Analyysimenetelmän käyttöönotto ja validointi MCPD- ja glysidyyliesterien määrittämiseksi öljy- ja rasvanäytteistä
| Title: | Analyysimenetelmän käyttöönotto ja validointi MCPD- ja glysidyyliesterien määrittämiseksi öljy- ja rasvanäytteistä |
| Author(s): | Haajanen, Hanna |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry |
| Degree program: | Master's Programme in Food Sciences |
| Specialisation: | no specialization |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2020 |
| Abstract: |
3-kloori-1,2-propaanidioli (3-MCPD), 2-kloori-1,3-propaanidioli (2-MCPD) ja 2,3-epoksi-1-propanoli (glysidoli) ja niiden rasvahappoesterit ovat vierasaineita, joita syntyy prosessoitaessa rasvaa sisältäviä elintarvikkeita korkeissa lämpötiloissa. Pääasiassa MCPD- ja glysidyyliestereitä on havaittu muodostuvan öljyjen deodorisointiprosessissa, ja kasviöljyistä, kuten palmuöljystä, niitä on mitattu suurina pitoisuuksina. Euroopan komission antamien rajoitusten mukaisesti erityisesti glysidyyliesterien pitoisuuksia pitää valvoa, sillä ne on todettu mahdollisesti karsinogeenisiksi yhdisteiksi. Tutkimuksen tavoitteena oli käyttöönottaa ja validoida MCPD- ja glysidyyliestereiden kaasukromatografinen analyysimenetelmä Tullilaboratoriolle. Menetelmä validoitiin kahdelle matriisille: ensin öljyille ja sitten jauhemaisille äidinmaidonkorvikkeille. Lisäksi tutkittiin MCPD- ja glysidyyliesterien pitoisuuksia Tullilaboratorioon aikaisemmin saapuneista öljynäytteistä. Tullilaboratorio on myös mukana Euroopan Unionin vertailulaboratoriotoiminnassa, minkä puolesta oli tarkoitus osallistua EU:n vertailulaboratorion järjestämään vertailumittaukseen.
Menetelmä 3-MCPD-, 2-MCPD- ja glysidyyliesterien määrittämiseksi öljyistä ja äidinmaidonkorvikkeista toteutettiin vierasaineita käsittelevän Euroopan unionin vertailulaboratorion (EURL-PC) ohjeen mukaan. Öljyjen ja äidinmaidonkorvikkeiden MCPD- ja glysidyyliesterien pitoisuuksien määritys sisälsi seuraavat vaiheet: rasvan uutto neste-nesteuutolla (äidinmaidonkorvikkeille), standardiliuosten lisäys, kiinteäfaasiuutto, glysidyyliesterien muuntaminen 3-MBPD-estereiksi, vaihtoesteröinti, neutralointi, ulossuolaus, johdoksien muodostus ja analysointi kaasukromatografi-massapektrometrilaitteistoa käyttäen. Pitoisuudet saatiin määritettyä sisäisen standardin menetelmällä. Menetelmä validoitiin seuraavien parametrien osalta: spesifisyys, selektiivisyys, toteamis- ja määritysraja, toistettavuus, uusittavuus, oikeellisuus, lineaarisuus ja mittausalue, stabiilisuus ja mittausepävarmuus.
MCPD- ja glysidyyliesterien määrittämiseksi kehitetty analyysimenetelmä saatiin onnistuneesti validoitua öljyille ja jauhemaisille äidinmaidonkorvikkeille. Kehitetty menetelmä osoittautui spesifiseksi ja selektiiviseksi. Määritysrajan havaittiin olevan öljymatriisin 3-MCPD-, 2-MCPD ja glysidyyliestereille 6,3 µg/kg, 1,3 µg/kg ja 0,8 µg/kg. Äidinmaidonkorvikematriisille määritysrajat 3-MCPD-, 2-MCPD- ja glysidyyliestereille olivat 5,4 µg/kg, 3,0 µg/kg ja 1,6 µg/kg. Öljy- ja äidinmaidonkorvikematriisin MCPD- ja glysidyyliesterien saannot olivat keskimäärin 83-105 %. Kalibrointisuorien selitysasteet olivat yli 0,99, ja ne olivat lineaarisia koko mittausalueella 2-1000 µg/kg. Toistettavuuden ja uusittavuuden suhteellinen keskihajonta oli molemmilla matriiseilla alle 20 %. Laajennettu mittausepävarmuus oli öljy- ja äidinmaidonkorvikematriisin MCPD- ja glysidyyliestereille alle 50 %. Kaikkien parametrien osalta Tullilaboratorion asettamat vaatimukset ja asetuksen (EU) 1881/ 2006 suorituskykyvaatimukset täyttyivät.
Kahdelle matriisille validoitu menetelmä voidaan seuraavaksi akkreditoida. Tullilaboratorio voi hyödyntää jatkossa kehitettyä menetelmää öljyjen ja jauhemaisten äidinmaidonkorvikkeiden MCPD- ja glysidyyliesteripitoisuuksien valvonnassa. Jatkossa menetelmä voitaisiin validoida myös uusille matriiseille, kuten nestemäisille äidinmaidonkorvikkeille.
3-Chloro-1,2-propanediol (3-MCPD), 2-chloro-1,3-propanediol (2-MCPD) and 2,3-epoxy-1-propanol (glycidol) and their fatty acid esters are contaminants formed during processing fat containing foodstuffs at high temperatures. Mainly MCPD and glycidyl esters have been found to be formed in the deodorization process of oils, and in vegetable oils, such as palm oil, they have been measured at high concentrations. In accordance with the restrictions imposed by the European Commission, the levels of glycidyl esters must be especially monitored, as they have been identified as potentially carcinogenic compounds. The aim of the study was to introduce and validate a gas chromatographic analysis method for glycidyl esters and MCPD esters for the Customs Laboratory. The method was validated for two matrices: first for oils and then for powdered infant formulas. In addition, the success of the validation was examined by analyzing various oil samples previously received by the Customs Laboratory. The Customs Laboratory is also involved in the activities of the European Union Reference Laboratory, for which it was intended to participate in the reference measurement organized by the EU Reference Laboratory.
The method for the determination of 3-MCPD, 2-MCPD and glycidyl esters in oils and infant formulas was carried out according to the guidelines of the European Union Reference Laboratory for Contaminants (EURL-PC). Determination of MCPD and glycidyl ester concentrations in oils and infant formulas included the following steps: fat extraction by liquid-liquid extraction (for infant formulas), addition of standards, solid-phase extraction, conversion of glycidyl esters to 3-MBPD esters, transesterification, neutralization, salting out, derivatization and analysis with gas chromatography-mass spectrometry system. Concentrations were determined using internal standard method. The method was validated for the following parameters: specificity, selectivity, limit of detection and quantitation, reproducibility, repeatability, trueness, linearity and working range, stability and measurement uncertainty.
The analytical method developed for the determination of MCPD and glycidyl esters was successfully validated for oils and powdered infant formulas. The developed method proved to be specific and selective. The limit of determination was found to be 6.3 µg/kg, 1.3 µg/kg and 0.8 µg/kg for the oil matrix 3-MCPD, 2-MCPD and glycidyl esters. The limits of determination for the infant formula were 5.4 µg/kg, 3.0 µg/kg and 1.6 µg/kg for 3-MCPD, 2-MCPD and glycidyl esters. Recoveries for MCPD and glycidyl esters in the oil and powdered infant formulas were 83-105%. R2 for calibration lines were greater than 0.99, and the lines were linear over the entire measurement range of 2-1000 µg/kg. The relative standard deviation of repeatability and reproducibility was less than 20% for both matrices. The expanded measurement uncertainty for the MCPD and glycidyl esters of the oil and powdered infant formula was less than 50%. For all parameters, the requirements set by the Customs Laboratory and the performance requirements of Regulation (EU) 1881/2006 were met.
A method validated for two matrices can then be accredited. The customs laboratory may use the developed method in the future to control 3-MCPD, 2-MCPD and glycidyl esters levels of oils and powdered infant formulas. In the future, the method could also be validated for new matrices, such as liquid infant formulas.
|
| Keyword(s): | 3-MCPD-rasvahappoesterit 2-MCPD-rasvahappoesterit glysidyyliesterit analyysimenetelmä validointi 3-MCPD esters 2-MCPD esters glycidyl esters analytical method validation |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Haajanen_Hanna_Pro_gradu_2020.pdf | 770.3Kb |