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25.10.2021

MOSH / MOAH-Analytik erfolgreich automatisieren

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Axel Semrau beschäftigt sich seit 2010 mit der Entwicklung und Unterstützung von Systemen zur Analytik von MOSH/MOAH. Viele der heutigen Optionen wie das 2-Kanal-Setup, die automatische Epoxidierung oder die Online-Aluminiumoxidaufreinigung wurden in enger Zusammenarbeit mit Kunden entwickelt und zur Routinetauglichkeit gebracht.

In zahlreichen Lebensmitteln oder Lebensmittelkontaktmaterialien werden unerwünschte Mineralölrückstände gefunden. Diese Substanzen können in zwei Klassen eingeteilt werden: Gesättigte (MOSH - mineral oil saturated hydrocarbons) und aromatische Kohlenwasserstoffe (MOAH - mineral oil aromatic hydrocarbons). Während die erste Substanzklasse im menschlichen Körper akkumuliert, steht die zweite Verbindungsklasse im Verdacht, karzinogene Substanzen zu enthalten.

Bei den Mineralölrückständen handelt es sich um komplexe Substanzmischungen mit vielen verschiedenen Einzelkomponenten. Dies fällt in dem typischen Chromatogramm auf, welches einen unaufgelösten Peakhaufen zeigt, den sogenannten Hump. Im Rahmen der quantitativen MOSH/MOAH-Analytik wird immer die Summe der Einzelsubstanzen bestimmt. Diese Komplexität der Analyten sowie das ubiquitäre Vorkommen von Kohlenwasserstoffen erschweren die Analytik und erfordern spezielle Analysesysteme und Probenvorbereitungen.

Automatische Epoxidierung

Insbesondere wenn Lebensmittel analysiert werden, stellen Interferenzen durch Störsubstanzen ein Problem dar und beeinflussen die Bestimmungsgrenze und Genauigkeit der Analytik negativ. Wesentliche Störsubstanzen sind natürliche Olefine, wie Squalen oder β-Carotin. Diese eluieren in der MOAH-Fraktion und können zu falsch-positiven Ergebnissen für diesen Parameter führen.

Durch die Umsetzung dieser Komponenten mit mCPBA vor der Injektion in die HPLC, werden die Olefine zu polaren Epoxiden umgewandelt und so in der HPLC von den weniger polaren MOAH abgetrennt. Das Verfahren der Epoxidierung bei Raumtemperatur in Ethanol als Lösemittel wurde von Marco Nestola im Rahmen seiner Arbeit für Axel Semrau entwickelt und ist inzwischen Bestandteil der aktuellen Normen und Empfehlungen der europäischen Union. Diese Reaktion kann manuell im Labor oder automatisiert durch die CHRONECT Workstation erfolgen. Eine in das System integrierte Zentrifuge sorgt dabei für eine zuverlässige Phasentrennung nach erfolgter Reaktion.

Online-Aluminiumoxidaufreinigung

Die anderen wesentlichen Störkomponenten sind biogene Alkane, die in der MOSH-Fraktion eluieren. Die aktuelle ISO-Norm 16995 und DGF-Einheitsmethode C-VI 22 (20) beschreiben die Entfernung dieser Interferenzen durch Aufreinigung der Probe mittels Aluminiumoxid.

Da dieser manuelle Prozess sehr zeitraubend ist und eine erneute Injektion der Probe erfordert, hat Axel Semrau eine Online-Aufreinigung mittels einer Aluminiumoxidsäule entwickelt. Dazu wird eine weitere HPLC-Pumpe in das System integriert und die MOSH-Fraktion nach der Trennung von der MOAH-Fraktion online aufgereinigt. Dieser Online-Ansatz ermöglicht die Bestimmung von MOSH und MOAH bei zeitgleicher Epoxidierung und AlOx-Aufreinigung in einem Lauf und hat als alternative Vorgehensweise zum manuellen Ansatz Einzug in die aktuelle DGF-Methode gehalten.

MOSH / MOAHFract & Collect

Diese Option erlaubt das gezielte Sammeln einer Fraktion zur weiteren Analyse mit anderen Methoden. Sehr häufig kommt dabei eine GCxGC-MS-Analyse zum Einsatz. Diese Methode soll die qualitative Zusammensetzung z.B. der MOAH-Fraktion bei positiven MOAH-Befunden erlauben, um genauere Rückschlüsse auf den Ursprung und eine tiefergehende Bewertung der Probe zu ermöglichen.

MOSH-Abreicherung

Sie erlaubt die Bestimmung von MOAH in Proben, die einen sehr hohen prozentualen Gehalt von MOSH haben, wie z.B. auf Vaseline basierende Kosmetika. Nur durch die Abreicherung des MOSH-Gehaltes ist eine Bestimmung des MOAH-Gehaltes möglich.

Auswertung

Die Auswertung von MOSH/MOAH-Analysen unterscheidet sich in einigen Punkten von einer klassischen gaschromatographischen Auswertung. Erstens darf nicht die Fläche eines einzelnen Peaks bestimmt werden. Bei der Bestimmung muss der gesamte Peakhaufen (Hump) der Mineralölkontamination integriert werden. Zweitens müssen aufsitzende Peaks je nach Fragestellung abgezogen werden, da sie als nicht aus dem Mineralöl stammend angesehen werden und so das Ergebnis verfälschen würden. Für eine genauere Bewertung der Probe ist es außerdem erforderlich, Teilergebnisse für gewisse Siedebereiche zu erhalten. Ein klassisches Chromatographie-Datensystem kann diese Anforderungen oft nur schwer erfüllen, daher wurde die Software Chrolibri zur einfachen, automatischen MOSH/MOAH-Auswertung entwickelt.

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Axel Semrau GmbH & Co. KG
Stefansbecke 42
D-45549 Sprockhövel

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