Neue Studie zeigt, dass die Migration von Chemikalien aus Weinverpackungsmaterialien Sicherheits- und Qualitätsprobleme aufwirft

Jüngste Forschungsarbeiten unter der Leitung von Niki C. Maragou und Kollegen von der Nationalen und Kapodistrianischen Universität Athen, der Universität von West-Attika und der Universität Aarhus haben der Migration chemischer Stoffe aus Materialien, die mit Wein in Berührung kommen, neue Aufmerksamkeit geschenkt. Die Studie, die im Juli 2024 in der Fachzeitschrift Applied Sciences veröffentlicht wurde, untersucht, wie verschiedene Verpackungs- und Lagermaterialien sowohl industrielle als auch natürlich vorkommende Chemikalien in den Wein übertragen können, was dessen Sicherheit und Qualität beeinträchtigen könnte.

Wein ist ein weltweit konsumiertes Getränk, von dem im Jahr 2022 schätzungsweise 232 Millionen Hektoliter konsumiert werden. Auf dem Weg von der Herstellung bis zum Verbrauch kommt Wein mit einer Reihe von Materialien in Berührung, darunter Glasflaschen, Korken, Kunststoffverschlüsse, Edelstahltanks, Eichenfässer, PET-Flaschen, Pappkartons und Aluminiumdosen. Diese Materialien sind so konzipiert, dass sie den Wein vor Gefahren schützen und seine Zusammensetzung bewahren. Die Migration von Chemikalien aus diesen Materialien in den Wein ist jedoch ein anerkanntes Phänomen, das überwacht werden muss.

In diesem Bericht wird zwischen zwei Hauptkategorien von migrierenden Stoffen unterschieden: solche industriellen Ursprungs - wie Zusatzstoffe, Monomere, Weichmacher, Antioxidantien und Nebenprodukte, die bei der Herstellung verwendet werden - und solche natürlichen Ursprungs, hauptsächlich aus Kork (wie Tannine), die die sensorischen Eigenschaften von Wein beeinträchtigen können. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf industriellen Verunreinigungen aufgrund ihrer potenziellen Sicherheitsrisiken.

Migrationstests wurden in erster Linie bei Korken und deren Verschlüssen durchgeführt. Andere Materialien wie PET-Flaschen mit Aluminiumverschlüssen, Pappkartons, Edelstahltanks und Eichenfässer wurden auf chemische Migration untersucht, und zwar hauptsächlich durch direkte Analyse des Weins und nicht durch kontrollierte Migrationstests. Zu den am häufigsten verwendeten Analyseverfahren gehören die Gaschromatographie (GC) und die Flüssigchromatographie (LC) in Verbindung mit der Massenspektrometrie (MS) für organische Verbindungen sowie die Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES) und ICP-MS für die Elementaranalyse.

Zu den Substanzen, die in den Wein migriert sind, gehören zugelassene Zusatzstoffe wie Phthalat-Weichmacher (die zur Flexibilisierung von Kunststoffen verwendet werden), Monomere wie Bisphenol A (BPA), Antioxidantien wie Irganox 1010, nicht zugelassene Stoffe wie Butylparaben, Abbauprodukte wie Nonylphenol, Nebenprodukte von Polyurethan-Klebstoffen, Oligomere, Fotoinitiatoren von Druckfarben aus Etiketten oder Verpackungsdrucken sowie anorganische Elemente einschließlich Metalle. Es gibt auch erste Hinweise auf die Migration von Mikroplastik.

In dem Bericht wird hervorgehoben, dass Glas zwar aufgrund seiner Inertheit und der von den Verbrauchern wahrgenommenen Qualität nach wie vor das traditionellste Verpackungsmaterial ist, alternative Verpackungslösungen jedoch aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen immer beliebter werden. Zu diesen Alternativen gehören leichte Glasflaschen, Bag-in-Box-Systeme (bei denen Kunststoffbeutel in Pappschachteln verwendet werden), PET-Flaschen (einschließlich solcher aus recyceltem Material), aseptische Kartons wie TetraPak®, papierbasierte Flaschen wie Frugalpac® und Aluminiumdosen. Jedes Material stellt hinsichtlich der Migration von Chemikalien eine besondere Herausforderung dar.

Korken können beispielsweise sowohl nützliche Polyphenole als auch unerwünschte Verbindungen freisetzen, die als Korkgeschmack" bekannt sind, wie z. B. 2,4,6-Trichloranisol (TCA), das einen muffigen Geruch verleiht. Diese unerwünschten Verbindungen stammen oft von mikrobiellen Aktivitäten oder Umweltverschmutzungen wie Pestiziden oder Bleichmitteln, die bei der Korkverarbeitung verwendet werden.

Kunststoffverschlüsse und PET-Flaschen können Phthalate oder andere Weichmacher freisetzen. Aluminiumdosen benötigen eine Innenauskleidung, um Korrosion zu verhindern; diese Auskleidungen enthalten oft BPA oder ähnliche Chemikalien, die in säurehaltige Getränke wie Wein übergehen können. Kartons aus Pappe verwenden Schichten aus Polyethylen und Aluminiumfolie, um Barriereeigenschaften zu erzielen, können aber auch migrierende Substanzen enthalten.

Die europäischen Vorschriften legen strenge Grenzwerte für die Arten und Mengen von Chemikalien fest, die aus Materialien, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, in Verbrauchsgüter übergehen können. Die Rahmenverordnung (EG) 1935/2004 schreibt vor, dass Materialien keine Bestandteile in Mengen an Lebensmittel abgeben dürfen, die die Gesundheit gefährden oder die Zusammensetzung oder den Geschmack von Lebensmitteln verändern könnten. Es gibt spezifische Vorschriften für Kunststoffe (EU Nr. 10/2011), Keramik (Richtlinie 84/500/EWG des Rates), recycelte Kunststoffe (EU 2022/1616) und Höchstwerte für bestimmte Metalle in Wein (EU 2023/915).

Die Migration hängt von mehreren Faktoren ab: von der Art des Materials (Zusammensetzung, Dicke, Durchlässigkeit), von der Beschaffenheit des Weins (Alkoholgehalt, pH-Wert), von den Kontaktbedingungen (Temperatur und Dauer) und davon, ob der Stoff bei der Herstellung absichtlich zugesetzt wurde oder als nicht absichtlich zugesetzter Stoff (NIAS) vorliegt. Zu den NIAS können Abbauprodukte aus dem Polymerabbau oder Verunreinigungen aus recycelten Materialien gehören.

Die von Maragous Team ausgewerteten analytischen Studien zeigen, dass bei Migrationstests in der Regel Simulanzien wie Ethanol-Wasser-Gemische oder Essigsäurelösungen verwendet werden, um die Eigenschaften von Wein unter kontrollierten Bedingungen nachzuahmen. Bei den Tests werden häufig Korken oder Verschlüsse diesen Simulanzien bei erhöhten Temperaturen über einen bestimmten Zeitraum ausgesetzt, bevor die Extrakte mit GC-MS- oder LC-MS-Methoden analysiert werden.

Gezielte Analysen konzentrieren sich auf bestimmte bekannte Verunreinigungen unter Verwendung von Referenzstandards; ungezielte Ansätze suchen mit hochauflösender Massenspektrometrie in Kombination mit fortschrittlichen Datenanalysetools nach unbekannten Migranten. So haben jüngste Studien nicht nur bekannte Zusatzstoffe identifiziert, sondern auch bisher unbekannte Oligomere und Reaktionsnebenprodukte, die während der Lagerung entstehen.

Der Bericht weist auf erhebliche Wissenslücken hin: Die meisten Migrationsstudien konzentrieren sich auf Korken oder Verschlüsse und nicht auf die gesamte Palette der heute in der Industrie verwendeten Verpackungsmaterialien; es gibt nur begrenzte Forschung zu Weinen mit höherem Alkoholgehalt; und umfassende Arbeitsabläufe, die gezielte, verdächtige und nicht gezielte Analysen kombinieren, befinden sich noch in der Entwicklung.

Die Autoren fordern weitere Forschungen unter Einsatz fortschrittlicher Analysetechniken, um die chemische Migration aus allen Arten von Weinkontaktmaterialien besser zu verstehen. Dies wird eine effektivere Risikobewertung und Managementstrategien unterstützen, um sowohl die Sicherheit als auch die Qualität von Weinen zu gewährleisten, während sich die Verpackungstechnologien weiter entwickeln.