Czy wody butelkowane mogą zastąpić wodę wodociągową?

Dodano 06-05-2017 przez Jacek Gąsiorowski

Woda wodociągowa wśród swoich odbiorców często budzi wiele zastrzeżeń. Czasami jest to nawet uzasadnione. Jednak w większości przypadków zastrzeżenia te wynikają z obiegowo powtarzanych, bezpodstawnych opinii wygłaszanych bez jakiegokolwiek oparcia w naukowych przesłankach.


Na kształtowanie opinii przeciętnego odbiorcy największy wpływ mają właściwości organoleptyczne wody – jej smak i zapach

Szczególnie negatywny wpływ na ocenę wody wodociągowej ma obecność stosowanego do dezynfekcji chloru. Jest on wyczuwalny w wodzie, budząc ciągle niepokój i wywołując spore uprzedzenia, pomimo tego, że na stacjach uzdatniania wody wnikliwie kontroluje się obecność prekursorów trihalometanów (THM), tzn. zawartości materii organicznej. W razie konieczności usuwa się go z wody lub też wprowadza inne środki dezynfekujące, które nie powodują powstawania THM.Na zmianę jakości wody może mieć również wpływ system dystrybucji wody. Woda prawidłowo oczyszczona, zgodnie z obowiązującymi normami, jest rozprowadzana bardzo często rozległą siecią wodociągową. Postępująca korozja w sieci może przyczyniać się do istotnego pogorszenia się parametrów fizyczno-chemicznych wody, a także jej składu bakteriologicznego. Wówczas konsument może być narażony na spożywanie wody o podwyższonej barwie i mętności oraz o nieprzyjemnym smaku i zapachu.

W ostatnich latach bardzo popularnym, a wręcz nawet modnym, stało się picie wody butelkowanej. Z roku na rok można zaobserwować systematyczny wzrost spożycia wód mineralnych, zarówno gazowanych jak i niegazowanych. Wynika to głównie z przekonania, wśród zwolenników wody butelkowanej, że ich jakość i walory zdrowotne nie budzą żadnych zastrzeżeń. Potwierdzeniem tego jest umiejętnie prowadzona reklama producentów wód mineralnych utwierdzająca konsumentów w przekonaniu o wyjątkowości tych produktów. Niestety wody butelkowane mogą zawierać niepożądane zanieczyszczenia, które przedostają się z materiałów opakowań. Poza tym, jeśli są nieprawidłowo przechowywane, mogą być narażone na różnego rodzaju skażenia bakteriologiczne. Często bywa tak, że jakość wody wodociągowej jest dużo lepsza niż wody butelkowanej. Wynika to choćby z faktu, iż przy produkcji wód mineralnych główną uwagę skupia się na składnikach nieorganicznych (czyli na zawartościzwiązków mineralnych), natomiast w ogóle nie bada się zawartości związków organicznych.

Wody, które są rozlewane do butelek i innych pojemników dzielone są na: mineralne, źródlane, stołowe i lecznicze. W 1911 roku na Międzynarodowym Kongresie Balneologicznym w Nauheim (Niemcy) po raz pierwszy zdefiniowano pojęcie wody mineralnej. Uznano wówczas, że wodami mineralnymi będzie uznawać się wody wydobywane spod ziemi, które w 1 litrze zawierają co najmniej 1000 mg składników mineralnych.


   
Aktualnie w hydrogeologii czynnikiem klasyfikującym wody jest także mineralizacja ogólna. Na tej podstawie wprowadzono podział wód podziemnych na 3 grupy:

  • wody mineralne, które charakteryzują się ogólną mineralizacją na poziomie 1000 mg/dm3 i więcej;
  • akratopegi, o mineralizacji w granicach 500 - 1000 mg/dm3;
  • wody naturalne i słodkie, których ogólna mineralizacja wynosi mniej niż 500 mg soli mineralnych w 1 dm3.

W Polsce, podobną definicję wody mineralnej, wprowadzono w roku 1954 na I Ogólnopolskim Zjeździe Balneologicznym w Inowrocławiu.

Skład chemiczny wód mineralnych oraz wydajność źródeł zależą od głębokości i rodzaju podłoża geologicznego, warunków atmosferycznych oraz ukształtowania terenu. Zawarte w skałach składniki chemiczne są wypłukiwane przez wodę, co powoduje nasycanie jej minerałami. Rozpuszczaniu niektórych składników skał w wodzie sprzyja obecność tlenku węgla IV. Ma on w wodzie właściwości słabego kwasu. W związku z tym, w wodach mineralnych mogą występować, w zależności od ich właściwości, wszystkie pierwiastki występujące w przyrodzie. Klasyfikuje się je na kilka grup:

  • pierwiastki główne (makroelementy): wodór, tlen, węgiel, sód, potas, magnez, wapń, chlor, mangan, żelazo, jod, brom, siarka;
  • pierwiastki rzadkie (mikroelementy): bor, lit, cynk, miedź, fosfor, arsen, kobalt, chrom, srebro, ołów, bar, nikiel;
  • pierwiastki śladowe: złoto, rtęć, rubid;
  • pierwiastki promieniotwórcze: radon, rad, uran, tor.

Najczęściej są butelkowane naturalne wody podziemne o pożądanych właściwościach biologiczno-chemicznych. Są one wydobywane na powierzchnię z podziemnego odwiertu za pomocą ujęć zaopatrzonych w odpowiedni zespół urządzeń służących do eksploatacji i zabezpieczenia przed zanieczyszczeniem.

W Polsce wody butelkowane przeznaczone do picia powinny spełniać wymagania zawarte w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dn. 20. kwietnia 2010 roku. Według tego rozporządzenia można wyróżnić:

  • wodę mineralną – jest to woda pochodząca z udokumentowanych zasobów wody podziemnej. Wydobywana jest jednym lub kilkoma otworami naturalnymi lub wierconymi. Uznaje się ją jako pierwotnie czystą pod względem mikrobiologicznym i chemicznym. Charakteryzuje się stabilnym składem mineralnym i wpływa korzystnie na zdrowie ludzi. Klasyfikowana jest pod względem geologicznym i hydrogeologicznym, fizycznym, chemicznym i fizyko-chemicznym, mikrobiologicznym lub farmakologicznym, fizjologicznym i klinicznym. Ostatnia z wymienionych klasyfikacji nie jest obowiązkowa, gdy naturalna woda po zabutelkowaniu zawiera co najmniej 1000 mg/dm3 rozpuszczonych składników mineralnych lub co najmniej 250 mg/dm3 wolnego tlenku węgla IV naturalnego pochodzenia. Poza tym, nie ocenia się również wód, które zawierają wyższe stężenia wapnia, magnezu, jodków, sodu, żelaza, chlorków, siarczanów VI, wodorowęglanów lub fluorków niż stężenie dopuszczalne dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Aktualnie wody mineralne dzieli się na 4 kategorie:

  • wysokozmineralizowane – mające powyżej 1500 mg/dm3 składników mineralnych. Są one najbardziej wartościowe dla zdrowia człowieka. Mogą wzbogacać dietę o pewne ilości składników mineralnych lub zapewnić odpowiednią ilość tych składników oddziaływujących korzystnie fizjologicznie na organizm. Nie poleca się tego rodzaju wód osobom z nadciśnieniem, chorobami serca, nerek i z cukrzycą.
     
  • średniozmineralizowane – mające od 500 do 1500 mg/dm3 składników mineralnych. Mogą one spełniać funkcję profilaktyczną wspomagając utrzymanie odpowiedniego poziomu minerałów w organizmie. Zdrowy człowiek powinien wybierać tego typu wody.
     
  • niskozmineralizowane – mające nie więcej niż 500 mg/dm3 składników mineralnych. Są to wody należące do grupy wód nie mających żadnego znaczenia zdrowotnego. Ze względu na swoją pierwotną czystość są one polecane do przygotowywania posiłków, szczególnie dla niemowląt, do parzenia kawy, herbaty, ziół itp. Często uznaje się je jako alternatywę dla wody wodociągowej.
     
  •  bardzo niskozmineralizowane – mające nie więcej niż 50 mg/dm3 składników mineralnych. Dotychczas wody te nie występują na polskim rynku.
     
  • woda źródlana – jest to woda pochodząca z udokumentowanych zasobów podziemnych. Podobnie jak woda mineralna wydobywana jest jednym lub kilkoma otworami naturalnymi lub wierconymi oraz uznawana jest jako pierwotnie czysta pod względem mikrobiologicznym i chemicznym. Pod kątem właściwości i składu mineralnego nie różni się od wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi określonej w Rozporządzeniu dotyczącym jakości wody do picia.
     
  • woda stołowa – jest to woda otrzymana po dodaniu do wody źródlanej, wody mineralnej lub soli mineralnych, tj. sodu, magnezu, wapnia, chlorków, siarczanów VI, wodorowęglanów.
     

Obecnie w Polsce produkowanych jest kilkaset rodzajów wód butelkowanych, ale tylko 30 z nich można zaliczyć do wód mineralnych o zawartości w 1 dm3 ponad 1000 mg składników mineralnych. Pozostałe wody to wody średnio-zmineralizowane o różnej mineralizacji lub wody źródlane bez znaczącej ilości składników mineralnych.

Zgodnie z wytycznymi określonymi w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia naturalne wody mineralne mogą być poddawane tylko niektórym procesom oczyszczania. Już na poziomie ujęcia wymagają specjalnego traktowania i zgodnie z obowiązującymi przepisami powinny być doprowadzane do rozlewni tylko i wyłącznie instalacją wykonaną z materiałów spełniających wymagania określone dla materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Rozlewnie powinny być usytuowane jak najbliżej ujęcia w specjalnych budynkach.

W produkcji naturalnych wód mineralnych zastosowanie znajdują następujące procesy technologiczne:

  • filtracja, czasami poprzedzona dodatkowym napowietrzaniem i sedymentacją osadów- usuwane są wówczas składniki nietrwałe, tj. związki żelaza, manganu i siarki;
  • napowietrzanie za pomocą powietrza wzbogaconego o ozon - przy stężeniu nie wyższym niż 50 µg/dm3, do usuwania np. związków żelaza, manganu, arsenu, siarki;
  • częściowego lub całkowitego usuwania z wody tlenku węgla IV - jeśli woda została zakwalifikowana jako naturalna woda mineralna, ze względu na naturalną zawartość CO2, to niedopuszczalnym jest jej odgazowywanie;
  • nasycanie wody tlenkiem węgla IV.

W produkcji wody mineralnej niedozwolonym jest stosowanie jakichkolwiek środków dezynfekujących (np. chloru, tlenku chloru IV, chloramin, ozonu). Zabronionym jest również stosowanie technologii, które wpływają na zmianę mikroflory, m. in. fotochemicznych procesów z wykorzystaniem promieniowania UV czy nanofiltracji. Wymaganym jest, aby wody mineralne zachowywały właściwości fizyczno-chemiczne oraz mikrobiologiczne charakterystyczne dla danego źródła. W każdym ujęciu obecne są drobnoustroje autochtoniczne.

 
Należą do nich głównie bakterie z rodzajów:  
AchromobacterFlavobacteriumAlcaligenesAcinetobacterCytophagaPseudomonasMoraxella.

Oprócz nich często pojawiają się bakterie żelazowe, manganowe lub siarkowe. Z kolei w wodach podziemnych przeważają bakterie psychrofilne odporne na niskie temperatury. Po wydobyciu i rozlaniu wody do butelek szybkość namnażania się drobnoustrojów autochtonicznych zależy od rodzaju źródła, dostępu tlenu, pH, zawartości substancji organicznych, wpływu światła oraz typu opakowania i może osiągać nawet wartość 10w 1 ml wody w temperaturze 37oC. Mogą one odgrywać pożyteczną rolę w ograniczaniu namnażania się bakterii patogennych oraz stanowić skuteczną barierę dla zewnętrznych drobnoustrojów. Przykładem może być obniżona żywotność chorobotwórczych komórek Pseudomonas aeruginosa w wodzie zawierającej bakterie autochtoniczne. Dla organizmu człowieka bakterie te nie są szkodliwe, ponieważ nie są zdolne do rozwijania się w przewodzie pokarmowym, głównie ze względu na obecność bakterii jelitowych. 

Jeśli na etapie odwiertów zostanie wykryta obecność drobnoustrojów chorobotwórczych, źródła takie nie powinny być dopuszczane do produkcji wód mineralnych butelkowanych. Zastosowanie dozwolonych procesów oczyszczania wód mineralnych niestety nie zapewni ich usunięcia. Woda w butelce po 12 godzinach od rozlania powinna wykazywać te same właściwości co woda pobrana z ujęcia.

Zakres badań wód mineralnych powinien potwierdzać brak pasożytów, drobnoustrojów chorobotwórczych, bakterii z grupy coli, paciorkowców kałowych, Clostridium redukujących siarczany IV i in. Czasami zdarza się tak, że woda mineralna badana na ujęciu nie wykazuje obecności bakterii patogennych, ale pojawiają się one w badaniach końcowego produktu. Świadczy to jednoznacznie o zanieczyszczeniu ciągu technologicznego i należy wtedy wstrzymać produkcję wody. W takim przypadku można użyć środków dezynfekujących ale tylko do urządzeń linii produkcyjnej.

Schemat przykładowego ciągu technologicznego do produkcji butelkowanej wody mineralnej nasycanej CO2 przedstawiono poniżej. Ważnym jest, aby na żadnym etapie produkcji nie wprowadzić do układu bakterii, gdyż nie ma możliwości ich późniejszego usunięcia. Napowietrzanie wody powinno być także zabezpieczone przed możliwością skażenia bakteriami np. poprzez wstępne filtrowanie. Natomiast butelki przygotowywane do napełniania powinny być płukane np. wodą ozonowaną. Dopuszczalne maksymalne stężenia w wodzie mineralnej powinny być bardzo podobne do tych ustalonych dla wody wodociągowej.

Przy znakowaniu wód naturalnych producent ma obowiązek umieszczać informacje na etykietach butelek. Dopuszczalne odchylenia od deklarowanego przez producenta na etykiecie stężenia poszczególnych składników mogą się różnić nie więcej niż o 20%.

W czasie produkcji wód mineralnych szczególną uwagę zwraca się na utrzymanie prawidłowych parametrów mikrobiologicznych oraz składników mineralnych kontrolowanych zarówno w wodach przy samym ujęciu, jak i w produktach końcowych. Obecność związków organicznych w wodach butelkowanych nie jest rutynowo monitorowana pomimo tego, że jest bardzo istotna ze względu na niekontrolowany rozwój bakterii w wodzie oraz na pogorszenie jej właściwości sensorycznych. Związki te mogą pochodzić nie tylko z samej wody naturalnej przeznaczonej do produkcji ale również ze stosowanych procesów technologicznych oraz z opakowań z tworzyw sztucznych i produktów ich degradacji. We wzajemnym kontakcie produktu spożywanego z opakowaniem dochodzi do migracji substancji organicznych. Wielkość tego zjawiska zależy przede wszystkim od właściwości substancji migrującej, polimeru, rodzaju produktu spożywczego i temperatury. Bardzo ważne są wielkość i kształt cząsteczki migrującej oraz wielkość i ilość mikroszczelin w materiale opakowania (zależna od gęstości, krystaliczności, stopnia usieciowania oraz temperatury zeszklenia polimeru). 


Czasami niektóre produkty spożywcze, w tym także napoje, mogą przyspieszać proces migracji, penetrując w głąb tworzywa, częściowo zmieniając jego strukturę fizyczną i powodując wzrost ruchliwości substancji. Migracja może także przebiegać z żywności do opakowania. Przy powtórnym zastosowaniu tego samego opakowania, związki zaabsorbowane podczas pierwszego użycia mogą dostawać się do kolejnych produktów spożywczych. Ponadto, w opakowaniach, oprócz pozostałości produktów spożywczych mogą znajdować się również substancje toksyczne np. atrament i klej z etykiet lub inne chemikalia, które dostały się do nich przypadkowo albo też w wyniku użycia ich niezgodnego z przeznaczeniem. Towarzyszące butelkom z tworzyw sztucznych zjawisko migracji może potencjalnie zmienić właściwości wody. Zgodnie z obowiązującymi przepisami, z materiałów do kontaktu z żywnością, nie mogą migrować substancje w ilościach stanowiących zagrożenie dla zdrowia lub powodujących niepożądane zmiany cech organoleptycznych produktów spożywczych. Dla popularnych opakowań plastikowych opracowano standardowe testy, które są oparte na grawimetrycznym oznaczeniu nielotnych substancji migrujących z materiału do żywności. W tego typu badaniach żywność jest zastępowana płynem modelowym (najczęściej woda destylowana, 3% kwas octowy, 15% lub 100% etanol, olej słonecznikowy lub olej z oliwek) a testy prowadzone są w temperaturze 40oC przez okres 10 dni. Zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej odnoszącymi się do wyrobów z PET, dopuszczalne wartości migracji całkowitej ustalono na poziomie 10 mg/dm3 lub 60 mg/kg.

Opakowania z PP i HDPE powinny spełniać te same wymagania co opakowania PET. Grupą związków potencjalnie migrujących z tego typu opakowań są lotne produkty degradacji, powstające w reakcjach utleniania i w przemianach termicznych. W butelkach HDPE wykryto ponad 60 różnych związków organicznych C5 – C20, m. in. alkany, alkeny, ketony, fenole oraz aldehydy. Natomiast pod wpływem degradacji z butelek PET uwalniane są aldehydy np. acetaldehyd, formaldehyd, propanal, butanal, pentanal, heksanal, heptanal, oktanal, glioksal i in. 

Na uwalnianie się niepożądanych związków organicznych z opakowań ma również wpływ używanie żywic. W produkcji wód mineralnych istotna jest ich jakość. Bywa czasami tak, że materiał wyjściowy do produkcji butelek jest zanieczyszczony granulatem z recyklingu, co może niekorzystnie wpływać na jakość magazynowanej wody.

Do migracji związków organicznych mogą także przyczyniać się polimery (tj. polipropylen i polietylen) wykorzystywane do produkcji nakrętek. Największe znaczenie mają aldehydy i ketony. Z powodu swojej polarności związki te łatwo przedostają się do wody. Cechują się charakterystycznym zapachem i są wyczuwalne nawet przy stężeniu od kilku do kilkunastu mikrogramów w 1 litrze. Aldehydy o wyższych masach cząsteczkowych mogą przedostawać się do wody także z polietylenowych nakrętek. Chociaż materiał nakrętki ma relatywnie małą powierzchnię kontaktu z wodą to i tak może wpływać na zmianę smaku i zapachu wody.

Na migrację niepożądanych związków z opakowań istotny wpływ ma temperatura otoczenia i dostęp światła (czyli warunki przechowywania butelek z wodą mineralną) oraz czas kontaktu wody z materiałem butelki. Wody magazynowane w wyższych temperaturach odznaczają się wyższym stężeniem związków karbonylowych. Dłuższy czas magazynowania oraz ekspozycja na promieniowanie UVA i UVB powoduje także wzrost stężenia aldehydów. Przechowywanie wody w niskiej temperaturze też nie chroni jej przed wzrostem ilości aldehydów i migracją innych szkodliwych związków. Aldehydy stanowią doskonałą pożywkę dla fauny występującej naturalnie w wodach mineralnych, gdyż należą do grupy związków łatwo biodegradowalnych. Zatem wraz z migracją związków organicznych w butelkach napojów niegazowanych zachodzi niebezpieczeństwo niekontrolowanego rozwoju bakterii. Mikroorganizmy wykorzystują migrujące aldehydy jako źródło węgla przyswajalnego. Natomiast w butelkach wód gazowanych powstaje sprzyjające środowisko do utrzymywania się przez dłuższy czas migrujących z materiałów butelki aldehydów. Stąd też, obserwuje się znacznie wyższe stężenia aldehydów w wodach gazowanych niż w wodach niegazowanych. 

Aktualnie do pakowania napojów i wód mineralnych najczęściej używane są butelki z poli(tereftalanu etylenu) (PET). Często wykorzystywane są one także do pakowania olejów jadalnych, napojów alkoholowych i innych produktów spożywczych nadających się do podgrzewania w kuchenkach mikrofalowych. Do zalet stosowania butelek z PET można zaliczyć:

  • dobrą wytrzymałość mechaniczną,
  • niską gramaturę,
  • przezroczystość zbliżoną do szkła,
  • dość niską cenę w porównaniu do opakowań ze szkła,
  • sterylne warunki wytwarzania,
  • energooszczędną produkcję,
  • możliwość utylizacji i recyklingu.

Z punktu widzenia konsumenta istotnym jest zatem czas produkcji, okres przydatności do spożycia wód mineralnych, rodzaj opakowania oraz sposób ich magazynowania.

Tagi

Masz pytanie?
Szukasz porady,
lub konsultacji?

Szybki kontakt

Zapraszamy do
naszego salonu
wystawienniczego:

Wrocław

ul. Nowowiejska 71

Słownik pojęć
o tematyce
technologii wodnej