MOSH/MOAH-Analytik:

Der Gesetzgeber schreibt vor, dass Lebensmittel auf gesundheitsbeeinträchtigende Mineralölrückstände zu untersuchen sind. Ein besonderes Augenmerk liegt auf Pflanzenölen. Allerdings geraten auch andere Lebensmittel in den Fokus. Wir zeigen, es funktioniert.

Blick auf die analytischen Grundlagen: Die Extraktion von Mineralölkohlenwasserstoffen (MOSH/MOAH) aus Lebensmitteln gestaltet sich mehrstufig: Vereinfacht gesagt, wird die Lebensmittelprobe homogenisiert, was bei wässrigen oder Speiseölproben in der Regel nicht erforderlich ist, um eine gleichmäßige Verteilung der Analyten zu gewährleisten. Mit n-Hexan werden die MOSH- und MOAH-Komponenten unter Schütteln oder Rühren aus der Probe extrahiert und in der organischen Phase angereichert. Danach folgt die flüssigchromatographische Trennung von MOSH und MOAH mittels Normalphasen-(NP)-Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) über Kieselgel und mit einem Lösungsmittelgradienten (n-Hexan/Dichlormethan [DCM]) mit anschließender Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion (GC-FID). Die Daten aus der GC-FID-Bestimmung werden analysiert und die Konzentrationen der MOSH und MOAH in der Probe durch Vergleich mit internen Standards berechnet [1].

Alles andere als Pflanzenöl: Um das Spektrum MOSH/MOAH-Bestimmung zu erweitern, haben wir verschiedene Lebensmittel auf eine mögliche Kontamination mit den Mineralölrückständen untersucht, unter anderem Palmöl, getrocknete Instantnudeln, Würzöle und verschiedene Gewürze wie Kreuzkümmel [1-3]. Für ihre MOSH/MOAH-Analytik genutzt wurde ein Agilent 1260 Infinity II HPLC-System, das über ein LC-GC-Interface an ein speziell für MOSH/MOAH modifiziertes Zweikanal-GC-FID-System (Agilent 8890 GC) gekoppelt war, um die MOSH- und MOAH-Fraktion simultan bestimmen zu können. Die GC verfügt über ein Early Vapor Exit (GERSTEL-EVE) zur Verdampfung des Lösungsmittels aus der HPLC vor Beginn der GC-Messung, und einen Multi-Purpose-Sampler (GERSTEL-MPS, Gerstel) zur Probenaufgabe. Ein Stand-alone-Multi-Purpose-Sampler (GERSTEL-MPS-roboticPro), ausgestattet mit verschiedenen Modulen unter anderem zur Inkubation der Proben, Zentrifugation, Eindampfen und Extraktion, diente zur automatisierten Probenvorbereitung, von der Verseifung, Extraktion und Aufkonzentrierung bis zur Epoxidierung der Probenmatrix.

Wichtige Schritte im Fokus: Um die MOSH- und MOAH-Fraktionen zu trennen und störende Matrixverbindungen wie Triglyceride zu entfernen, wurde die HPLC im Normalphasenmodus über eine Silica-Säule durchgeführt. Jeweils 450 µl der MOSH- und MOAH-Fraktionen wurden über ein spezielles 9-Port-Auswahlventil in die unbeschichteten Vorsäulen des vorderen (MOSH) beziehungsweise hinteren (MOAH) Kanals des GC transferiert. Nach dem Transfer wurde die LC-Säule bei laufendem GC rückgespült. Das Lösungsmittel wurde in der Vorsäule verdampft und über den Early Vapor Exit abgeführt. Die Peaks wurden vor der GC-Trennung jeder Fraktion fokussiert, die MOSH- und MOAH-Verbindungen nach Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül sortiert und mittels FID detektiert. Die Quantifizierung erfolgte anhand der relativen Fläche der MOSH- beziehungsweise MOAH-Signale zu den internen Standards. Die Ergebnisse wurden mithilfe einer Datenauswertungssoftware (GERSTEL-ChroMOH) automatisiert interpretiert und die Fraktionen in Größenbereiche gruppiert.

MOSH/MOAH in Palmöl: Zwei Gramm Palmöl wurden manuell in zehn Milliliter Hexan verdünnt und mit internem Standard versetzt (10 µl). Ein Milliliter des resultierenden Extrakts wurde bei 65 °C für die Dauer von 30 Minuten gemäß DIN 20122 (Anhang C) epoxidiert [1]. Die Palmölproben enthielten relativ hohe Konzentrationen an MOSH und MOAH: 18,3 beziehungsweise 6,2 mg/kg in Probe 1 und 19,3 respektive 6,0 mg/kg in Probe 2.

MOSH/MOAH Instantnudeln: Mit derselben Methode wurden Instantnudeln auf MOSH/MOAH untersucht. Der Vergleich mit der Palmöluntersuchung ergab keine Abweichungen von der Standardmethode für Pflanzenöle, außer einer erhöhten Probenmenge für die Extraktion (2 g für Palmöl und 5 g für Nudeln). Die Nudeln schienen MOSH/MOAH-Verunreinigungen unterschiedlicher Herkunft und Quellen zu enthalten: Die resultierenden Chromatogramme zeigen einen sehr prägnanten Buckel mit etwa zwölf bis 20 Kohlenstoffatomen und einen weiteren langgestreckten Buckel mit etwa 26 bis über 50 Kohlenstoffatomen. Unterschiedliche Formen der Höcker deuteten an, dass Verunreinigungen aus verschiedenen Quellen vorliegen.

MOSH/MOAH in Würzöl: Im Gegensatz zu reinen Pflanzenölen, die durch Pressung oder Extraktion aus pflanzlichen Quellen gewonnen werden, enthalten pflanzenölbasierte Würzöle aufgrund der Zugabe von Kräutern, Gewürzen oder Aromastoffen eine komplexere Matrix. Die manuelle Epoxidierung erfolgte nach einem modifizierten Verfahren der DIN EN 16995, die vollautomatische Probenvorbereitung mittels Verseifung und Epoxidierung nach DIN 20122. Über aktiviertes Aluminiumoxid (AlOx) wurden störende n-Alkane während des HPLC-Laufs aus der MOSH-Fraktion entfernt [2]. In eine Chromatogrammen sind zwei Buckel zu sehen, was auf eine Verunreinigung mit Mineralölrückständen aus unterschiedlichen Quellen hinweist. Im Chromatogramm einer anderen Probe deutet sich eine Größenverteilung der Kohlenwasserstoffe hin zu größeren Kohlstoffverbünden (höchste Konzentrationen zwischen 30 und 45 Kohlenstoffatomen). Die automatisierte Vorgehensweise bietet eine deutliche Arbeitserleichterung und höhere Effizienz.

MOSH/MOAH in Gewürzen: Gewürzen stellen eine analytische Herausforderung dar. Ihre Matrix ist komplex und enthält zahlreichen natürliche Aromastoffe, Pigmente und Öle, was die Detektion einzelner Substanzen erschwert. Besonders die Bestimmung von MOSH/MOAH ist anspruchsvoll, da diese Verbindungen, insofern vorhanden, unter Umständen gering konzentriert vorliegen und gleichzeitig von den Signalen der natürlichen Bestandteile der Gewürze im Chromatogramm überlagert werden können. Das erfordert eine hochspezifische Probenaufbereitung und empfindliche Messtechnik. Es wurde unterschiedliche Gewürze (Kreuzkümmel, Nelken, Muskat, Oregano und Kurkuma) untersucht. Die Gewürze wurden, sofern nicht bereits entsprechen vorliegend, gemahlen und kleinere flüchtige Verbindungen in die Gasphase ausgetrieben. Von der Probe wurden 2,5 Gramm manuell mit zehn Milliliter Hexan extrahiert. Der Extrakt wurde für die automatisierte Probenvorbereitung verwendet, vergleichbar jener standardisierten Vorgehensweise, die bereits auf Palmöl angewendete worden war. Die Proben wurden Entfernung störender flüchtiger Verbindungen, der automatisierten Verseifung und Epoxidierung sowie der Online-AlOx-Reinigung analysiert. Die automatisierte Auswertung der resultierenden Chromatogramme ergab im Fall der analysierten Kreuzkümmelprobe eine Belastung mit 22,2 mg/kg MOSH und 0,8 mg/kg MOAH.

Manuelle versus automatisierter Datenauswertung: Chromatogramme aus der Analyse von Mineralölverunreinigungen in Lebensmitteln, Verpackungen und Körperpflegeprodukten unterscheiden sich deutlich von herkömmlichen Chromatogrammen und sind schwer zu interpretieren. Ungeachtet des chromatographischen Aufwands, der bei der MOSH/MOAH-Analytik betrieben wird: Die Kohlenwasserstoffe in diesen Proben stellen ein komplexes Gemisch aus Mineralölbestandteilen dar, das sich nicht vollständig auftrennen lässt. Dieser Umstand führt zu einer Verteilung der Verbindungen nach Kohlenstoffzahl über eine lange Retentionszeit, jedoch nicht zu einer Trennung in einzelne Peaks, sondern in Form eines „Buckels“. Ihres pflanzlichen Ursprungs wegen, enthalten Pflanzenöle und Lebensmittelerzeugnisse, die Öle und Fette enthalten, natürlicherweise viele unterschiedliche Verbindungen wie n-Alkane, Terpene, Squalene oder Sterene, die eben keine Mineralölverunreinigungen darstellen. Diese Verbindungen sitzen den MOSH/MOAH-Buckeln auf und müssen subtrahiert werden. Diese Arbeit von Hand auszuführen, ist arbeits- und zeitintensiv. Eine automatisierte Datenverarbeitung ist zu bevorzugen, da sie eine schnelle und objektive Auswertung der komplexen MOSH/MOAH-Chromatogramme erlaubt. Die manuelle Datenauswertung erfordert viel Erfahrung und individuelles Urteilsvermögen des Analytikers, was zu sehr hohen Abweichungen zwischen verschiedenen Anwendern führt. Dieses Risiko lässt sich durch den Einsatz eines universellen Algorithmus zur automatischen Integration eliminieren. [4]

Unser Fazit: Um zu überprüfen, ob eine für Pflanzenöl aufgesetzte Standardmethode zur Bestimmung von MOSH/MOAH auch in anderen Lebensmitteln taugt, wurden verschiedene Lebensmittelmatrices (Palmöl, Instantnudeln und Kreuzkümmel) untersucht. Ergebnis: Die Mineralölkontaminationen lassen sich mit unserem einem vollständig integrierten HPLC-(Dual)GC-FID-System mit minimalem manuellem Aufwand effizient und sicher in verschiedenen Matrices bestimmen. Änderungen der Analysemethode sind nicht erforderlich, lediglich Anpassungen bei der Probenvorbereitung könnten vonnöten sein. Die Automatisierung der MOSH/MOAH-Bestimmung bietet den Mehrwert der Vereinfachung bei gelichzeitig vergleichbaren und reproduzierbaren Ergebnissen. Die softwaregestützte Auswertung der Messdaten reduziert die Anzahl potenzieller Fehlerquellen und minimiert den Arbeitsaufwand.

Referenzen:

[1] Fully Automated Sample Preparation (ISO 20122) for MOSH/MOAH Determination in Seasoning Oils. AppBrief.
https://www.gerstel.com/de/publikationen/AppNote/Lebensmittel/AppBrief-19

[2] Determination of MOSH/MOAH in Palm Oil and Instant Noodles. AppBrief (2025).
https://www.gerstel.com/de/publikationen/AppNote/Lebensmittel/AppBrief-20

[3] Easy automated data processing of complex MOSH/MOAH samples. (Details auf Nachfrage im persönlichen Gespräch; eine schriftliche Ausarbeitung soll bis Juni 2025 folgen und unter www.gerstel.de online abrufbar sein.)

[4] MOSH/MOAH-Datenanalyse.
https://www.gerstel.com/de/produkte/software/chromoh