Identification of Non-Intentionally Added Substances (NIAS) in Food Contact Materials Using APGC-Xevo G2-XS QTof and UNIFI Software

Význam tématu

Potravinářské obaly představují komplexní zdroj chemických látek, z nichž část není záměrně přidána (NIAS). Tyto látky mohou migrací přecházet do potravin, potenciálně ohrozit zdraví spotřebitelů a porušit legislativní limity. Přesná a citlivá identifikace NIAS je tedy klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin a splnění požadavků EU předpisů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje využití měkké ionizace Atmospheric Pressure Gas Chromatography (APGC) spojené s vysokým rozlišením Xevo G2-XS QTof a softwaru UNIFI pro screening, objasnění struktury a potvrzení neúmyslně přidaných látek v potravinářských obalech. Srovnává se standardní EI-MS technika a ukazují se výhody APGC-QTof pro identifikaci stopových semi- a nevolatilních látek.

Použitá metodika a instrumentace

Pro studii se extrahovaly biopolymerové pelety metanolovou extrakcí za ultrazvuku. Chromatografická analýza probíhala s Agilent 7890A GC a DB-5MS kolonou, detekce probíhala:

• Elektroionizace 70 eV spolu se single quadrupolem 5975B
• Atmospheric Pressure GC s Xevo G2-XS QTof v MS E módu
• Software UNIFI pro automatizaci kroků: Binary Compare, Mass Calculator, Elemental Composition, Discovery a Elucidation tools

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání TIC chromatogramů ukázalo vyšší citlivost a počet detekovaných složek v APGC-QTof. Funkce Binary Compare ve UNIFI pomohla odlišit kontaminanty od reálných NIAS. Příklady potvrzení zahrnovaly cyklický adipát 1,6-dioxacyclododekan-7,12-dion a korekci chybné identifikace polysacharidů detekovaných v EI. Pomocí Elemental Composition a fragmentačního vzoru byla odhalena struktura 1,2,3,4-tetrahydro-1-methoxy-1,6-dimethyl-4-(1-methylethyl)naphthalenu. Discovery tool následně umožnil identifikaci dříve neviditelného vrcholu jako beta-tocotrienolu.

Přínosy a praktické využití metody

APGC-QTof s MS E umožňuje:

• Pozorování molekulárních iontů s nízkou fragmentací
• Simultánní sběr přesných hmotností prekurzorů a fragmentů
• Vysokou citlivost pro stopové látky
• Automatizované workflow pro rychlou a spolehlivou identifikaci NIAS

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší uplatnění měkké ionizace spojené s HRMS ve standardech bezpečnostních studií potravinových obalů. Dále se rozšíří integrace databází chemických struktur do AI-podporovaných nástrojů pro rychlejší a přesnější objasnění neznámých látek. Kombinace s multiverifikačními přístupy a stanovení migrace do různých simulantů zvýší robustnost rizikových hodnocení.

Závěr

APGC-Xevo G2-XS QTof v kombinaci se softwarovým balíkem UNIFI představuje účinný a široce použitelný přístup pro screening, objasnění a potvrzení NIAS ve food contact materials. Metoda přináší vyšší citlivost i selektivitu než tradiční EI-MS a urychluje identifikaci stopových kontaminantů.

Reference

1. European Commission Regulation EU No 10/2011 of 14 January 2011 on plastic materials and articles intended to come into contact with food. Official Journal of the European Union, 2011.
2. Koster S et al. Guidance on Best Practices on the risk assessment of non intentionally added substances (NIAS) in food contact materials and articles. International Life Sciences Institute, 2015.
3. Lau O W, Wong S K. Contamination in food from packaging material. Journal of Chromatography A, 2000.
4. European Commission Regulation EU No 1935/2004 on materials and articles intended to come into contact with food. Official Journal of the European Union, 2004.
5. Waters Corporation. APGC. White Paper no 720004771en, 2013.
6. Waters Corporation. An overview of the principles of MS E. White Paper no 720004036en, 2011.
7. Canellas E, Vera P, Nerin C. UPLC-ESI-Q-TOF-MSE and GC-MS identification and quantification of non-intentionally added substances coming from biodegradable food packaging. Analytica & Bioanalytical Chemistry, 2015.
8. Clemente I, Aznar M, Nerin C, Bosetti O. Migration from printing inks in multilayer food packaging materials and pattern recognition with chemometrics. Food Additives & Contaminants, 2016.
9. Felix J S, Isella F, Bosetti O, Nerin C. Analytical tools for identification of NIAS coming from polyurethane adhesives in multilayer packaging materials and their migration into food stimulants. Analytica & Bioanalytical Chemistry, 2012.
10. Waters Corporation. Componentization following 3D-peak detection in the UNIFI Scientific Information System. White Paper no 720005480en, 2015.
11. Yan D D et al. Chemotyping of new hop (Humulus lupulus L.) genotypes using comprehensive two-dimensional gas chromatography with quadrupole accurate mass time-of-flight mass spectrometry. Journal of Chromatography A, 2017.
12. Kim J J et al. Chemical composition of the essential oil and petroleum ether extract of Korean Pinus densiflora leaves. Asian Journal of Chemistry, 2012.
13. Liu Z, Chen H. GC-MS analysis of essential oils from leaves of Lindera obtusiloba. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2011.
14. Bei W et al. GC-MS fingerprints and clustering analysis of supercritical CO₂ extracts of propolis from China. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2011.
15. Tan P Y et al. Effects of environmental stresses and in vitro digestion on the release of tocotrienols encapsulated within chitosan-alginate microcapsules. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017.