PDF

Rocz Panstw Zakl Hig 2018, 69(3): 235-242

Determination of volatile organic compounds in materials from polystyrene intended for contact with food: comparison of HS-GS/MS and SPME-GC/MS techniques
[Determination of volatile organic compounds in materials from polystyrene intended for contact with food: comparison of HS-GS/MS and SPME-GC/MS techniques]

D. Kubica, K. Bal, M. Kaczmarczyk, A. Kaszuba

ABSTRACT
Background. Plastic materials intended for contact with food sometimes exhibit unfavorable organoleptic properties which is related to the presence of volatile organic compounds. These substances not only worsen organoleptic properties, but can be very harmful to humans health. For the sake of consumer safety, it is necessary to control such materials for the content of substances harmful to health, as well as the possibility of their migration to food. Therefore, there is a need to have an appropriate and verified analytical method that could be used in the routine analysis of volatile organic substances present in food contact materials.
Objective. In this study, the possibilities of the application of HS-GC/MS and SPME-GC/MS analytical techniques for analyses of volatile organic compounds present in polystyrene food contact materials, demonstrating disadvantageous organoleptic properties were evaluated.
Materials and methods. On the basis of sensory tests four types of food contact materials (plastic dishes) were selected for the study. The analytical measurement was performed by HS-GC/MS and SPME-GC/MS techniques parallel.
Results. In quality examinations of samples the aliphatic and aromatic, saturated and unsaturated hydrocarbons, as well as other compounds, e.g. ketones contamination was estimated. For all the samples a quantitative analysis of the content of styrene, ethylbenzene and cyclohexane was carried out. Additionally, the optimization of SPME analysis parameters was carried out. It was assumed that the optimal SPME extraction conditions for this purposes are: extraction time of 15 - 30 min, extraction temperature of 80°C, CAR/PDMS fibre.
Conclusions. The results of this study indicated that from two chosen analytical methods, definitely HS-GC/MS technique was more universal, as well as more comfortable and faster. Sometimes, however additional studies should be undertaken and then it is recommended to use the SPME-GC/MS technique optimized for our purposes.

STRESZCZENIE
Wprowadzenie. Opakowania i materiały z tworzyw sztucznych przeznaczone do kontaktu z żywnością niekiedy wykazują niekorzystne właściwości organoleptyczne. Jest to związane z obecnością lotnych związków organicznych. Substancje te nie tylko pogarszają właściwości organoleptyczne, ale mogą być bardzo szkodliwe dla zdrowia człowieka. Ze względu na bezpieczeństwo zdrowotne konsumenta konieczna jest kontrola takich materiałów pod kątem zawartości substancji szkodliwych dla zdrowia, a także możliwości ich migracji z wyrobu do żywności. Istnieje zatem potrzeba dysponowania odpowiednią, sprawdzoną metodą analityczną, która mogłaby być zastosowana w rutynowej analizie lotnych substancji organicznych obecnych w materiałach do kontaktu z żywnością.
Cel badań. W niniejszej pracy podjęto się oceny możliwości zastosowania technik HS-GC/MS i SPME-GC/MS do badania lotnych związków organicznych zawartych w wyrobach przeznaczonych do kontaktu z żywnością wykonanych z polistyrenu, a wykazujących niekorzystne właściwości organoleptyczne.
Materiał i metody. Na podstawie analizy sensorycznej wytypowano do badań cztery rodzaje wyrobów (naczyń z tworzyw sztucznych) przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Badania prowadzono równolegle przy zastosowaniu dwóch technik analitycznych, a mianowicie HS-GC/MS i SPME-GC/MS.
Wyniki. W badaniach jakościowych stwierdzono zanieczyszczenie próbek nasyconymi i nienasyconymi węglowodorami alifatycznymi, węglowodorami aromatycznymi, a także innymi jeszcze związkami organicznymi, takimi jak np. ketony. Dla wszystkich próbek wykonano analizę ilościową zawartości styrenu, etylobenzenu i cykloheksanu w oparciu o zmierzone krzywe kalibracyjne. Ponadto przeprowadzono optymalizację parametrów analizy techniką SPME i na tej podstawie stwierdzono, że ekstrakcję SPME należy prowadzić przez 15 do 30 min. w temperaturze 80°C stosując włókno CAR/PDMS.
Wnioski. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że z pośród dwóch wybranych metod analitycznych, zdecydowanie bardziej uniwersalna, a także wygodniejsza w użyciu i szybsza jest technika ze statyczną analizą fazy nadpowierzchniowej, HS-GC/MS. Niekiedy jednak może zajść konieczność przeprowadzenia dodatkowych badań i wtedy warto sięgnąć po zoptymalizowaną dla naszych celów technikę SPME-GC/MS.

Downloads: 492