Z LebensmUnters Forsch (1990) 191:286-289
Zeitschrift for
9 Springer-Verlag1990
Originalarbeit Untersuchungen zur Migration von Acetaldehyd aus Polyethylenterephthalat-Flaschen fiir kohlensiiurehaltige Erfrischungsgetriinke Susanna Eberhartinger, Ingrid Steiner, Josef Washiittl und Gerhard Kroyer Institut fiir Lebensmittelchemieund -technologieder TechnischenUniversit/itWien, Getreidemarkt9, A-1060 Wien, Osterreich Eingegangenam 12.April 1990
Study of the migration of acetaldehyde from PET bottles into soft drinks containing carbonic acid Summary. The migration of acetaldehyde from polyethyleneterephthalate (PET) under various conditions was analysed by headspace gas chromatography and flame ionisation detection. The residual amounts of new PET bottles were about 6.3 mg/kg with a migration value of 200 gg/1. On studying the migration at different temperatures and times, behaviour curves characteristic of packing materials made from plastics are obtaind. The amount of acetaldehyde diffusing from PET at a temperature of 40 ~ C reached a constant level after 4 days which was about 10% of the residual value of acetaldehyde. On increasing the temperature by 20 ~ C, this level was raised up to 50%. The results of the analysis of acetaldehyde in soft drinks containing carbonic acid show that the migration in fact is not sufficiently high to infuence the taste of these soft drinks. A negative effect on the taste may be recognized with mineral waters and soda when they are exposed to higher temperatures (e.g. 40 ~ C or more) over a longer period of time. Zusammenfassung. Mittels verschiedener Untersuchungen wurden Aussagen fiber das Migrationsverhalten von Acetaldehyd aus Polyethylenterephthalat (PET) getroffen. Die Analyse des Acetaldehyds erfolgte durch Kopfraum-Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion. Die Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in neuen PET-Flaschen ergab Werte um 6,3 mg/kg, woraus sich eine maximal m6gliche Migratmenge von etwa 200 gg/L errechnen 1/il3t. Migrationsstudien bei verschiedenen Temperaturen zeigten die fiir das Verpakkungssystem typischen Zeitverl/iufe. Die Diffusion des Acetaldehyds aus dem Kunststoff erreichte bei einer Inkubationstemperatur yon 40 ~ nach ca. 4 Tagen ein konstantes Niveau, welches ca. 10% des ermittelten Restgehaltes an Acetaldehyd betr/igt. Bei einer TemperaturerOffprint requests to: I. Steiner
h6hung um 20 ~ kam es zu einer Erh6hung dieses Niveaus auf das 5fache. Die Versuchsergebnisse der Bestimmung des Acetaldehyds in Getr/inken zeigte, dab in der Praxis nur mit einer geringen Migration zu rechnen ist, die bei den kohlens/iurehaltigen Erfrischungsgetr/inken wegen des intensiven Eigengeschmacks ohne Belang ist. Eine Geschmacksbeeintr/ichtigung k6nnte sich h6chstens bei Mineral- und Sodaw/issern ergeben, wenn diese 1/ingerfristig, wie sich aus den Migrationsstudien ableiten 1/il3t, Temperaturen um 40 ~ ausgesetzt werden.
Einleitung Polyethylenterephthalat (PET)-Flaschen werden in zunehmendem Mage zur Verpackung von kohlens/iurehaltigen Getrfinken eingesetzt. Der Kunststoff wird durch Veresterung von Ethylenglykol und Terephthals~iure hergestellt [1, 2]. Dabei handelt es sich um eine Polykondensationsreaktion, in deren Verlauf es zur Bildung von Acetaldehyd und anderen unerwfinschten Nebenprodukten kommt. Die weitere Verarbeitung beinhaltet deshalb neben den notwendigen Verfahren zur Formgebung auch Ma6nahmen zur Minimierung des Acetaldehyds. Geringe Mengen von Acetaldehyd in der Flaschenwand sindjedoch technisch unvermeidbar. Infolge seiner hohen Fliichtigkeit besteht die M6glichkeit, dab Acetaldehyd aus dem Kunststoff herausdiffundiert und als gel6ster Stoff im verpackten Gut, insbesondere in Mineralw/issern, Geschmacksverfinderungen bewirken kann. Dong et al. [3] haben eine Methode zur Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen entwickelt, welche bei den vorliegenden Untersuchungen verwendet wurde. Es wurde das Migrationsverhalten des Acetaldehyds und die Beeinflussung durch fiuSere Faktoren untersucht, wobei sowohl zeitliche Migrationsbetrachtungen als auch Acetaldehydbestimmungen in den in PETFlaschen abgeffillten Getrfinken mittels Kopfraum-Gaschromatographie durchgeffihrt wurden. Die Daten aus diesen Versuchen geben Aufschlul3 fiber die Migration
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yon Acetaldehyd aus PET-Flaschen und damit fiber eventuelle Geschmacksbeeintrfichtigungen der Getr/inke.
Material und Methoden Material Gebrauchte 1,5-L- und 2-L-PET-Flaschen ffir kohlens/iurehaltige Erfrischungsgetr/inke trod Sodawasser sowohl gef/irbt als auch transparent, welters neue 1,5-L-PET-Beh/iltnisse der Firma Varioform. - Bestimmung des Acetaldehyds in Getr/inken in folgenden Produkten: Coffeinhaltige Limonaden (Coca Cola, Pepsi Cola), Orangenlimonaden(Fanta, Radlberger Orange), Limonen-LimetteLimonaden (Seven up), Kr~iuterlimonade (Almdudler), Sodawasser (Mix It), Mineralwasser (Juvina); alle Getr~inke, ausgenommen Radlberger Orange und Mix It in PET-Flaschen und Aluminiumdosen im Handel erh/iltlich. Mit dem jeweiligen Getr/ink in der Dose Bestimmung des unabh/ingig von PET im Produkt enthaltenen Acetaldehyds. Vergleichssubstanz ffir Mix It. Mineralwasser Juvina in einer Glasflasche. - Radlberger Orange hinsichtlich seiner Inhaltsstoffe ungef'~hr mit Fanta vergleichbar. Herstellung des Standards mit frisch destiUiertem Acetaldehyd pro anal. (Merck).
Methoden
Bestimmung yon Acetaldehyd in Getrdnken Methode nach Mendenhall et al. [4].
Gaschromatographische Analyse Carlo Erba Fractovap 4200-Gaschromatograph mit einem Flammenionisationsdetektor und einer Porapak Q80/100 meshStahls/iule. Arbeitsbedingungen fiir die Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd und ffir die Migrationsstudien: Temperaturen: Ofen 140~ Einspritzblock 190~ Detektor 200~ Tr/iger-Gas: Stickstoff, FluBrate 15 ml/min. - Arbeitsbedingungen fiir die Bestimmung von Acetaldehyd in Getr/inken: Temperaturen: Ofen 130 ~ Einspritzblock 100 ~ Detektor 150 ~ Tr/iger-Gas: Stickstoff, FluBrate 20 ml/min. - Zur Auswertung der Chromatogramme die Peakh6he heranziehen.
Ergebnisse und Diskussion Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen
Hierbei wurde jener Gehalt an Acetaldehyd ermittelt, der nach Fabrikation der Flasche noch im Kunststoff vorhanden ist und infolge dessen als maximal m6gliche Mi-
Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen 1
Hierzu die Methode von Dang et al. [3] etwas ab/indern; nur Material in der Mitte der PET-Flasche und ohne Klebstoffreste verwenden. - Ca. 1,5 g der Flaschenwand sorgf/iltig ausmessen, wiegen und in 1 cm2 groBe Stiicke schneiden. Nach der ~berfiihrung des Materials in ein Kopfraum-Fl~ischchen 1 h inkubieren in einem Trockenschrank bei 130 ~ zwecks rascher Migration des Acetaldehyds in den Dampfraum. Danach 2 h in einem Trockenschrank bei 92 ~ equilibrieren; die gaschromatographische Analyse des Gasgemisches anschlieBen.
Migrationsstudien
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9 Springer-Verlag1990
Originalarbeit Untersuchungen zur Migration von Acetaldehyd aus Polyethylenterephthalat-Flaschen fiir kohlensiiurehaltige Erfrischungsgetriinke Susanna Eberhartinger, Ingrid Steiner, Josef Washiittl und Gerhard Kroyer Institut fiir Lebensmittelchemieund -technologieder TechnischenUniversit/itWien, Getreidemarkt9, A-1060 Wien, Osterreich Eingegangenam 12.April 1990
Study of the migration of acetaldehyde from PET bottles into soft drinks containing carbonic acid Summary. The migration of acetaldehyde from polyethyleneterephthalate (PET) under various conditions was analysed by headspace gas chromatography and flame ionisation detection. The residual amounts of new PET bottles were about 6.3 mg/kg with a migration value of 200 gg/1. On studying the migration at different temperatures and times, behaviour curves characteristic of packing materials made from plastics are obtaind. The amount of acetaldehyde diffusing from PET at a temperature of 40 ~ C reached a constant level after 4 days which was about 10% of the residual value of acetaldehyde. On increasing the temperature by 20 ~ C, this level was raised up to 50%. The results of the analysis of acetaldehyde in soft drinks containing carbonic acid show that the migration in fact is not sufficiently high to infuence the taste of these soft drinks. A negative effect on the taste may be recognized with mineral waters and soda when they are exposed to higher temperatures (e.g. 40 ~ C or more) over a longer period of time. Zusammenfassung. Mittels verschiedener Untersuchungen wurden Aussagen fiber das Migrationsverhalten von Acetaldehyd aus Polyethylenterephthalat (PET) getroffen. Die Analyse des Acetaldehyds erfolgte durch Kopfraum-Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion. Die Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in neuen PET-Flaschen ergab Werte um 6,3 mg/kg, woraus sich eine maximal m6gliche Migratmenge von etwa 200 gg/L errechnen 1/il3t. Migrationsstudien bei verschiedenen Temperaturen zeigten die fiir das Verpakkungssystem typischen Zeitverl/iufe. Die Diffusion des Acetaldehyds aus dem Kunststoff erreichte bei einer Inkubationstemperatur yon 40 ~ nach ca. 4 Tagen ein konstantes Niveau, welches ca. 10% des ermittelten Restgehaltes an Acetaldehyd betr/igt. Bei einer TemperaturerOffprint requests to: I. Steiner
h6hung um 20 ~ kam es zu einer Erh6hung dieses Niveaus auf das 5fache. Die Versuchsergebnisse der Bestimmung des Acetaldehyds in Getr/inken zeigte, dab in der Praxis nur mit einer geringen Migration zu rechnen ist, die bei den kohlens/iurehaltigen Erfrischungsgetr/inken wegen des intensiven Eigengeschmacks ohne Belang ist. Eine Geschmacksbeeintr/ichtigung k6nnte sich h6chstens bei Mineral- und Sodaw/issern ergeben, wenn diese 1/ingerfristig, wie sich aus den Migrationsstudien ableiten 1/il3t, Temperaturen um 40 ~ ausgesetzt werden.
Einleitung Polyethylenterephthalat (PET)-Flaschen werden in zunehmendem Mage zur Verpackung von kohlens/iurehaltigen Getrfinken eingesetzt. Der Kunststoff wird durch Veresterung von Ethylenglykol und Terephthals~iure hergestellt [1, 2]. Dabei handelt es sich um eine Polykondensationsreaktion, in deren Verlauf es zur Bildung von Acetaldehyd und anderen unerwfinschten Nebenprodukten kommt. Die weitere Verarbeitung beinhaltet deshalb neben den notwendigen Verfahren zur Formgebung auch Ma6nahmen zur Minimierung des Acetaldehyds. Geringe Mengen von Acetaldehyd in der Flaschenwand sindjedoch technisch unvermeidbar. Infolge seiner hohen Fliichtigkeit besteht die M6glichkeit, dab Acetaldehyd aus dem Kunststoff herausdiffundiert und als gel6ster Stoff im verpackten Gut, insbesondere in Mineralw/issern, Geschmacksverfinderungen bewirken kann. Dong et al. [3] haben eine Methode zur Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen entwickelt, welche bei den vorliegenden Untersuchungen verwendet wurde. Es wurde das Migrationsverhalten des Acetaldehyds und die Beeinflussung durch fiuSere Faktoren untersucht, wobei sowohl zeitliche Migrationsbetrachtungen als auch Acetaldehydbestimmungen in den in PETFlaschen abgeffillten Getrfinken mittels Kopfraum-Gaschromatographie durchgeffihrt wurden. Die Daten aus diesen Versuchen geben Aufschlul3 fiber die Migration
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yon Acetaldehyd aus PET-Flaschen und damit fiber eventuelle Geschmacksbeeintrfichtigungen der Getr/inke.
Material und Methoden Material Gebrauchte 1,5-L- und 2-L-PET-Flaschen ffir kohlens/iurehaltige Erfrischungsgetr/inke trod Sodawasser sowohl gef/irbt als auch transparent, welters neue 1,5-L-PET-Beh/iltnisse der Firma Varioform. - Bestimmung des Acetaldehyds in Getr/inken in folgenden Produkten: Coffeinhaltige Limonaden (Coca Cola, Pepsi Cola), Orangenlimonaden(Fanta, Radlberger Orange), Limonen-LimetteLimonaden (Seven up), Kr~iuterlimonade (Almdudler), Sodawasser (Mix It), Mineralwasser (Juvina); alle Getr~inke, ausgenommen Radlberger Orange und Mix It in PET-Flaschen und Aluminiumdosen im Handel erh/iltlich. Mit dem jeweiligen Getr/ink in der Dose Bestimmung des unabh/ingig von PET im Produkt enthaltenen Acetaldehyds. Vergleichssubstanz ffir Mix It. Mineralwasser Juvina in einer Glasflasche. - Radlberger Orange hinsichtlich seiner Inhaltsstoffe ungef'~hr mit Fanta vergleichbar. Herstellung des Standards mit frisch destiUiertem Acetaldehyd pro anal. (Merck).
Methoden
Bestimmung yon Acetaldehyd in Getrdnken Methode nach Mendenhall et al. [4].
Gaschromatographische Analyse Carlo Erba Fractovap 4200-Gaschromatograph mit einem Flammenionisationsdetektor und einer Porapak Q80/100 meshStahls/iule. Arbeitsbedingungen fiir die Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd und ffir die Migrationsstudien: Temperaturen: Ofen 140~ Einspritzblock 190~ Detektor 200~ Tr/iger-Gas: Stickstoff, FluBrate 15 ml/min. - Arbeitsbedingungen fiir die Bestimmung von Acetaldehyd in Getr/inken: Temperaturen: Ofen 130 ~ Einspritzblock 100 ~ Detektor 150 ~ Tr/iger-Gas: Stickstoff, FluBrate 20 ml/min. - Zur Auswertung der Chromatogramme die Peakh6he heranziehen.
Ergebnisse und Diskussion Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen
Hierbei wurde jener Gehalt an Acetaldehyd ermittelt, der nach Fabrikation der Flasche noch im Kunststoff vorhanden ist und infolge dessen als maximal m6gliche Mi-
Bestimmung des Restgehaltes an Acetaldehyd in PET-Flaschen 1
Hierzu die Methode von Dang et al. [3] etwas ab/indern; nur Material in der Mitte der PET-Flasche und ohne Klebstoffreste verwenden. - Ca. 1,5 g der Flaschenwand sorgf/iltig ausmessen, wiegen und in 1 cm2 groBe Stiicke schneiden. Nach der ~berfiihrung des Materials in ein Kopfraum-Fl~ischchen 1 h inkubieren in einem Trockenschrank bei 130 ~ zwecks rascher Migration des Acetaldehyds in den Dampfraum. Danach 2 h in einem Trockenschrank bei 92 ~ equilibrieren; die gaschromatographische Analyse des Gasgemisches anschlieBen.
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