Mineral oil are hydrocarbons fractions of pretoleum refining, consisting of an extremely complex mixture of hydrocarbons varying by number of alkyl chain carbon atoms and structure. Three main classes of hydrocarbon compounds are distinguished: paraffins, naphthenes and aromatic hydrocarbons. Paraffins and naphthenes are commonly defined in a single class as saturated hydrocarbons of mineral oils (MOSH), while aromatic hydrocarbons are defined as aromatic hydrocarbons of mineral oil (MOAH). MOSH and MOAH are clustered under the term mineral oil hydrocarbons (MOH). These substances represent known contaminants, of which EFSA in 2012 began to draw its attention by issuing an opinion on a possible risk to public health. Contamination of raw materials and food by mineral oil can occur at different stages of the supply chain, starter with air and aquatic environments, to follow during harvesting up to production, ending with the packaging and sale of products. The chemical analysis of MOH results to be highly demanding due to the wide variety of isomers of hydrocarbon compounds, the low concentration of analytes and the complexity of extraction from food matrices compared to chemical interferents. Nowadays, from bibliography data there is currently no a validated standard analytical method for MOH analysis, for the identification and quantification of MOH in routine analyses. This method consists of the combination of several analytical techniques, such as high-performance liquid chromatography (HPLC) online followed by gas chromatography (GC) with flame ionisation detector (FID), which allows separation of the two fractions, MOSH and MOAH. However, it has been found that this analytical technique does not yet allow to confirm whether the analytical signal found is ascribable to a mineral oil or to synthetic oligomers or naturally occurring substances. Scientific studies have shown that the confirmation of the hydrocarbon analyte requires two-dimensional gas chromatography (GC x GC) followed by the flame ionisation detector or mass spectrometry (MS). This analytical approach allows to have a greater selectivity than the previous one, difficult to interpret because of interferents that influence the chromatographic profile. The current lack an unic, validated and shared standard methods for analysis can undoubtedly lead to great variability in results, depending on the methods that each laboratory uses for sample preparation, which provides for the removal of different interfering substances in food, in particular oils and fats, by means of auxiliary methods. In view of the significant analytical disparities, toxicological deficiencies and studies on human exposure which hamper the drafting of a regulation in this area, there is currently no harmonised European legislation regulating mineral oil in food or packaging, nor any national legislation, with the exception of European Regulation (EU) No 10/2011 which lays down provisions on their use as additives in plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs.

Gli oli minerali sono frazioni idrocarburiche della raffinazione del petrolio, costituiti da una miscela estremamente complessa di idrocarburi che variano per numero di atomi di carbonio della catena alchilica e struttura. Si distinguono tre classi principali di composti idrocarburici: paraffine, nafteni e idrocarburi aromatici. Paraffine e nafteni sono comunemente definiti in un’unica classe come idrocarburi saturi di oli minerali (MOSH), mentre gli idrocarburi aromatici vengono definiti come idrocarburi aromatici di olio minerale (MOAH). MOSH e MOAH vengono raggruppati con il termine di idrocarburi di oli minerali (MOH). Tali sostanze rappresentano conosciuti contaminanti, di cui l’EFSA, nel 2012, ha iniziato a porre la sua attenzione esprimendo un parere di possibile rischio per la salute pubblica. La contaminazione da oli minerali delle materie prime alimentari e degli alimenti può avvenire in diverse fasi della catena di approvvigionamento, a partire dall’aria e dagli ambienti acquatici fino al trasporto e vendita dei prodotti. La determinazione dei MOH risulta essere altamente impegnativa a causa della grande varietà di isomeri dei composti idrocarburici, dalle basse concentrazioni dei composti ricercati e dalla complessità di estrazione dalle matrici alimentari rispetto agli interferenti chimici. Pertanto attualmente non è presente un metodo analitico standard validato e ufficializzato per l’analisi di MOH, ma dalla bibliografia scientifica emerge un metodo più utilizzato dai laboratori per l’identificazione e quantificazione di MOH nelle analisi di routine. La strategia analitica consiste dall’unione di più tecniche analitiche, come la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) online seguita dalla gas cromatografia (GC) con rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID), che permette la separazione delle due frazioni, MOSH e MOAH. Tuttavia è risultato che tale tecnica analitica non consente ancora di confermare se il segnale analitico emerso sia da attribuire ad un olio minerale o ad oligomeri sintetici o sostanze presenti in natura. Dagli studi scientifici si mette in luce che per la conferma del riconoscimento dell’analita idrocarburico sia necessaria la gascromatografia bidimensionale (GC x GC) seguita dal rivelatore a ionizzazione di fiamma o dalla spettrometria di massa (MS). Tale approccio analitico permette di avere una selettività maggiore rispetto al precedente, di difficile interpretazione a causa di interferenti che influenzano il profilo cromatografico. L’attuale mancanza di metodi standard univoci, validati e condivisi per l’analisi può portare indubbiamente a una grande variabilità nei risultati, a seconda dei metodi che ogni laboratorio utilizza per la preparazione dei campioni, che prevede la rimozione delle diverse sostanze interferenti negli alimenti, in particolare in oli e grassi, attraverso dei metodi ausiliari. Dalla bibliografia quindi evince una disomogeneità analitica, ma anche lacune tossicologiche e studi sull’esposizione umana che ostacolano in materia una stesura di un regolamento; infatti ad oggi non esiste una normativa europea armonizzata che regoli la contaminazione da olio minerale negli alimenti o negli imballaggi, né alcuna legislazione nazionale, ad eccezione del regolamento europeo (UE) 10/2011 che conferisce delle disposizioni sul loro uso come additivi nei materiali e negli oggetti di plastica destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari.

Contaminazione alimentare da oli minerali: approcci analitici di conferma

CAMMARATA, CHIARA
2019/2020

Abstract

Gli oli minerali sono frazioni idrocarburiche della raffinazione del petrolio, costituiti da una miscela estremamente complessa di idrocarburi che variano per numero di atomi di carbonio della catena alchilica e struttura. Si distinguono tre classi principali di composti idrocarburici: paraffine, nafteni e idrocarburi aromatici. Paraffine e nafteni sono comunemente definiti in un’unica classe come idrocarburi saturi di oli minerali (MOSH), mentre gli idrocarburi aromatici vengono definiti come idrocarburi aromatici di olio minerale (MOAH). MOSH e MOAH vengono raggruppati con il termine di idrocarburi di oli minerali (MOH). Tali sostanze rappresentano conosciuti contaminanti, di cui l’EFSA, nel 2012, ha iniziato a porre la sua attenzione esprimendo un parere di possibile rischio per la salute pubblica. La contaminazione da oli minerali delle materie prime alimentari e degli alimenti può avvenire in diverse fasi della catena di approvvigionamento, a partire dall’aria e dagli ambienti acquatici fino al trasporto e vendita dei prodotti. La determinazione dei MOH risulta essere altamente impegnativa a causa della grande varietà di isomeri dei composti idrocarburici, dalle basse concentrazioni dei composti ricercati e dalla complessità di estrazione dalle matrici alimentari rispetto agli interferenti chimici. Pertanto attualmente non è presente un metodo analitico standard validato e ufficializzato per l’analisi di MOH, ma dalla bibliografia scientifica emerge un metodo più utilizzato dai laboratori per l’identificazione e quantificazione di MOH nelle analisi di routine. La strategia analitica consiste dall’unione di più tecniche analitiche, come la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) online seguita dalla gas cromatografia (GC) con rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID), che permette la separazione delle due frazioni, MOSH e MOAH. Tuttavia è risultato che tale tecnica analitica non consente ancora di confermare se il segnale analitico emerso sia da attribuire ad un olio minerale o ad oligomeri sintetici o sostanze presenti in natura. Dagli studi scientifici si mette in luce che per la conferma del riconoscimento dell’analita idrocarburico sia necessaria la gascromatografia bidimensionale (GC x GC) seguita dal rivelatore a ionizzazione di fiamma o dalla spettrometria di massa (MS). Tale approccio analitico permette di avere una selettività maggiore rispetto al precedente, di difficile interpretazione a causa di interferenti che influenzano il profilo cromatografico. L’attuale mancanza di metodi standard univoci, validati e condivisi per l’analisi può portare indubbiamente a una grande variabilità nei risultati, a seconda dei metodi che ogni laboratorio utilizza per la preparazione dei campioni, che prevede la rimozione delle diverse sostanze interferenti negli alimenti, in particolare in oli e grassi, attraverso dei metodi ausiliari. Dalla bibliografia quindi evince una disomogeneità analitica, ma anche lacune tossicologiche e studi sull’esposizione umana che ostacolano in materia una stesura di un regolamento; infatti ad oggi non esiste una normativa europea armonizzata che regoli la contaminazione da olio minerale negli alimenti o negli imballaggi, né alcuna legislazione nazionale, ad eccezione del regolamento europeo (UE) 10/2011 che conferisce delle disposizioni sul loro uso come additivi nei materiali e negli oggetti di plastica destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari.
ITA
Mineral oil are hydrocarbons fractions of pretoleum refining, consisting of an extremely complex mixture of hydrocarbons varying by number of alkyl chain carbon atoms and structure. Three main classes of hydrocarbon compounds are distinguished: paraffins, naphthenes and aromatic hydrocarbons. Paraffins and naphthenes are commonly defined in a single class as saturated hydrocarbons of mineral oils (MOSH), while aromatic hydrocarbons are defined as aromatic hydrocarbons of mineral oil (MOAH). MOSH and MOAH are clustered under the term mineral oil hydrocarbons (MOH). These substances represent known contaminants, of which EFSA in 2012 began to draw its attention by issuing an opinion on a possible risk to public health. Contamination of raw materials and food by mineral oil can occur at different stages of the supply chain, starter with air and aquatic environments, to follow during harvesting up to production, ending with the packaging and sale of products. The chemical analysis of MOH results to be highly demanding due to the wide variety of isomers of hydrocarbon compounds, the low concentration of analytes and the complexity of extraction from food matrices compared to chemical interferents. Nowadays, from bibliography data there is currently no a validated standard analytical method for MOH analysis, for the identification and quantification of MOH in routine analyses. This method consists of the combination of several analytical techniques, such as high-performance liquid chromatography (HPLC) online followed by gas chromatography (GC) with flame ionisation detector (FID), which allows separation of the two fractions, MOSH and MOAH. However, it has been found that this analytical technique does not yet allow to confirm whether the analytical signal found is ascribable to a mineral oil or to synthetic oligomers or naturally occurring substances. Scientific studies have shown that the confirmation of the hydrocarbon analyte requires two-dimensional gas chromatography (GC x GC) followed by the flame ionisation detector or mass spectrometry (MS). This analytical approach allows to have a greater selectivity than the previous one, difficult to interpret because of interferents that influence the chromatographic profile. The current lack an unic, validated and shared standard methods for analysis can undoubtedly lead to great variability in results, depending on the methods that each laboratory uses for sample preparation, which provides for the removal of different interfering substances in food, in particular oils and fats, by means of auxiliary methods. In view of the significant analytical disparities, toxicological deficiencies and studies on human exposure which hamper the drafting of a regulation in this area, there is currently no harmonised European legislation regulating mineral oil in food or packaging, nor any national legislation, with the exception of European Regulation (EU) No 10/2011 which lays down provisions on their use as additives in plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs.
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