Projet « PackSafe » : Integrated chemical safety assessment of food contact articles

La loi française AGEC (loi n°2020-105) relative à la lutte contre le gaspillage et à l'économie circulaire impose le recyclage de tous les plastiques à partir du 1^er janvier 2025, ce qui est très impactant pour le secteur des matériaux au contact des aliments (MCDA). L'objectif est ambitieux mais conforme à la politique européenne fixée par la directive (CE) n° 2019/904 : réutilisation des emballages (10 % des emballages d'ici 2027) et des matériaux recyclés (30 % des matériaux recyclés d'ici 2030).

L'introduction de matière recyclée remet en cause les principes de pureté des plastiques utilisés (monomères et additifs) et les concepts de migration utilisés pour les évaluer (liste positive, limite de migration spécifique) selon le règlement (CE) n° 10/2011.

La généralisation des matériaux recyclés introduit de nouveaux problèmes qui n'étaient pas envisagés dans les textes fondateurs : une variabilité extrême des lots recyclés, l'utilisation de matériaux ayant subi plusieurs cycles de recyclage, un sourcing mixte (applications contact alimentaire et non contact alimentaire recyclés (interne ou externe à l'UE), la combinaison de matériaux non décontaminés et décontaminés (par exemple, utilisés derrière une barrière fonctionnelle en matériau recyclé mais non décontaminé) et l'utilisation de plusieurs types de matériaux dans des mélanges ou des complexes. La situation devient encore plus complexe avec l'utilisation croissante de combinaisons de matières cellulosiques et de plastiques recyclés. L'absence de normes entre matériaux, entre États membres, matériaux vierges et recyclés, et la fragmentation des chaînes d'approvisionnement (collecteurs, recycleurs, transformateurs, importateurs) ne permettent pas garantir une sécurité alimentaire homogène La crise des huiles minérales et la contamination généralisée des denrées alimentaires par un Les substances aromatiques potentiellement cancérigènes illustrent la nécessité absolue de modifier les procédures actuelles de gestion des risques avec des méthodes efficaces d'évaluation de la sécurité applicables aux mélanges complexes contenant des contaminants inconnus.

L'idée centrale du projet PackSafe est de gérer simultanément toutes les substances présentes dans un MCDA et susceptibles de migrer vers les aliments pour une évaluation de sécurité intégrée afin de s'assurer que le MCDA ne libère aucun produit chimique dangereux.

Pour cela, le projet vise à développer une méthodologie générique pour évaluer la sécurité des MCDA contenant des IAS (substances ajoutées intentionnellement) et NIAS (substances non ajoutées intentionnellement), quelle que soit leur origine et selon plusieurs paramètres toxicologiques. L'objectif central est d'optimiser les conditions d'extraction des matériaux (plastiques, papier/carton, composites) pour standardiser et fiabiliser les biotests in vitro. L'interprétation des biotests sera couplée à une analyse chimique non ciblée et au traitement des données et à la modélisation de la migration pour une évaluation intégrée de la sécurité des extraits complexes. Cette recherche soutiendra un besoin pour l'évolution future de la réglementation de l'UE sur les MCDA.

Le projet est divisé en six tâches complémentaires (T0..T5) comme résumés dans la figure ci-dessous.

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Des biotests sont actuellement utilisés pour évaluer la sécurité des MCDA (cartons, polymères, verre, adhésifs,) en termes d'activités cytotoxiques/génotoxiques et de perturbation endocrinienne potentielle. Ils apportent des informations supplémentaires par rapport à l'analyse NIAS dans la mesure où ils sont capables de capturer les effets cocktails obtenus par les interactions entre les produits chimiques dans les extraits. Cependant, ils doivent être mieux standardisés pour une utilisation spécifique avec les MCDA afin d'éviter les « fausses réponses » dues à la composition complexe de l'extrait.

La production des échantillons (WP1) et leur préparation (WP2), qui nécessite une étape de concentration, sont des étapes clés pour une bonne utilisation des biotests. En effet, une solubilité insuffisante et le problème de quenching à une quantité élevée d'oligomères peuvent conduire à des résultats erronés. Une technique d'extraction de matériaux avec des solvants biocompatibles sera développée. Pour gagner en sensibilité et en robustesse des essais biologiques, une nouvelle méthodologie de préparation d'échantillons pour le nettoyage et le fractionnement des extraits sera générée. Dans le but de s'assurer de la représentativité des extraits, l’empreinte chimique des extraits sera réalisée avec diverses techniques analytiques (RMN 1H, GC-MS, LC-MS, etc.).

La tâche WP3 a pour l’objectif d’identifier le ou les biotests les plus appropriés en fonction du critère d'évaluation toxicologique étudié (cyto/génotoxicité, activités hormonales pour la perturbation endocrinienne). Le seuil de détection du biotest doit être déterminé en fonction de sa spécificité et de sa sensibilité. La production des données toxicologiques pertinentes en parallèle à l'analyse des spectres chimiques sera effectuée sur des extraits et fractions représentatifs pour alimenter la base de données.  

La détection des composés et l'évaluation des risques associés seront effectuées dans un environnement open source modulaire et programmable (WP4). L'environnement sera créé en rassemblant de nombreux outils éprouvés et des bases de données déjà consolidées. Les développements se concentreront sur la conception de pipelines et d'interfaces d'applications entre des modules actuellement incompatibles et sur la construction d'une approche bayésienne globale de l'échelle de gravité.

Comme résultats attendus, une boîte à outils de décision sera distribuée sous forme de projet open-source avec les bases de données et les outils numériques. Ces outils efficaces et rentables aideront les industries de l'emballage et alimentaires à garantir la sécurité sanitaire de leurs matériaux, se conformer aux récentes réglementations MCDA et apporter une réponse rapide à l'évolution attendue du marché vers des matériaux recyclés, biodégradables ou emballages réutilisés.

L'approche globale et pragmatique utilisant la stratégie (migration/identification des dangers/identification chimique) pour la sécurité des MCDA augmentera également l'innovation car les causalités dans la génération de NIAS peuvent être décrites puis évitées. Une nouvelle stratégie menant à une approche d'arbre de décision pour l'évaluation des risques des NIAS sera développée scientifiquement, étayant les documents d'orientation pour les agences nationales et européennes. Il aidera les organismes publics à prendre des décisions dans des situations complexes et à faire face à l'incertitude.

Utilisés en amont de la conception des emballages, ces outils favoriseront l'innovation (Safe-by-Design) et assureront un gain de compétitivité pour le secteur de l'emballage, les entreprises agroalimentaires, les recycleurs. Une évaluation plus rapide de la sécurité peut amener les innovations plus rapidement sur le marché. La méthodologie développée pourrait être généralisée à des domaines extérieurs où le danger de substances inconnues dans des mélanges complexes doit être évalué, comme par exemple l'industrie pharmaceutique (par exemple, extraits de plantes), les fournisseurs de dispositifs médicaux, les cosmétiques. Le résultat attendu du projet est l'extension des connaissances scientifiques fondamentales sur les NIAS et le développement d'une approche chimique et toxicologique intégrée basée sur l'expertise en technologie d'emballage, la chimie analytique avec des méthodes innovantes de traitement des données et l'évaluation des dangers.

7^e édition de la conférence ILSI

Poster

Severin, I.; Nguyen, P.-M.; Platel, A.; Lyathaud, C.; Julien, J. M.; Kermorvant, J.; Moche, H.; Vitrac, O.; Domenek, S.; Chagnon, M.-C. PACKSAFE: Integrated chemical safety assessment of food contact articles (ANR-21-CE21-0004 project: 2022-2025). 7^th International Packaging Materials Symposium (ILSI), May 3-6. Digital event, 2022.