Eine Vielzahl von Tabakadditiven nachweisen

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Anwendung auf reale Proben

Die an der Charité entwickelte HS-SPME-GC/MS-Methode wurde für die Untersuchung einer großen Zahl von Zigarettenmarken eingesetzt. Zum Vergleich wurden verschiedene Rohtabaksorten und zwei sich unterscheidende additivfreie Zigaretten hinzugenommen. Repräsentative Proben, hergestellt etwa durch Homogenisierung und Mischung einer großen Anzahl Zigaretten einer Marke und Charge, wurden nicht vermessen. Ungeachtet dessen „zeigen die Ergebnisse der qualitativen und quantitativen Doppelmessungen stets das gleiche Additivprofil. Unterschiede in der Konzentration innerhalb einer einzelnen Zigarette und zwischen den Zigaretten einer Packung liegen unter 20 Prozent“, konstatiert Professor Pragst.

Für jede Zigarettenmarke wurden doppelte HS-SPME/GC-MS-Analysen von der basischen, der neutralen und der sauren Suspension durchgeführt. Der Massenscan erfolgte im Bereich von m/z = 45-400; jeder Peak wurde mit der Wiley- und der NIST-Datenbank verglichen. Darüber hinaus erfolgte laut Professor Pragst eine verbesserte Analyse der Spektren unter Verwendung von selbstentwickelnden Datenbanken. Zur Bestätigung wurden die Retentionszeiten und Massenspektren mit den entsprechenden Referenzsubstanzen verglichen, die unter den gleichen Bedingungen gemessen wurden.

Insgesamt wurden 89 wichtige chemische Komponenten identifiziert, darunter natürliche Tabakbestandteile wie Nikotin und andere Tabakalkaloide sowie Geschmacksstoffe, Feuchthalte- und Lösemittel, die bei der Zigarettenherstellung hinzugefügt wurden. Durch Vergleich der Chromatogramme kommerzieller Zigaretten mit Chromatogrammen von Referenzzigaretten und Rohtabak konnte beurteilt werden, welche Komponenten natürlicherweise vorhanden waren und welche hinzugefügt wurden, darunter flüchtige Aldehyde und Ester, die in der Aroma-, Geschmacksstoff- und Lebensmittelindustrie häufig verwendet werden. Professor Pragst: „γ-Nonalacton, bekannt als Kokosnussaldehyd, und γ-Undecalacton (Pfirsichaldehyd) sorgen für süße und fruchtige Noten. Pfefferminz- und Gewürzgeschmack wird durch Isopulegol, Thymol und Menthol verursacht. Triacetin, Propylenglykol und Tripropylenglykol sind Hilfsstoffe, die als Lösemittel für ätherische Ölkomponenten oder als Feuchthaltemittel für den Tabak verwendet werden. In einem Fall wurde 6-Methylkumarin gefunden, ein synthetischer Duftstoff mit einem süßen Kokosnussaroma.“

Quantifizierung schafft Sicherheit

Menthol, 2-Ethyl-1-hexanol, Benzylalkohol, Benzaldehyd, Acetophenon, Indol, Pyridin und Furfurylamin kommen natürlicherweise im Tabak vor, gehen allerdings während des Herstellungsprozesses teilweise verloren. Um den natürlichen Tabakgeschmack zu erhalten, werden sie als Additive zugesetzt. Eine quantitative Analyse sei allein schon deshalb erforderlich, sagt Professor Pragst, um zwischen dem natürlichen Inhaltsstoff und seiner Verwendung als ein Additiv unterscheiden zu können. Das Ergebnis der Quantifizierung gibt dem Wissenschaftler recht: „Die Konzentrationen von Menthol, Benzylalkohol und 2-Ethyl-1-hexanol liegt in einigen Zigaretten deutlich über den Werten, die wir in Rohtabaken und Referenzzigaretten gemessen haben“, bilanziert Fritz Pragst. Beispielsweise war die Menthol-Konzentration in Nicht-Menthol-Zigaretten bis zu 100-fach höher als in Rohtabaken und rund 40-fach höher als in der Referenzzigarette. Analoge Ergebnisse wurden für den Gehalt an 2-Ethyl-1-hexanol erzielt, dessen Konzentration um bis zu 170-fach höher war als in der Referenzzigarette.

Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass sich die HS-SPME in Kombination mit der GC/MS und MS-Datenbanken beim Routinescreening von Zigaretten auf eine große Anzahl von basischen, sauren und neutralen Additiven sowie natürlichen Tabakbestandteilen mit Erfolg anwenden lässt. Die HS-SPME ist in diesem Fall besonders geeignet, weil die Mehrzahl der Additive halbflüchtige Komponenten sind. Da-rüber hinaus ermögliche diese Methode eine quantitative Bestimmung, um die Übereinstimmung mit festgelegten Maximalkonzentrationen von Additiven und ein künstliches Ansteigen der natürlichen Bestandteile zu kontrollieren.

*G. Deußing, Science Communication Redaktionsbüro, 41464 Neuss

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