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Ölpest Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in Lebensmitteln nachweisen

Autor / Redakteur: Oliver Lerch*, Jackie Whitecavage**, Jack R. Stuff** und Edward A. Pfannkoch** / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die Ölpest im Golf von Mexiko hat Folgen – nicht nur für die Umwelt. Betroffen sind auch die Verbraucher, die sich mit der Frage konfrontiert sehen, ob sich Lebensmittel aus dem Meer noch bedenkenlos verzehren lassen. Eine pauschales Ja oder Nein fällt schwer. Die Analytik solcher Lebensmittelproben auf Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) rückt wieder stärker in das Bewusstsein.

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Die Ölpest im Golf von Mexiko rückt auch die Analytik von Lebensmittelproben auf Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) wieder stärker in das Bewusstsein.
Die Ölpest im Golf von Mexiko rückt auch die Analytik von Lebensmittelproben auf Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) wieder stärker in das Bewusstsein.
( Bild: Laurent Renault, Fotolia.com )

Niemand, so viel scheint sicher, ist in der Lage vorherzusagen, wie die marine Biosphäre auf eine Kontamination durch Rohöl und zu seiner Bekämpfung eingesetzte chemische Mittel reagiert. Sicher ist nur, sie ist zu sensibel, als dass eine Ölkatastrophe, wie sie sich kürzlich unter den Augen der Weltbevölkerung im Golf von Mexiko ereignet hat, spurlos an ihr vorüberginge. Einigkeit besteht zudem in der Prognose, dass sich die eingetragenen Schadstoffe, darunter polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), in der marinen Nahrungskette anreichern und letztlich mit den „Frutti di Mare“ auf unseren Tellern landen, wenn nicht geeignete Maßnahmen zum Schutz der Verbraucher ergriffen würden. Die Rede ist von einer umfangreichen und lückenlosen Qualitätskontrolle.

Auf der Suche nach einer effizienten und praktikablen Analysenmethode zum quantitativen Nachweis von PAK in marinen Lebensmitteln wurde Gerstel beauftragt, die Praktikabilität der seit Jahren bewährten Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) zu prüfen; die Aussichten erwiesen sich von vornherein als gut, hatte sich die SBSE doch bereits vorzüglich für den Nachweis dieser und anderer Schadstoffe in wässrigen Proben bewährt. Die Resultate der Untersuchung präsentierte die United States Environmental Protection Agency (EPA), die Umweltbehörde der Vereinigten Staaten von Amerika, im Mai auf der 58th American Society for Mass Spectrometry (ASMS) Conference im amerikanischen Salt Lake City. Darüber hinaus wurde die SBSE in vielfacher Weise unter anderem zur Bestimmung von Schadstoffkonzentrationen in Lebensmitteln und anderen komplexen Matrices eingesetzt.

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SBSE – die Extraktionstechnik der Wahl

Als Extraktionsmedium diente bei der SBSE der Gerstel-Twister. Hierbei handelt es sich um ein spezielles Rührstäbchen (Rührfisch) für Magnetrührer, das mit Polydimethylsiloxan (PDMS) ummantelt ist und in dem sich die organischen, hydrophoben Bestandteile anreichern, während der Twister die Probe durchmischt. Der Twister wird nach einer von Fall zu Fall definierten Zeit der Probe entnommen, trocken getupft und in den passenden Thermodesorber (Thermal Desorption Unit, TDU) überführt. Die thermische Extraktion der Analyten aus dem Twister erfolgt in großer Stückzahl voll automatisiert.

Das Funktionsprinzip der SBSE beruht auf dem Verteilungskoeffizienten zwischen PDMS und Wasser. Der Logarithmus des PDMS-Wasser-Verteilungskoeffizienten ist angenähert äquivalent dem Logarithmus des Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten (Log KO/W); KO/W ist ein physikochemischer Parameter, der verwendet wird, um die hydrophilen oder hydrophoben Eigenschaften einer Chemikalie zu beschreiben. Ein großer Log KO/W steht für hohe Hydrophobizität, was bedeutet, dass die Substanz sehr gut im PDMS sorbiert und sich mit entsprechend hoher Wiederfindung mit dem Gerstel-Twister extrahieren lässt.

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