Analysis of food wrappings with Double-Shot Pyrolyis-GCMS

Význam tématu

Analýza obalových materiálů pro potraviny je klíčová pro zajištění bezpečnosti konzumentů. Volatilní přísady mohou při zahřátí či dlouhodobém kontaktu migrovat do potravin a představovat zdravotní rizika. S rostoucími regulacemi v oblasti limitů přísad vyvstává potřeba spolehlivých a citlivých analytických metod.

Cíle a přehled studie

Studie představuje aplikaci metody Double-Shot Pyrolýza-GC/MS pro komplexní vyšetření materiálů obalů potravin. Cílem je minimalizovat přípravu vzorku, detekovat přísady i rozkladové produkty polymerů a nabídnout rychlé určení optimální teploty analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl použit postup dvoufázové pyrolýzy:

• Fáze 1: EGA (Evolved Gas Analysis) – lineární temperační program s detekcí par v MS bez chromatografie, vytváří thermogram určující teploty odpařování přísad a rozkladu polymeru.
• Fáze 2: EGA-Heart-Cut – vybrané teplotní oblasti (zónami A, B, C) jsou zmraženy na počátku GC kolony, odděleny chromatograficky a identifikovány v MS.

Instrumentace:

• Pyrolýzní pec s řízeným ohřevem
• Chromatografická kolona GC
• Hmotnostní spektrometr MS
• Software F-Search s databází pro identifikaci polymerů a kopolymerů

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza PVDC ukázala v zóně A identifikaci butanolu a měkčidel (tributylakonyát, tributylacetylcitrát), v zóně B převahu měkčidel s přítomností HCl jako počátečního rozkladového produktu a v zóně C hlavně HCl spolu s chlorovanými aromáty. U směsných obalů PP/Nylon byly v zóně A detekovány kyselina octová a mastné kyseliny, v zóně B olefiny C6–C15 a ε-kaprolakton jako monomer Nylon-6. Vyhledávání v databázi potvrdilo přítomnost PP polymeru.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace chemické přípravy vzorku a spotřeby rozpouštědel
• Rychlé stanovení optimálních teplot separace a pyrolytického rozkladu
• Citlivá detekce malých množství přísad i rozkladových produktů
• Možnost kvalitativní i kvantitativní analýzy neznámých směsí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metod založených na EGA-Heart-Cut pro další polymerní materiály a kompozity. Integrace rozsáhlejších databází a umělé inteligence pro rychlejší identifikaci se stane standardem. Metoda může najít uplatnění v real-time monitoringu migrace přísad a v automatizovaných QA/QC laboratořích.

Závěr

Double-Shot Pyrolýza-GC/MS se ukazuje jako efektivní nástroj pro analýzu obalových materiálů potravin, spojující rychlou přípravu vzorku, citlivou detekci a schopnost rozlišit přísady od rozkladových produktů polymeru. Tento přístup nabízí robustní řešení pro splnění narůstajících požadavků regulatorních norem.

Reference

Shimadzu Europa GmbH. Application Note: Analysis of food wrappings with Double-Shot Pyrolysis-GCMS. Duisburg, Německo, Shimadzu Europa GmbH.