高年产量。如果新的预估最高年产量超过目前预估的最高年产量,则需要申请人从新估算消费者的摄入量。
当引入新产品时,新产品最初只作为现有技术的替代产品。如前所述,美国FDA通常在假定新产品会占据整个市场前提下,做出新产品的膳食摄入风险评估。例如,蒸煮袋最初作为有涂层金属罐的替代产品,其消耗因子值确定为0.17。当蒸煮袋实际应用信息不断增加后,消耗因子值就被降低到了0.0004。某些情况下,树脂或包装材料市场数据的提交可能有助于降低消耗因子值。
②食品类分配因数:在使用迁移水平与消耗因子值去获得可能消费量评估数据之前,必须知道与含有FCS的食品接触物品所接触食品的性质。比如,如果在与水质食品接触物品中大量使用FCS,那么在评估可能的膳食摄入风险时,高脂肪食品模拟物中的迁移就没有多少用途。为了解释每种食品接触物品所接触食品的各种性质,美国FDA已计算出每种包装材料的“食品类分配因数”,反映出与每种水、酸、酒精和脂肪接触材料接触的所有食品的比例。常见包装材料类型及聚合物类型的食品类分布因数值 fT详见附录五中表2。
③日常膳食浓度及估计日摄入量(EDI):美国FDA用以下办法,来计算日常膳食中FCS的浓度。与食品接触物品接触的食品中FCS的浓度M:恰当的食品类分布因数值fT乘以迁移水平值Mi。对于食品模拟物来说,Mi代表四种食品类型。根据每种类型食品实际接触食品接触物品的比例,可对每种食品模拟物有效地确定出迁移浓度值。
M=f水和酸(M10%乙醇)+f酒精(M50%乙醇)+f脂肪(M脂肪)
其中M脂肪指食物油或其他高脂肪食品模拟物的迁移浓度值。
用M乘以消耗因子(CF)求得膳食中FCS的浓度,然后用膳食浓度乘以每人每天消耗的食品总量求得估计日摄入量。美国FDA假设每人每天消耗3kg食品(固体和液体食品)。估计日摄入量(EDI)=3kg食品/人·d×M×CF
④累计摄入量(累计估计日摄入量或CEDI):如果《美国联邦法规》21章170~199标准已经规定了该FCS其他用途的使用或在法规阈值(联邦法规21章170.39标准)内属于免检的接触物或是其他有效食品接触通告中的接触物,申请人应评估,在请求和批准使用条件下FCS的累计摄入量。FCS的相关法规信息可登录中国政府印刷局网站http://www.gpoaccess.gov/cfr/index.html,搜索美国联邦法规集,查阅联邦法规21章170~199获得,或直接与美国FDA取得联系。有效的食品接触通告信息以及免检的FCS法规阈值的豁免规定可从美国FDA的网站或与该局联系直接取得。同时,美国FDA在局网站(http://www.fda.gov/Food/default.htm)上还有关于FCS的累计估计日摄入量数据库。
(2)摄入量的细化评估 总的来说,摄入量可以利用上述所示方法进行评估。利用在申请中提供的附加信息,可以进行更为精细的摄入量细化评估。例如对包装材料或树脂类型的进一步细分,可降低某些类型的消耗因子值,从而可以降低计算得到的摄入量。聚氯乙烯分为刚性和塑性两类,聚苯乙烯分为耐冲击和非耐冲击性两类,就是两个很好的例子。再举一个例子,将用于纸制品涂层的聚合物涂料进而细分为聚乙酸乙烯酯涂料,苯乙烯-丁二烯涂料等。如果只在纸制品的苯乙烯-丁二烯涂料中单独使用FCS,而使用聚合物涂层纸的消耗因子值(0.2,见附录五中表1)去计算摄入量,其结果就会有很大的夸大。如上所述,美国FDA鼓励提交使用包括FCS产品的预期市场信息,从而可以将市场占有率进一步细化。
有些情况下,包装物的属性要求提供更详尽的信息,或当申请人认为如果简单地选择附录五中提供的消耗因子(CF)和食品类分配因数值fT会过高估计摄入量,为了便于计算可能含有FCS材料的消耗因子和食品类分配因数fT值,就需要提交以下类型的数据。
食品与利用以下数据决定使用的包装材料的摄入总量估计:
a.包装材料单位数据(单位的数量及单位的尺寸分配),或
b.所生产的,需接触食品的包装材料总质量,容器尺寸分配以及包装食品质量与包装质量的比值。
c.可能与食品接触物品接触的食品的特性,并附上支持(说明)文件,以及可能的食品类分配因数值fT。
d.能解释仅部分包装材料或树脂类型的包装物会被申请所影响的信息。
e.能影响被接触的食品种类或部分可能被接触的食品的技术限制办法。
6.参考资料格式
所有在FCS食品接触通告和食品添加剂申请中参考的发表或未发表的研究报告和资料应注明所参考报告和资料的作者和出版年份。每一个出版发表的参考文献应包括所有作者的姓名、出版年份、完整的文章标题、参考页码以及杂志或出版商名。如是参考书,应包括书名、版本、编辑或作者的姓名及出版商名。如是未发表的参考资料,应提供所有作者姓名,研究项目的赞助人,进行研究的实验室,最后报告的日期和名称,报告的识别号码,以及所参考内容的页码。如是政府文献,则应包括部、局或研究所的名称,出版者的地址,发行者,发行年份,参考的页码,出版的系列,报告号码或专著的号码。
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