Kohlenwasserstoff-Analytik mittels online HPLC-GC-FID
Unsere Basis-Analytik zur Bestimmung und Charakterisierung von Kohlenwasserstoffen als Kontaminanten oder Inhaltsstoffen in Lebensmitteln, Kosmetika, Kontaktmaterialien und petrochemischen Produkten basiert auf der instrumentellen Technik der online gekoppelten Flüssigchromatographie-Gaschromatographie (HPLC-GC-FID).
Die Konventionsmethode nach Grob & Biedermann [1], [2] ermöglicht die Unterteilung der Kohlenwasserstoffe in gesättigte (mineral oil saturated hydrocarbons, MOSH-Fraktion) sowie aromatische Verbindungen (mineral oil aromatic hydrocarbons, MOAH-Fraktion).
Neben den Mineralölkohlenwasserstoffen MOSH & MOAH kann auch eine Vielzahl weiterer synthetischer oder biogener Kohlenwasserstoffe in den Fraktionen auftreten, welche die korrekte Interpretation der Analysedaten erschwert und unter Umständen zu Überbefunden führen kann, wenn keine korrekte Interpretation der Analysedaten erfolgt (z.B. durch PAO, POSH, ROSH, ROAH, Terpene, biogene Alkane). In der Regel lassen sich diese Störsubstanzen anhand ihrer charakteristischen Peakabfolgen in den Chromatogrammen zumindest qualitativ identifizieren. Ihre selektive Quantifizierung ist jedoch mittels HPLC-GC-FID in der Regel nicht möglich. Aufgrund unserer jahrelangen Erfahrungen besitzen wir eine umfassende Datenbank mit typischen Störsubstanzen und können ihr Auftreten somit zielgerichtet beurteilen. In komplexen Fällen empfehlen wir die absichernde Analytik mittels zweidimensionaler Gaschromatographie (GCxGC).
Unsere nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 akkreditierten Prüfmethoden basieren auf den Normverfahren für Fette & Öle [3], [4] und wurden von uns für nahezu alle relevanten Lebensmittel- und nicht Lebensmittel-Matrices spezifisch adaptiert und umfangreich validiert. Da jede Matrix besonders ist und ggf. selektive Aufarbeitungsschritte zur korrekten Analyse notwendig sind (z.B. Verseifung bzw. alkalischer Aufschluss, Epoxidierung, Aufreinigung mit Aluminiumoxid), legen wir höchsten Wert auf die individuellen Bedürfnisse Ihrer Proben!
Unsere ausführlichen Prüfberichte zeigen detailliert und transparent auf, wie wir bei der Probenaufarbeitung und Ergebnisinterpretation vorgegangen sind. Selbstverständlich liefern wir auch die zugehörigen Chromatogramme im Prüfbericht mit und stehen Ihnen bei eventuellen Rückfragen stets mit unserer Expertise zur Seite.
Fraktionierung mittels HPLC-GC-FID
Die Mineralölkohlenwasserstoffe werden zielgerichtet aus der Matrix extrahiert und mittels online geoppelter HPLC-GC-FID in die MOSH- und die MOAH-Fraktion getrennt. Das Auftreten von MOAH ist immer mit einem korrespondierendem MOSH-Anteil verbunden. Das typische Verhältnis in Recyclingkarton und Batching-Ölen von MOSH zu MOAH liegt bei ca. 5:1, kann sich in Lebensmitteln aber stark unterscheiden. Ein höherer MOAH- als MOSH-Gehalt kommt in der Praxis aber prinzipiell nicht vor.
Chromatogramm-Interpretation
In der MOSH/MOAH-Analytik treten die Kohlenwasserstoffe als so genannte Substanz-Hügel ("Humps") auf. Ein Hump kann dabei aus deutlich mehr als 100.000 Einzelsubstanzen bestehen, die sich in ihren Eigenschaften (z.B. Siedepunkt, Toxikologie) stark ähneln und daher gemeinsam erfasst werden.
Für eine sachgemäße Interpretation von MOSH/MOAH-Analysen muss das Chromatogramm von erfahrenem Fachpersonal bewertet werden. Im Beispiel ist der MOSH-Hump einer Lebensmittelprobe geizeigt. Aufsitzende Einzelpeaks werden bei der Integration nicht berücksichtigt. Zur besseren Interpretation wird der Gesamt-Hügel in Belastungsbereiche unterteilt, entsprechend der Elution von n-Alkanen (hier, Belastung zwischen n-C20 und n-C40). Selbstverständlich stellen wir in unseren Prüfberichten die Proben-Chromatogramme stets mit zur Verfügung!
Probenaufarbeitbeitung: Epoxidierung
Jede Probenmatrix ist speziell und erfordert eine fachliche Bewertung hinsichtlich ggf. zusätzlich notwendiger Aufarbeitungsschritte, um eine korrekte Bestimmung von MOH zu ermöglichen und ggf. falsch-positive Befunde zu vermeiden. Beispielsweise treten in pflanzlichen Lebensmitteln häufig biogene Störsubstanzen wie Terpene auf, welche mittels Epoxidierung [5] effektiv minimiert werden können. Hierbei entwickeln wir unsere Methoden stets auf Basis neuster wissenschaftlicher Erkenntnisse weiter, um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen.
Probenaufarbeitbeitung: Aluminiumoxid-Clean-up
Auch die MOSH-Fraktion kann von biogenen Störsubstanzen beeinflusst sein. Häufig auftretende biogene n-Alkane können die Mineralöl-bedingte Kontamination überlagern und zu ihrer Überschätzung führen. Mittels online automatisierter Aufreinigung an Aluminiumoxid (kurz Alox) realisieren wir bei Bedarf die zuverlässige Abreicherung der biogenen Störsubstanzen in der MOSH-Fraktion, wie am Beispiel eines Sonnenblumenöls gezeigt.
Selbstverständlich stellen wir im Prüfbericht konkret und transparent dar, welche Aufarbeitung wir für Ihre Probe verwendet haben, damit unsere Ergebnisse nachvollziehbar und vergleichbar sind!
Literatur
[1] K. Grob, M. Biedermann (2012)
On-line coupled high performance liquid chromatography – gas chromatography for the analysis of contamination by mineral oil. Part 1: Method of analysis. J. Chromatogr. A 1255, 56-75
[3] DIN EN 16995:2017
Lebensmittel – Pflanzliche Öle und Lebensmittel auf Basis pflanzlicher Öle – Bestimmung von gesättigten Mineralöl-Kohlenwasserstoffen (MOSH) und aromatischen Mineralöl-Kohlenwasserstoffen (MOAH) mit on-line HPLC-GC-FID.
[5] M. Nestola (2022)
Automated workflow utilizing saponification and improved epoxidation for the sensitive determination of mineral oil saturated and aromatic hydrocarbons in edible oils and fats.
J. Chromatogr. A 463523
[2] K. Grob, M. Biedermann (2012)
On-line coupled high performance liquid chromatography – gas chromatography for the analysis of contamination by mineral oil. Part 2: Migration from paperboard into dry foods: Interpretation of chromatograms. J. Chromatogr. A 1255, 76-99
[4] ISO 20122:2024
Vegetable oils — Determination of mineral oil saturated hydrocarbons (MOSH) and mineral oil aromatic hydrocarbons (MOAH) with online-coupled high performance liquid chromatography-gas chromatography-flame ionization detection (HPLC-GC-FID) analysis — Method for low limit of quantification