Trust Your Results in Mineral Oil Analysis

Význam tématu

Minerální oleje (MOH), zejména jejich podtypy MOSH a MOAH, představují významný problém v potravinářství, obalové technice i kosmetice. Opakující se skandály z kontaminací (např. kojenecké výživy 2019) vyzdvihují potřebu spolehlivých a robustních analytických postupů pro identifikaci a kvantifikaci těchto látek.

Cíle a přehled studie

V této studii je představen nový workflow kombinující kapalinovou chromatografii (LC) s dvoudimenzionální plynovou chromatografií s TOFMS a FID detekcí (GC×GC-TOFMS/FID) na přístroji Pegasus BT 4D. Cílem je snížit nejistotu integrace širokých chromatografických humpů a zvýšit kvalitu kvantitativních i kvalitativních dat.

Použitá instrumentace

• Kapalinová chromatografie Agilent 1260 Infinity II s Allure Silica sloupcem (Restek)
• CHRONECT LC-GC rozhraní (Axel Semrau)
• LECO GC×GC QuadJet™ modulátor
• Kapalinové FID a TOFMS detektory na platformě Pegasus BT 4D (LECO)

Použitá metodika

Vzorky byly frakcionovány na MOSH (2–3,5 min) a MOAH (4,4–5,9 min). Pro kvantifikaci byly použity interní standardy MOSH/MOAH a retenční standardy C10–C50. Analýzy provedené v 1D (LC-GC-FID) a 2D (LC-GC×GC-TOFMS/FID) byly zpracovány v prostředí ChromaTOF s novým algoritmem pro automatické odstraňování rušivých vrcholků (riding peaks) z chromatografických humpů.

Hlavní výsledky a diskuse

Nový algoritmus hladí chromatogramy, interpoluje základnu po oříznutí ostrých špiček a automaticky subtrahuje pozadí způsobené bleedem kolon. Ve 2D režimu jsou humpy ošetřeny rekonstruovanou 1D křivkou a zároveň zachována informační hodnota 2D konturogramu. TOFMS poskytuje hmotnostní spektra pro cílené i necílené látky a umožňuje použití spektrálních filtrů pro potvrzení chemické identity kontaminantů. Porovnání s konvenční LC-GC-FID metodou podle JRC ukázalo velmi dobrou shodu kvantitativních výsledků (C10–C50) u standardní směsi a reálných vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

• Významné snížení nejistoty integrace humpů a interpretace chromatogramů
• Paralelní FID/TOFMS detekce pro potvrzení identity kontaminantů
• Automatizované zpracování dat v ChromaTOF usnadňuje rutinní analýzu
• Možnost detailní klasifikace MOAH na základě počtu aromatických kruhů

Budoucí trendy a možnosti využití

Předpokládá se rozšíření aplikace metody na širší škálu matric (potraviny, kosmetika, obaly) a následná mezilaboratorní validace. Další vývoj softwaru může přinést pokročilejší algoritmy pro dekonvoluci humpů a lepší integraci signálů v komplexních vzorcích.

Závěr

Unified workflow LC-GC×GC-TOFMS/FID na přístroji Pegasus BT 4D spolu s inovativním softwarem ChromaTOF výrazně zlepšuje spolehlivost a přesnost analýzy MOSH/MOAH ve srovnání s konvenčními metodami. Díky redukci nejistot a možnosti hmotnostní detekce nabízí tato platforma state-of-the-art řešení pro kontrolní laboratoře i průmyslové aplikace.

Reference

• Grob K., Artho A., Biedermann M., Egli J. Food contamination by hydrocarbons from lubricating oils and release agents: determination by coupled LC-GC. Food Addit Contam. 1991;8:437–446.
• Moret S., Grob K., Conte L.S. Mineral oil polyaromatic hydrocarbons in foods, e.g. from jute bags, by on-line LC-SE-LC-GC-FID. Z Lebensm Unters Forsch A. 1997;204:241–246.
• Castle L., Nichol J., Gilbert J. Migration of mineral hydrocarbons into foods. 4. Waxed paper for packaging dry goods including bread, confectionery and for domestic use including microwave cooking. Food Addit Contam. 1994;11:79–89.
• Biedermann M., Fiselier K., Grob K. Aromatic hydrocarbons of mineral oil origin in foods: method for determining the total concentration and first result. J Agric Food Chem. 2009;57:8711–8721.
• Spack L.W., Leszczyk G., Varela J., Simian H., Gude T., Stadler R.H. Understanding the contamination of food with mineral oil: the need for a confirmatory analytical and procedural approach. Food Addit Contam A. 2017;34:1052–1071.
• Biedermann M., McCombie G., Grob K., et al. FID or MS for mineral oil analysis? J Verbraucherschutz Leb. 2017;12:363–365.
• Bratinova S., Hoekstra E., Emons H., et al. The reliability of MOSH/MOAH data: a comment on a recently published article. J Verbraucherschutz Leb. 2020;15:2–4.
• Biedermann M., Grob K. On-line coupled HPLC–GC for the analysis of contamination by mineral oil. Part 2: migration from paperboard into dry foods: interpretation of chromatograms. J Chromatogr A. 2012;1255:76–99.
• Bratinova S., Hoekstra E. Guidance on sampling, analysis and data reporting for the monitoring of mineral oil hydrocarbons in food and food contact materials. JRC, 2019.
• Bundesinstitut für Risikobewertung. Messung von Mineralöl-Kohlenwasserstoffen in Lebensmitteln und Verpackungsmaterialien. BfR, 2011.
• Biedermann M., Barp L., Kornauth C., et al. Mineral oil in human tissues, Part II: characterization of the accumulated hydrocarbons by comprehensive two-dimensional gas chromatography. Sci Total Environ. 2015;506–507:644–655.
• McCombie G., Hötzer K., Daniel J., et al. Compliance work for polyolefins in food contact: results of an official control campaign. Food Control. 2016;59:793–800.
• Purcaro G., Tranchida P.Q., Barp L., Moret S., Conte L.S., Mondello L. Detailed elucidation of hydrocarbon contamination in food products by using SPE and GC×GC with dual detection. Anal Chim Acta. 2013;773:97–104.
• Zoccali M., Tranchida P.Q., Mondello L. On-line LC×GC with dual detection for the analysis of mineral oil and synthetic hydrocarbons in cosmetic lip care products. Anal Chim Acta. 2019;1048:221–226.