A Fully Automatic Workflow for the Determination of Mineral Oil Hydrocarbons in Food and Food Packaging

Význam tématu

Stanovení minerálních olejů (MOH) v potravinách a obalech je klíčové z hlediska bezpečnosti spotřebitelů. Kontaminace frakcemi MOSH a zejména potenciálně karcinogenními MOAH představuje regulátory i průmysl trvale sledovaný problém. Spolehlivá, citlivá a automatizovaná analytická metoda umožňuje rychlou detekci a kvantifikaci těchto složek v souladu s doporučeními EFSA a normou ISO 20122:2024.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného workflow je plně automatizovat přípravu vzorku, frakční separaci MOSH a MOAH a jejich současnou detekci pomocí online propojení HPLC–GC–FID. Systematika metody zahrnuje extracI vzorku, čištění na flash chromatografii, normální-fázovou HPLC frakcionaci a paralelní analýzu na dvou GC kanálech během jednoho běhu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek (1–10 g homogenizovaného materiálu) se extrahuje hexanem za přítomnosti interních standardů. Po centrifugaci a koncentraci následuje čištění na sloupci s oxidem hlinitým. Poté se MOSH a MOAH frakce separují na normální-fázové HPLC kolonce a přenášejí do GC–2030 s dvěma detektory FID paralelně.

• Shimadzu Nexera UHPLC sestava (LC-40BXR, CBM-40A, SPD-40A UFLC UV)
• Shimadzu GC-2030 se dvěma FID detektory
• Axel Semrau LC–GC Chronect rozhraní
• PAL autosampler s CHRONOS a LabSolutions softwarem
• Flash chromatografie na AlOx kolonce (90, základní, 0,063 mm)
• Normální-fázová silica gel HPLC kolona (60–200 µm)
• Volitelně LC×GC–MS (komplexní GC–MS) pro potvrzující analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Tabulka ukázala rozsahy koncentrací MOSH/MOAH v potravinách od 1200 mg/kg (ryby) po 6000 mg/kg (jedlé oleje). Modelové experimenty se 5 mg/kg spike odhalily:

• Před čištěním rušivé n-alkany (C25–C35) zkreslovaly integraci (řádově 10,8 mg/kg)
• Po flash chromatografii odstraněny nežádoucí špičky, MOSH hodnota 4,31 mg/kg (recovery ~86 %)
• MOAH před chromatografií 0,64 mg/kg, celková analýza frakcí plně automatizovaná
• Paralelní běh na dvou GC kolonkách snížil dobu analýzy a minimalizoval manipulaci

Přínosy a praktické využití metody

Prezentované řešení nabízí:

• Plnou automatizaci přípravy a analýzy vzorků
• Vysokou propustnost a reprodukovatelnost výsledků
• Minimalizaci falešně pozitivních signálů díky účinnému čištění
• Soulad s EU normami a mezinárodními standardy

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj metod směřuje k nasazení 2D chromatografie (GC×GC–MS) pro vyšší rozlišení a citlivost, využití vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie a aplikaci strojového učení v datové analýze. Dále se očekává integrace automatizovaných workflow s laboratořemi typu Industry 4.0 a cloudovým zpracováním dat.

Závěr

Navržený fully automatic workflow poskytuje robustní a efektivní nástroj pro kvantitativní stanovení MOSH a MOAH v potravinách a obalových materiálech. Díky online propojení HPLC–GC–FID a volitelné GC×GC–MS detekci se dosahuje vysoké přesnosti, citlivosti a souladu s normami.

Reference

1. EU: COMMISSION RECOMMENDATION (EU) 2017/84 of 16 January 2017
2. EFSA Panel on food contact materials, enzymes, flavourings and processing aids (CEF). Scientific Opinion on Mineral Oil Hydrocarbons in Food. EFSA Journal, 2012; https://doi.org/10.2903/j.efsa.2012.2704
3. EN 16995:2017 Determination of mineral oil saturated hydrocarbons (MOSH) and mineral oil aromatic hydrocarbons (MOAH) with on-line HPLC-GC-FID analysis
4. Biedermann M.; Grob K. On-line coupled high performance liquid chromatography–gas chromatography for the analysis of contamination by mineral oil. Journal of Chromatography A, 2011, 1255, 56–75, doi:10.1016/j.chroma.2012.05.095
5. http://www.bfr.bund.de/cm/343/bestimmung-von-kohlenwasserstoffen-aus-mineraloel-oder-kunststoffen.pdf