Mineraaliöljyhiilivetyjen migraation määritysmenetelmä

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli testata analyysimenetelmää, jolla voidaan vertailla elintarvikepakkausmateriaalien vaikutusta mineraaliöljyhiilivetyjen migraatioon elintarvikkeisiin. Työn kokeellinen osuus suoritettiin Tampereen teknillisen yliopiston paperi- ja pakkaustekniikan laboratoriossa materiaaliopin laitoksella vuonna 2017. Tarkoituksena oli useita toistuvia analyyseja suorittamalla kerätä tilastollista tietoa mineraaliöljyhiilivetyjen migraation määrittämiseen käytetystä analyysimenetelmästä, sen tarkkuuden arvioinniksi.

Mineraaliöljyhiilivedyt ovat pääasiassa peräisin pakkausten merkinointöihin käytettyjen painomusteiden liuottimista ja kierrätettyjen paperituotteiden valmistukseen käytettyjen papereiden painomusteista. Mineraaliöljyhiilivedyt ovat terveydelle haitallisia, Euroopan elintarviketurvallisuusviranomaisen mukaan ne ovat mutageenisinä ja karsinogeenisinä niiden sisältämien aromaattisten yhdisteiden vuoksi. Paperista ja kartongista valmistettujen elintarvikkeiden pakkaus- ja kontaktimateriaalien turvallisuutta koskeva lainsäädäntö on vielä puutteellista. Elintarviketurvallisuusviranomaiset ovat kuitenkin alkaneet kiinnittää huomiota mineraaliöljyhiilivetyjä sisältävien pakkausmateriaalien turvallisuuteen.

Mineraaliöljyjen migraatiota elintarvikepakkausten lävitse ja niiden sisällä elintarvikkeisiin varasto-oloissa simuloitiin laboratoriossa. Simulaatioon käytettiin lasisia migraatiokennoja lämpökaapissa ja modifioitua polyfenyleenioksidia elintarvikesimulanttina. Määritettävät mineraaliöljyhiilivedyt uutettiin MPPO:sta orgaanisella liuottimella ja eroteltiin fraktioihin kiinteäfaasiuutolla. Fraktiot konsentroitiin haihduttamalla pyöröhaihduttimella. Konsentroitujen näytteiden mineraalöljy-yhdistepitoisuus määritettiin käyttäen kaasukromatografia ja liekki-ionisaatiodetektoria.

Vertailtaessa tuloksia huomattiin rinnakkaisten näytteiden pitoisuuksien vaihtelevan odotettua enemmän. Muutamien ylimääräisenä tehtyjen selvyyttä tuovien analyysien perusteella todetaan suuren vaihtelun syyksi näytteiden kontaminoituminen näytteenkäsittelyn aikana. Kontaminaation todennäköisimmäksi lähteeksi epäiltiin riittämättömästi puhdistettuja lasitarvikkeita. Lasitavara pyrittiin puhdistamaan työohjeen mukaisesti orgaanisilla liuottimilla huuhtelemalla. Jatkossa lasitavaran puhdistukseen suositellaan käytettävän uunia, tai tarkistamaan orgaanisilla liuottimilla suoritettavan puhdistuksen teho.

The objective of this thesis was to test an analysis method for measuring migration of mineral oil hydrocarbons from and through food packaging materials. The method would be used to compare barrier properties of food packaging materials. The practical portion of the thesis was concluded at Tampere University of Technology in 2017. The purpose was to collect and analyze enough statistical information on the analytical method to be able to evaluate its accuracy.

Mineral oil hydrocarbons are mainly originated from solvents of printing inks used to mark the packaging and residual ink from waste materials used to make recycled paper products. Mineral oil hydrocarbons are detrimental to health, European Food Safety Authority considers them mutagenic and carcinogenic based on the presence of aromatic hydrocarbons. Legislation concerning packaging and food contact materials made of paper and paper board is still incomplete, but the authorities have started paying closer attention to the safety of packaging materials containing mineral oil hydrocarbon.

Migration of mineral oils through and from food packaging into food in storing conditions were simulated in laboratory conditions using migration cells made of glass in a hot air oven. Modified polyphenylene oxide was used as the food simulant. Mineral oil hydrocarbons were extracted from MPPO using an organic solvent and then separated into fractions by solid phase extraction. The fractions were then concentrated by using a rotary evaporator. The mineral oil hydrocarbon concentration in the concentrated samples was then measured using a gas chromatograph together with a flame ionization detector.

While reviewing the analyses results it was noted that concentrations of the parallel samples differed much more from each other than expected. More analysis were concluded in order to bring clarity to the issue. It was found that the reason for these differences was a contamination of the samples that occurred during the sample preparation procedure. The most likely source of the contamination was suspected to be insufficiently cleaned glassware. An attempt had been made to clean the glassware by rinsing it with organic solvents according to the German Federal Institute for Risk Assessments procedure. It is recommended to use an oven to clean the glassware or to verify effectiveness of the cleaning procedure using organic solvents when using this method in the future.