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The contamination of infant food with substances from its packaging due to migration processes is still a problem. Most recently, great attention was paid to the migration of epoxidized soybean oil (ESBO) and phthalates from twist-off closures into baby food packed in glass jars. Besides, packaging made of recycled fiber materials such as paper and paperboard were found to be the source of contaminants in dry and powdery foodstuffs such as sugar, rice, and maize flour. In this study 20 infant food samples packed in recycled paperboard containers were tested for phthalates and diisopropyl naphthalenes (DIPN), known incorporated substances in recycled paper. Furthermore, the barrier function of different secondary packaging materials (paper and aluminum-coated foil) was investigated. The highest contents of phthalates (mainly diisobutyl phthalate, DiBP) and DIPN in infant food samples were found for those foods packed in inner bags made of paper. Migration experiments were performed under authentic conditions to evaluate possible transfer mechanism (gas phase, direct contact) of phthalate esters into foodstuff. It is shown that paper does not provide an appropriate barrier against migration of semipolar compounds such as phthalates. The air space itself otherwise effectively prevents migration of the less volatile phthalates under the applied conditions.
A novel, cost-efficient method for the analytical extraction of the Fusarium mycotoxin zearalenone (ZON) from edible oils by dynamic covalent hydrazine chemistry (DCHC) was developed and validated for its application with high performance liquid chromatography-fluorescence detection (HPLC-FLD). ZON is extracted from the edible oil by hydrazone formation on a polymer resin functionalised with hydrazine groups and subsequently released by hydrolysis. Specifity and precision of this approach are superior to liquid partitioning or gel permeation chromatography (GPC). DCHC also extracts zearalanone (ZAN) but not α-/β-zearalenol or -zearalanol. The hydrodynamic properties of ZON, which were estimated using molecular simulation data, indicate that the compound is unaffected by nanofiltration through the resin pores and thus selectively extracted. The method's levels of detection and quantification are 10 and 30 µg/kg, using 0.2 g of sample. Linearity is given in the range of 10-20,000 µg/kg, the average recovery being 89%. Bias and relative standard deviations do not exceed 7%. In a sample survey of 44 commercial edible oils based on various agricultural commodities (maize, olives, nuts, seeds, etc.) ZON was detected in four maize oil samples, the average content in the positive samples being 99 µg/kg. The HPLC-FLD results were confirmed by HPLC-tandem mass spectrometry and compared to those obtained by a liquid partitioning based sample preparation procedure.
The stability of the Alternaria mycotoxins alternariol, alternariol monomethyl ether, and altenuene upon bread baking was investigated by model experiments using a spiked wholemeal wheat flour matrix. For alternariol and alternariol monomethyl ether, but not for altenuene, degradation products, formed through a sequence of hydrolysis and decarboxylation, could be identified in pilot studies. The simultaneous quantification of alternariol, alternariol monomethyl ether, altenuene, and the degradation products was achieved by a newly developed high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) multimethod. The obtained quantitative data indicate that the Alternaria mycotoxins are barely degraded during wet baking, while significant degradation occurs upon dry baking, with the stability decreasing in the order alternariol monomethyl ether > alternariol > altenuene. The novel degradation products could be detected after the wet baking of flour spiked with alternariol and in a sample survey of 24 commercial cereal based baking products.
The international research project HYCREF, funded by the European Commission in the 5 th Framework programme, aimed to develop methods to prepare homogenous and stable water-, soiland waste reference materials contaminated with mineral oil hydrocarbons and to test certify the mineral oil content by gas chromatographic methods. As mineral oil products are important sources for environmental contaminations a high need exists for certified reference materials for their determination using the new gas chromatographic methods (soil: ISO/FDIS 16703, waste: ENpr 14039, water: ISO 9377-2). The experimental conditions and results for preparation and characterisation of a total of nine reference materials (3 water-, 3 soil- and 3 waste materials) are described and discussed. Target values for the reference materials were defined at the beginning of the project in order to have clear quality criteria, which could be compared with the achieved results at the end of the project. These target specifications were related to the maximum uncertainty from test certification exercises (< 5 % for soil/waste and < 10 % for water), the maximum inhomogeneity between bottles (< 3 %) and minimum requirements for stability (> 5 years for soil/waste and > 2 years for water). The feasibility studies showed that solid materials (soil, waste) could be prepared sufficiently homogenous and stable. The test certified values of the 6 solid materials comprise a wide range of mineral oil content from about 200-9000 mg/kg with expanded uncertainties between 5.7-13.1 % using a coverage factor k (k = 2). The development of new water reference materials –the so-called “spiking pills” for an offshore- and a land-based discharge water represents one of the most innovative aspects of the project. The spiking pill technology facilitates the application and storage and improves the material stability compared with aqueous materials. Additional to the preparation and test certification of the reference materials investigations on the analytical method for the determination of mineral oil hydrocarbons were performed. The results obtained in relation to the optimisation of analytical method (extraction procedure, sample pretreatment, clean-up and measurement) were provided to the respective working group of ISO/TC 190, ISO/TC 147 and CEN/TC 292 and were incorporated into the ongoing standardisation procedures. The new version of ISO/FDIS 16703 (July 2004) includes the improvements based on HYCREF results, for example the increase of the solvent/sample ratio, the removal of acetone from the organic extracts and the use of column technique instead of batch technique for clean-up.
Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) geförderten Projektes wird in Kooperation mit dem Verband deutscher Metallhändler (VDM) ein Verfahren zur Quantifizierung der PCB-Kongenere 28, 52, 101, 138, 153, 180 im Gehaltsbereich von 0,1 bis 20 mg in Kunststoffabfällen aus dem Altkabelrecycling entwickelt und validiert. Dazu werden repräsentative Referenzmaterialien für die Laboranalytik aus Granulaten verschiedener Kabelzerlegeprozesse hergestellt und charakterisiert. Die Methodenentwicklung umfasst mahl-, sieb- und schüttguttechnologische Aspekte sowie den Vergleich unterschiedlicher Extraktionsverfahren und chromatographischer Bedingungen. Das validierte Verfahren sieht die Mahlung der technischen Probe auf eine Kornobergrenze von 0,50 mm gefolgt von Extraktion mit einem unpolaren Lösungsmittel bei einer Einwaage von 4 g und gaschromatographischer Bestimmung vor. Die Bestimmungsgrenzen liegen zwischen 0,01 und 0,08 mg/kg. Bei sorgfältiger Wahl der chromatographischen Bedingungen sind Elektroneneinfang- und massenselektive Detektion (MS) gleichwertig. In Gegenwart größerer Mengen bestimmter Komponenten, die in einigen Kabeln enthalten sind, kann der Einsatz eines MS von Vorteil sein. Drei Referenzmaterialien mit Gehalten der genannten Kongenere zwischen 0,1 bis 5 mg/kg werden in einem abschließenden Ringversuch zur Validierung dieser Methode mit 23 ausgewählten Laboratorien eingesetzt. Dabei ergeben sich für die Quantifizierung dieser Kongenere relative Vergleichsstandardabweichungen zwischen 15 und 33 %. Das Verfahren wird in die europäische Normung (CEN 292 „Characterisation of Waste“) eingebracht.
Ziel des Forschungsprojektes war es, systematische Untersuchungen der Verfahrensschritte für die gas-chromatographische Bestimmung von Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW) in Feststoffen aus dem Altlastenbereich entsprechend der Methode des Fachgremiums Altlastenanalytik (FGAA) sowie des Verfahrens ISO/DIS 16703 durchzuführen, Wege zur Optimierung einzelner Verfahrensschritte aufzuzeigen und beide Verfahren miteinander zu vergleichen. Es wurden Untersuchungen zu den Verfahrensschritten Extraktion, Extraktreinigung, Messung und Integration durchgeführt. Im Ergebnis der Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Extraktion von Feststoffproben (20 g) mit einem Extraktionsvolumen von mind. 40 mL Aceton und 20 mL n-Heptan erfolgen muss, um eine zufriedenstellende Extraktionsausbeute zu gewährleisten. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Rechenprogramm für die Bestimmung der Rest- Aceton-Konzentration in Heptan-Extrakten erstellt. Mit diesem Programm können auch die Wasservolumina ermittelt werden, die für eine gewünschte Rest-Aceton-Konzentration notwendig sind. Anhand von Bodenextrakten, PAK-, Stearylstearat- und Triglycerid-Standardlösungen wurde nachgewiesen, dass die Säulen-Technik eine wesentlich effektivere Extraktreinigung bewirkt als das sogenannte Batch-(Schüttel-) Verfahren. In einem Modellversuch an drei verschiedenen Bodenextrakten wurde gezeigt, dass die zwischen FGAA- und ISO-Verfahren unterschiedliche Art der Peak-Integration eines GC-FID Chromatogramms zwischen n-Dekan (C10) und n-Tetracontan (C40) keinen Einfluss auf das Endergebnis hat. Eine Basislinienkorrektur des Proben-Chromatogramms ist daher nicht erforderlich. Das FGAA-Verfahren enthält in seiner Vorschrift für die Berechnung des MKW-Gehalts im Probenmaterial einen systematischen Fehler von etwa 8 %. Dieser Fehler entsteht durch den Unterschied zwischen dem theoretischen Extraktvolumen von 150 mL und dem realen Extraktvolumen von etwa 139 mL. Dieser systematische Fehler sollte in einer nachfolgenden Fassung des FGAA-Verfahrens vermieden werden.