LOGO

SPESİFİK MİGRASYON

Ekim 2014

ANKARA

Dr. Burcu ŞENGÜL

Kimya Mühendisi

İçerik

1. Eğitimle ilgili genel bilgi

3. Spesifik Migrasyonun Tarama Metodu ile Yarıkantitatif Hesaplanması

4. Primer Aromatik Aminlerin ekstraksiyonu

5. UV ile PAAs analizi

2. Fitalatların analizi

6. Primer Aromatik Aminlerin LC/MS/MS doğrulama analizi

7. Epoksi türevlerinin analizi

1.GENEL BİLGİ

Eğitim yeri:

Atina/YUNANİSTAN

Eğitimi veren kurum:

Ekonomi ve Finans Bakanlığı,

Genel Kimya Devlet Laboratuvarı,

D-Bölümü: Gıda ile Temas Eden Madde ve Malzemeler Laboratuvarı

Yıllık yaklaşık 200 numune çalışan, 1 şef ve 4 doktoralı personelden

Yunanistan’ın referans laboratuvarıdır.

Eğitim süresi:

1 ay (30.12.13-30.01.14)

http://www.gcsl.gr

Genel Kimya Devlet Laboratuvarının

İlgilendiği Konular

Food Products Plastics Fuels

Drinks (alcoholic or not) Detergents Lubricants

Potable water Paper Pigments

Surface water Leather Environmental pollution

Wastewater Metals and alloys Drugs

Chemical substances Fertilizers - Textiles Industrial raw materials

Migrasyon

Gıda üretiminde kullanılan makinalar ve borular dahil gıda ile temas eden her türlü malzemeden gıda maddesine düşük molekül ağırlıklı bileşikler göç edebilir. Bu göç miktarının tespiti amacıyla yapılan “Migrasyon” analizleri EN 1186/1-15 göre gerçekleştirilmektedir.

Ambalaj malzemelerinden kaynaklanan potansiyel migrantlar, üretimlerinde kullanılan

1.Monomerler, başlangıç maddeleri

2.Katalizörler3.Solventler4.Katkı kimyasalları (antioxidantlar, antistatikler, antifogginler, plastifiye ediciler, boyalar, pigmentler vs) kullanılabilir.

Göç eden bu malzemelerden bazıları endokrin bozucu veya karsinojenik etki göstererek insan hayatını olumsuz etkileyebilir

a)Toplam migrasyon limiti (TML) (OML- Overall Migration Limit): Madde veya malzemeden gıda benzerine geçen uçucu olmayan maddelerin izin verilen maksimum miktarı

c) Spesifik migrasyon limiti (SML) (SML- Specific Migration Limit): Madde veya malzemeden gıdaya veya gıda benzerine geçen belirli bir maddenin izin verilen maksimum miktarı

SML her bir maddenin kendi toksikolojik değerlendirmesi yapılarak belirlenir. Bir maddenin tolere ediebilir günlük alımı (TDI) mg/kg vücut ağırlığı üzerinden hesaplanarak spesifik migrasyon limiti tespit edilir. Bu sistem 60 kg olan bir kişi tarafından 1 kg gıda tüketildiğini varsayar.

2. Fitalatların Analizi

Determination of the concentration of (DEHA) and (DEHP) into PVC plastics with:

a.low concentration of plasticizer Range:0-2% w/w,

b.high concentration of plasticizer Range:2-25% w/w

Bu metod ağırlıkça % 0-2 veya % 2-25 aralığında plastikleştiriciiçeren PVC malzemelere uygulanır.

PVC malzemedeki ;

di-(2-ethylhexyl)adipate (DEHA) ve

di-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)

konsantrasyonlarının belirlenmesi

Fitalat

1,2-benzendikarboksilik asit esterleri, genellikle fitalatlar olarak bilinirler. PVC gibi

plastiklerin üretiminde plastikleştirici olarak kullanılırlar. Yapıştırıcılar, boyalar,

filmler, kozmetik ftalatların diğer kullanım alanlarındandır. Suda çözünürlükleri düşük,

yağda çözünürlükleri yüksek ve uçuculukları düşüktür. En çok kullanılan fitalatlar DEHP,

DIDP ve DINP’dir. Fitalatlar çözeltide kararlı ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.

Güneş ışığında bozunurlar. İnsanlar fitalatlara gıda, hava, su ve kozmetikler gibi

diğer kaynaklar nedeniyle maruz kalırlar.

R,R’: CnH2n+1

DEHA ve DEHP, PVC’den THF ile ekstraksiyon sonrasında FI dedektörlü gaz kromatografi ile analiz edilir.

PVC filmler her biri 20 cm2 olacak şekilde 2 parça (S1, S2) kesilerek örnekten alınır. Her biri tartılarak kaydedilir (m1, m2).

Diğer PVC malzemelerden 2 parça herbiri 20-30 mg olacakşekilde tartılarak alınır ve kaydedilir.

Buradan ortalama konsantrasyon= 0,83 (mg/20 cm2)olarak hesaplanır.

Konsantrasyon [mg/dm2]= 0,83 *5 = 4,16 mg/dm2

Konsantrasyon [mg/kg]= 4,16*6= 24,98 mg/kg olarak bulunmuştur.

COMMISSION REGULATION (EU) No 10/2011’e göre SML: 18 mg/kg’dır.

Bulunan konsantrasyon SML’yi aştığından örnek GC-MS’e verilir.

Film örnek kodları Ağırlıklar (gr) DEHA

konsantrasyonu

(mg/20 cm2)

Ağırlık düzeltmesi

sonrası DEHA

konsantrasyonu

(mg/20 cm2)

A 0,0183 0,77 0,82

B 0,0225 1,01 0,88

C 0,0176 0,73 0,81

1 2 3 4 5 6

DEHA (μg/ml) 0 20 40 80 160 240

DEHP (μg/ml) 0 20 40 80 160 240

BBP (μg/ml) 50 50 50 50 50 50

3. Spesifik Migrasyonun Tarama Metodu ile

Yarıkantitatif Hesaplanması

Tarama analizleri “Semiquantitative estimation of the specific migration of

chemical substances from plastics” başlıklı yöntemle yapılmaktadır. Bu

yöntemle plastik malzemeler ve sentetik kaplama yüzeyleri analiz

edilebilir. Gıda ile temas eden malzeme bilinen miktarlarda C12-alkan,

C20-alkan ve C24-alkan internal standartları içeren uçucu solventle

ekstrakte edilir. Ekstrakt direk gaz kromatografi analizine alınır. En uygun

ekstraksiyon solventi dietileterdir.

Gaz kromatografiden elde edilen pikler alıkonma süresine göre

tanımlanır. Eğer spesifik migrasyon limiti aşarsa doğrulama için örnek

GC-MS’te analiz edilir.

Herbir internal standartın konsantrasyonu 30 mg/kg ‘dır.

Kromatogramdan bağıl alıkonma süresi belirlenir.

Internal standartların ortalama pik alanları hesaplanır. (λ) oranı

hesaplanır.

(λ) oranına göre;

a. λ<1, doğrulama işlemine gerek yoktur.

b. 1<λ<2, bu spesifik maddenin migrayonu düşüktür.

c. 2<λ<3, bu spesifik maddenin migrayonu uygundur.

d. λ>3, bu spesifik maddenin migrayonu yüksektir.

b, c durumlarında GC-MSD ile madde doğrulanır.

Bu kapsamda yapılan laboratuvar çalışmasında öncelikle internal standart

hazırlandı. Internal standartın dietil eterdeki çözeltisi hazırlandı. 3 adet

örnek vardı. Bunlar PE film örneği, masterbatch şişirilmemiş PET şişe ve

Yunanistan adalarına içme suyu taşıyan teknelerin su tanklarının

kaplama malzemeleridir. Boş viale 0,3 gr plastik örneklerden tartılıp

hazırlandı. Internal standartın dietil eterdeki çözeltisinden 2 ml alarak

viallere konuldu. Referans hazırlamak amacıyla örnek bulunmayan viale de

Internal standartın dietil eterdeki çözeltisinden konuldu. İçeriği bilinen PE

film örneklerinden alınarak QC örnekleri hazırlandı. Daha sonra bunlar

üzerine Internal standartın dietil eterde hazırlanan çözeltisinden 2 ml ilave

edilerek 10 dk’lık periyodlarla toplam 30 dk ultrasonic banyoda bekletildi.

Viallere alınarak GC-FID cihazına verildi.

PET şişe örneğinin GC-FID cihazında analizi sonrası bulunan en büyük pik

için (λ) oranı hesaplanmıştır. Bu orana göre λ<1 olduğu için örnek uygun

kabul edilmiştir.

4. Primer Aromatik

Aminlerin Ekstraksiyonu

Primer aromatik aminler FCM laboratuarında spektrofotometrik olarak

analiz edilip doğrulama gerektiği durumlarda LC/MS/MS ile doğrulaması

yapılmaktadır.

Primer aromatik aminlerin analizi için örneğe uygulanacak migrasyon

işlemi için eğer örnek set halinde ise 3 set örnek veya tek ise 3 adet

örnek gereklidir.

Şekil Tekrarlı kullanım numuneler için migrasyon işlemi

Şekil Tekrarlı kullanım set halinde olan numuneler için migrasyon işlemi

5. UV ile PAAs analizi

Örnek Adı 550 nm’de absorbans

5 ppb STD 0,005

10 ppb STD 0,013

25 ppb STD 0,051

50 ppb STD 0,119

PA kepçe numunesi ilk migrasyon 0,002

Tablo Migrasyon çözeltilerinin UV spektrofotometrede 550 nm’deki absorbansları

Analizler UV’de 550 nm dalga boyunda gerçekleştirilmiştir.

Daha sonra kalibrasyon eğrisinden sonuç ppb olarak hesaplanmıştır.

Bu kapsamda laboratuvarda PA kepçe numunesi analiz edilmek üzere

Migrasyon işlemi kaynama sıcaklığında 2 saat olacak şekilde etüvde

gerçekleştirilmiştir.

Bu analizde kullanılan örnekler migrasyon sonucu elde edilen çözeltilerdir.

6. Primer Aromatik Aminlerin

LC/MS/MS ile Doğrulama Analizi

Tablo. Aromatik aminler

Standart eklenerek cihaza verilen

migrasyon çözeltilerinin LC/MS/MS çıktıları

Şekil. 2,4-DAT standartı için LC/MS/MS çıktısı

Şekil . 4,4’-MDA standartı için LC/MS/MS çıktısı

Şekil . Anilin standartı için LC/MS/MS çıktısı

Şekil . o-Toluen standartı için LC/MS/MS çıktısı

7. Epoksi türevi

Determination of monomers “BADGE”, “BADGE(OΗ)2“, BADGE(Cl)(ΟΗ)”,

“BFDGE”, “BFDGE(OΗ)2” and “BFDGE(Cl)(ΟΗ)” in aqueous and fatty food

stimulants

Bu yöntemle aşağıdaki maddelerin spesifik migrasyonunun belirlenmesi sulu ve

yağlı gıdalar için gerçekleştirilmektedir.

•BADGE: 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane bis(2,3-epoxypropyl) ether,

•BADGE(ΟΗ)2 :2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane bis(2,3-dihydroxypropyl) ether,

•BADGE(Cl)(ΟΗ): 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane bis(3-chloro-,2-hydroxy-propyl)

ether,

•BFDGE: bis(hydroxyphenyl)methane bis(2,3-epoxypropyl)ether

•BFDGE(ΟΗ)2: bis(hydroxyphenyl)methane bis(2,3-dihydroxypropyl)ether

•BFDGE(Cl)(ΟΗ): bis(hydroxyphenyl)methane bis(3-chloro-,2-hydroxy-propyl)ether

Bu yöntemle polimerik kaplamalarda ve malzemelerde yukarda bahsedilen

bileşiklerin gıda benzerlerine spesifik migrasyonu belirlenir.

TÜRK GIDA KODEKSİ BELİRLİ EPOKSİ TÜREVLERİNİN GIDA İLE

TEMAS EDEN MADDE VE MALZEMELERDE KULLANIMININ

KISITLANMASI HAKKINDA TEBLİĞ

1) BADGE + BADGE.H2O + BADGE.2H2O ≤ 9 mg/kg

2) BADGE.HCl + BADGE.2HCl + BADGE.H2O.HCl ≤ 1 mg/kg

BFDGE (=bis(hidroksifenil)metan bis(2,3-epoksipropil)eterler);

3) BFDGE.H2O + BFDGE.HCl;+ BFDGE.2HCl;+ BFDGE.H2O.HCl ≤ 1 mg/kg

Yağlı gıda benzerleri: 20 ml viale 10 g ± 0.01 g migrasyondan elde edilen

çözeltiden tartılır. Üzerine THF ve asetonitril eklenir ve 1 dk çalkalanır. Viale

alınması aşamasında standartlar için bahsedilen prosedür takip edilir.

Sulu gıda benzerleri viallere uygun miktarda gıda benzerinden alınarak konulur.

Örnek Laboratuvar Çalışması:

Laboratuvarda standart çalışma çözeltileri yukarıda bahsedildiği gibi hazırlanarak

FLD-HPLC ile kalibrasyon eğrileri çizilmiştir.

y = 676,89x + 9,8607R² = 0,9999

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 0,5 1 1,5 2 2,5

BADGE

FLD

Doğrusal (FLD)

y = 563,39x - 0,259R² = 0,9997

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,5 1 1,5 2 2,5

BADGE.H2O

FLD

Doğrusal (FLD)

y = 502,79x - 8,3101R² = 0,9994

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,5 1 1,5 2 2,5

BADGE.H2O.HCl

FLD

Doğrusal (FLD)

y = 489,27x + 24,172R² = 0,9991

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,5 1 1,5 2 2,5

BADGE.2H2O

FLD

Doğrusal (FLD)

y = 519,96x - 4,808R² = 0,9999

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,5 1 1,5 2 2,5

BADGE.HCl

FLD

Doğrusal (FLD)

Birimimizde mevcut durum

Laboratuvarımızda Toplam migrasyon analizleri gerçekleştirilmektedir.

Bisfenol A endokrin bozucu etksiyle bilinmektedir. Östrojenik etkis 1930larda farmakolojik kullanımından beri bilinmektedir. Buna rağmen 1950lerde polikarbonatlar ve içecek kutularında kullanılan epoksi reçineler için monomer olarak kullanılmaya başlanmıştır. Son yıllarda özellikle bebek ürünlerinde kullanımı tartışılmaya başlandıktan sonra Kanada BPA’yı bebek ürünleride ilk yasaklayan ülkedir. Bugün BPA’nın en yaygın kullanımı CD ve DVD’lerdedir.(Senjen and Azoulay 2008).

Bebek ürünlerinde yasak olması ve diğer ürünlerde de sınırlandırılmış olması sebebiyle birimimizde spesifik migrasyon kapsamında BPA analizleri HPLC cihazıyla gerçekleştirilmektedir. Cihaz imkanımız oldukça diğer spesifik migrasyon alanlarında da çalışmalar yapılacaktır.

LOGO

TEŞEKKÜRLER