Méthodes de détermination de la migration globale dans )es aliments gras: eomparaison entre la méthode iodométrique et gas-ehromatographique

Méthodes de détermination de la migration globa le dans )es aliments gras: eomparaison entre la méthode

iodométrique et gas-ehromatographique

L. ROSSI, A. SAMPAOLO et L. GRAMICCJONI Laboratoires de Chimie, Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italic

Dans un rapport séparé (¹) nous avons précisé la nécessité d'une méthodc de détermination de la migration globale des matériaux différents lorsqu'ils sont placés en contact avec dcs denrées alimentaires graisses.

A ce but certaines méthodes ont été proposées et en particulier une méthode a fait objet d'étudc et dc controle expérimentalc par la Commis- sion « Analyscs et Extraction » des Bureaux lnternationaux Techniqucs - Matières Plastiques (²).

Bien quc nous n'avons pas participé d'une façon directe aux travaux collaboratifs dans la Commission ci-dessus, nous avons égalemcnt expé- rimenté la méthode proposée, en l'appliquant à ccrtains types de caoutchouc et de matièrcs plastiques.

Par conséquent on a pu eonstater que la méthode exige la standardi- sation plus poussée et détaillée, étant donné que de l'uniformité ahsoluc des modalités opératoires déeoulc la possibilité dc minimiser la variahilité remarquable des résultats qu'on pcut obtenir.

Pourtant, on a d'ahord vérifìé expérimentalcmcnt la méthode pro- posée, en particulier en rapport aux points suivant :

- pré-conditionnément dc l'échantillon à examiner;

- modalités dc contact de l'éehantillon avec l'huile de tournesol;

- extraction par solvant et détermination iodométriquc dc l'huile ahsorbée par l'échantillon;

- réproductihilité des résultats dans la détermination de l'huile au moycn du dosage de l'index d'iode;

- influence de l'essai témoin (échantillon mis en eontact directe- ment avee le solvant) sur les résultats de la migration globale.

On a considéré aussi l'éventualité que l'échantillon contient des suh- stanees capables de réagir avec l'iode et que ces substances peuvent etre

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ROSSI, SAMl'AO~O ET GRAMICCIONI 433

cédées d'une manière différente à l'huile et au solvant respectivement, peut-atre en raison de différents phénomènes de gonflement de l' échantillon.

Dans ces cas la détermination de la migration globale, utilisant la mésure différentielle de l'index d'iode, peut résulter altérée.

C'est pour cclà qu'on a étudié la possibilité de substituer la déter- mination iodométrique de l'huile par la détermination gaschromatogra- phique, basée sur un composant de l'huile. Il s'agit d'une méthode ayant une spécilìcité plus marquée et par conséquent il résulte raisonahle juger que la possibilité d'interférences possibles soit effectivement limitée.

Pourtant, les rechèrches effectuées pour comparer la méthode iodomé- trique et la méthode gaschromatographique ont suivi le schéma ci-après:

l. PHASE COMMUNE-

- 2. DETERMINATION IODOMETRIQUE

-3. DETERMINATION

GASCHROMATOGRAPHIQUE

-4. COMPARAI SON DES RESULTATS

l. Phase commune (Prise d'essai, pré-conditionnement, contact, extraction de l'huile ab:.orbée).

En général, Ics indications fournies par la méthode proposée (²⁾ ont été trouvées valables. Pourtant, au dclà de ces indications là, on peut noter Ics remarques suivant :

a) Prise d'essai. Etant donnée la différente nature cles matériaux à cxaminer, au licu d'assumer la référencc d'un échantillon de 10 grams, sdon les dernières suggestions confìdentielles de M. Pallière, serait plus opportun de prévoir que le matériau en examen est coupé en 4 morceaux de dimensions 2,5 X lO cm, qui sont rincés à l'eau distillée et essuyés au papier-filtre et ensuite pésés. Le lavage n'est pas opportun dans les cas de matériaux absorbant l'eau.

b) Pré-conditionnement. Dans certains cas, à savoir les polyamidcs et les pellimùes ou feuilles ceJlulosiques pouvant absorber humidité, le pré- conditionncment peut jouer un role qu'on ne doit pas négliger. Pour d'au- tres matériaux, tels que le polyéthylène, polypropylène, polystyrène, le préconditionnement est résulté tout à fait superflu, parce que son influence maximale est toujours au dessous cles erreurs expérimentaux. Dans le cas du caoutchouc l'inflnence du pré-conditionnement est variable selon le type en examen.

Pourtant on peut conclure que, en principe, il faut prévoir le précon- ditionnement de l'échantillon d'analyse, au hut de normaliser l'humidité, sauf la faculté de n'en tenir pas compte pour les matériaux dont l'absorp- tion d'humidité de l'ambient est pratiquement nulle .

. Ht11. Ut. Super. Saniltì 1:977) 8, 432·430

9

DETER3fT~ATlON Of' CLOBAI. MICI!A110'i

c) Contact entre l'éclwntillon et L"huill'. Au but c.lc norroaliser le& mo·

(lalit.és oporatoircr; on jugc néc~ssnirc dc préciscr lt· rapport surfacefvolttmr:

cn d'autr<' termcs, la surfncc totale dc 200 cro² est mise en contact a\'c<·

100 mi d'btùlc do tourncsol. Pourtant. dan" ccs conditions, le rapport sur·

faccfvolumc est égal à 2.

Lorsquc la durée du contact est découl1~c (10 jours à 4()0C), les 4 mor·

ceaux sont soigneuscment cssuyés au papier-fìJtre "h.atman o. L Si OLL a adopté le pré·condition.ncmcnt au préalablc, on doit le répétcr dans l<.·H memcs conditiom: iniliquét•s ci-de ... su!' et en uite le 4 morccaux

;.ont pésés ensemble.

d) Extmction de l'hllile absorble par l'éclwntillon. Etant donnf: l'iu- térél il extrajrc, autant que possihll·, sculement l'huile, on a pu confir·

mcr qu'il est plus opportun adopter comme solvant d'extraction le tri- chJore-trifluoréthanc au licu du tétrachlorurt• dc- CRrbou. qui pcut cxtrairl' une quantité plus largc dc composants.

Pourtant, lcs morccaux ont été wj., dan.s un t• fìole, cn contact :n cc 100 ml do solvant et soumis à l'agitatiou automatique pcndant 48 hcttrcs. On a pu constalcr qu·unc cxtraction, cn général, est suffisante, sauf ccrtain cas, tcl!-> quc lt• caoutcbouc, dans lesqncb l'extraction doit étrc répétéc jusqu 'à rabS('Il.('(' de l'huil· dan& l'extrnit. Dans ces cas on rru- nit lcs cxtraits.

A part. on Joit cffcctucr l'extrartion parallèh•, dans le. meme.. con·

ditions adoptécs pour l'échantìllon après contact avec l'huilc, sur un éd1au· tillon tt<moin.

2. Déwrmination iodométriqtte de l'huile absorbée por l'échantillon.

On a obscrvé entièremcnt le~ modalitt~s indi4uécs dnns la méthodc proposéc.

Au but de la comparaison vouluc, la moitié dc l'cxtrait a été réser·

vf.e pou:r la détcrmination gaschromatographique.

3. Détumination 8aschromatograpltique de l'huile absorbée por l'échantillon.

a) Préparation des esters méthyliques des acides gras. (Toute la ver·

rerie doit etrc lavée soigncusement au préalablc avec éther dc pétrolc).

ltoitié de l'extrait n été évaporéc dans un évaporateur rotati! sous vide d'cau, à 40oC. Le résidu a été répris par 10 mJ dc solution 4

%

(p/p) d'acide suJfurique cn méthanol. On a fait bouillir à réflux pendant 3 heures. Le réfrigérant était fourui d'essiccatcur à gel dc silice.

La solution a été transférée <le la fiole d'évaporation dans Wl étan·

noir fourni dc robinet en polytétrafluorétylène, en ajoutant 100 ml d'eau distillée. L'cxtraction a été effectuéc deux fois à l'aide d'éther de pétrole

Ann. lat. Super. S11111!A (:972) l, 43:!·430

BOSSI, SAXPAOLO BT CBAXICCIONI 435

(p.eb. 30-SOOC), cbaque fois avcc 25 m1 de solvant, avec agitation à main de 3 minutes. Les solutions d'étber réunies dans un étannoir ont été lavées avec 4 aliquotes successives de 20 ml d'cau distillée. J.es dcrnières traces d'eau ont été éliminées en ajoutant dans l'étannoir 3-4 g dc sul- phate de sodium anhydre.

La solution d'éther a été transférée dans une fiole ù évaporatioo, cn ajoutant 10 ml d'éther au but de laver l'étannoir. Dc nouvrau on a 1:Jiminé le solvant à 400C, sous vide d'eau.

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O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 m1n

Fig. l. - GaKbromato~ramrne des estrrs mfthyliques des ocidcs gros.

Le rf. idu a été répris avec tm volume d'éthcr de pétrole (p.eb. 30-500C) tcl que la concentration ùe l'bulle soit de 1/mg/ml environ. Une déter- rnination préliminaire gaschromatographiquc peut orienler sur la dilution opportune.

4-36 DETEJlllfiNA.TION OF CLOBAL XIGRATION

b) Dosage gaschromatographique. La solution d'éther de pétrole a été soumisc au dosage gaschromatographique dans les conditions suivant:

Colonne : en accier inoxydable, 2,5 mm X 3 m remplie avec succinate de diéthylèmeglycol20% sur gas-chrom P AW, 80-100 mcsh. Detector: ionisation dc flamme.

Températures: colonne 195oC.

injectcur 3200C.

détector 1550C.

Gas de transport: helium, 25 ml/min.

Volume de solution injcctée: 3 p.l.

Le dosagc de l'huile est obténu en utilisant un des esters méthyli- ques, à savoir l'ester méthylique de l'acide linoléique, dont le pourcentage dans l'huile de tournesol adoptéc a été déterminé à part.

Dans la Fig. l on reporte, a titre d'exemple, un des gaschromatogram- mes obtenus.

4. Comparaison des resultats obtenus par les deux méthodes de détermination.

a) Reproductibilité dans la détermination de l'huile en soi-méme. On a préparé une solution contenant 10 mg d'huile de tournesol par ml.

De cette solution, 5 aliquotes de l ml ont été examinées par iodo- métrie et 5 aliquotes de l ml ont été examinées par gaschromatograpllle.

Les résultats respectifs son donnés dans le Tableau l.

TA.BLEAUl

Reproductibilité de la détermination de l 'huile en eoi-meme, par iodométrie et par guchro-

matographie

1-

^HtiiLE

PaUt"fTJ!

nf8

lO IO 10 10 10

l.~oyenne

±

^D.S.

JonoMf1»Jit

l26,9 126,9 139,6 139,6 139,6 134,5

±

^3,1

GA!C8R4.MATOC&APWt"':

l

290,0 283,5 280,8 286,2 286,2 285,3

±

^4,8

A nn. 1 1t. Supcr. Sanitd (1.97Zl l, t32~39

ROSSI, SAMPAOLO ET GRAliiCCIONI 437

De ces résultats on peut réléver que les deux méthodes donuent une valable réproductibilité et qu'eotr'elles il n'y a pas une difi'érence remnr- qunble au oiveau de l'huile considéré.

Cependant, la méthode gaschromatographique permet de déterminer des quantités d'huile meme inférieures à 0,1 mg, ce qui n'est pas possible nvec la méthode iodométrique, meme si on adopte des solutions 0,01 N. b) Détermination de la migration globale. Les deux méthodes de dé- termination ont été appliquées à des types difi'érents de matières plastiques et de caoutchouc. Les déterminations ont été effectuées sur des aliquotes des memes cxtraits obténus selon le point l ci-dessus. Les résultats respec- tifs sont inclw dans le Tableau 2.

Doonées de migration globale daOJI l'bulle de tournesol, IO jour à 400C V aleurs moyenues

±

sém.idispersion max. ; entre crochet& le nomhre

des déterminotions ellectuées

l

^)fiC•AnO:< CLo•u.a (mlfdm')

Er.usssua

l

^{ECRAN'rl LLON} m m

l

M. &&Seluomotol'•r•hiquc )1. iodom~trique

l l

l ^PPolypropylène olyèthylhe b. d. 0,5 0,5 (•) 10,5 1,2

± ±

^{2,80,6 (3) (ll)} 1,3 _u.

±

_d. ^{0,6 (3)}

l

ABS 1,0 4,6

±

^{0,6 (5) 3,0}

±

^{1,6 (5)}

CeUophane. 0,04 7,4± l' 7 (6) 6,6± 1,3 (6)

Polystyrène cristal 0,4 - 1,3

±

^{0,6 (2) 1,9 ± 0,5 (2)}

Polyatyrène choc . 0,4 - 1,5

±

^{0,5 (2) 0,5}

±

^{0,5 (2)}

l

Cooutchouc P37/70 (n.itrile·butad.)

•H,O ± 3,9 (3) l

Co~;~cho~c

^.PS7

Ì1oF. (~v~c .pht~la~

^0,5

^{< •>}

^{45,0 ± ·~.o (3) l}

1 tee) (••) . . . . . . . . . . . 0,5 (•) 150,9

±

11,5 (3) rJa9,7± 1,2 (3) 1 i_

(•) DILI1• ""' eu oo n'a pu t~rw comp~ de E. biell quo E

*

^{O (').}

(••) Dana eu cas on a efJ'eetu6, au deU de la prfmJU.. e.straclioo, d'autru eauactioM, chacuno do 2• l:tru~•

a\ eo SO m l de tol-va:nt; 80% de 11:mi1e totale: av11it 8t' extrait d.aJu la pr601ibe es:lr•ttioll.

Considérations générales

Au dclà des considérations déjà faites en rapport aux points parti- culiers traités, en ce qui concerne la phase commune (prise d'essai, pré- conditiounement, contact, extraction), d'un point de vue général il st:m·

ble justifìé d'attirer l'attention sur d'autres considérations. à savoir : a) Les deux méthodes de détermination de l'huile montrent une correspondance significative. La méthode iodométrique est sans doute plus vite et plus simple. La méthode gaschromatographique est plus spécifique

tl.nrc. Jat. Super. Sanit.:\ 0972) 8, ~32-139

438 DETERMINATJON OF CLOBAL :&IIGJIATION

et rcstrcint beaucoup la possibilité de substances intcrférantes, c'est-à-dire peut donncr des résultats plus certains.

b) En particulicr, avec la méthode de l'index d'iode il y a incerti- tude dans les cas où l'extrait témoin consomme dc l'iode (E

:f:

0), parcc qu'on ne peut pas etre certains si la correction doit etre appliquée ou non; et, dans l'affirmative, en quelle mésure étant donné qu'on ne peut pas savoir si les substances consommant iode migrcnt ou non memc dans l'huilc.

c) La méthode gaschromatographique peut resoudre cettc inccrti- tuùe, justcmcnt en raison de sa spécificité, basée sur la détermination de l'acide linoléiquc, sous forme de son ester méthyliquc. Dans tous les cas cxaminés les cxtraits des échantillons témoins n'ont jamais donné des piques interférants et en tout cas, meme si cette éventualité très impro- bable se vérifiat, il serait toujours possible dc choisir l'ester méthyliquc d'lm autrc acide gras pour déterminer l'huile.

d) C'est pour celà que, sur la base de la eomparaison avee les résul- tats gaschromatographiques, nOUS avons eu la possibilité de décider qlH"

pour Ics échantillons de caoutchouc examinés (Tableau 2) on ne devait pas apporter la corrcetion, bien que E

:f:

O. En effct, ce-ci résultc très clairement du Tableau 3.

l l l

i

l

i

i

!

l

l

l

!

TABLEAU 3

Influence de la correction E sur la migration M, selon la méthode iodométrique et gaschromatographique

· -

E (mgfdm') l\1 (mgfdm'}

ECB.\NTILLOX

l

lodométric l

loùométrie c. c.

l l

^{G. C.}

eorrigé non corrigé

l

54,0

o -

^{4,9 49,1 44,8}

l

p 3if70 53,6

o -

^{8,6 45,0 41,0}

52,3

o

- 11,3 41,0 37,0

J

l

^47,9

^o

^{98,6 146,5 147,9}

P 37/70 F 48,0

o

116,7 164,7 157,8

l 48,6

o

93,6 141,6 143,3

e) Sur la base de l'expériencc acquise on jugc que les méthodes offrent toutes les deux des avantages peut-etre complementaires. La sim- plicité de la méthode iodométrique, associéc avec la spécificité de la mé- thodc gaschromatographique pcut resoudre ccrtains cas particuliers plus doutcux et plus difficiles à interpréter.

On rémercie M. le Prof. L. Boniforti pour son àssistence précieuse et compétente dans les récherches gaschromatographiques.

A nn. Jst. Sup~r. Sanità. (19n) 8, 43~-431'

ROSSI, SAXPAOLO ET GRAJ(ICCIONI 439

Résumé. - Les Auteurs exposent les résultats de la comparaison expérimentale effectuée, en ce qui concerne la détermination de l'huile reténue par l'echantillon, au but de la détermination de la migration globale dans les aliments gras, entre la méthode basée sur la mesure de l'indice d'iode et la méthode gaschromatograpbique par eux mise à point.

Des dift'érents types de matières plastiques, de caoutchoucs et de cellophanes ont été soumis à l'examen.

Les résultats sont tout à fait comparables dans les cas où l'éehantil- lon ne donne pas lieu à eonsommation d'iode. Dans les cas où celà se réa- lise, la méthode gaschromatographique peut indiquer exactement si et dans quelle mesure on doit affecter d'une correction les données de migra- tion obtenues par la méthode iodométrique.

On peut conclure que les deux méthodes peuvent bien s'intégrer, la prémière, plus simple et repide, comme méthode courante, et la deuxième, plus spécifiquc, eomme méthode de rMérence dans les cas de doute.

Summary (Metlwds for the tktermination of global migration in fatty .foods : comparison between iodometric and gaschromatographic methods). -

The Authors present the results of the experimental comparison between the method based on the measure of the iodine index and the gaschroma- tographic method that was set up by themsclves; object of the compari- son was the determination of the amount of oil retained by tbe sample, after tbe determination of global migration into fatty foods.

Dift'erent types of plastic materials, rubbers and ccllophanes were exa- mined.

The results are perfectly comparable whcn the sample does not con-

sume iodine. When iodine consumption is present, the gaschromatogra-

phic method can indicate whcther and to what e"'1:ent a correction has to be applied.

I t can be concluded that the two methods can integrate each other;

the first, simpler and quiker, can be used as a routine method, and the seeond, which is more specific, can he used as a rcference method in uncertain cases.

REFERENCES

(1) SAMPAOLO A., L. GRAMICCIONI, L. Rossr, G. EsPOSITO & R. BINETTI. Ann. Isc.

Super. Sanicd, 8 322 (1972).

(2) Bureaux lnternationaux Techniques - Matières Plastiques - Commission « Analyses et Extraction », Doc. 71/1252 (1971).

A nn. 1st. Super. Sanitd <:972) a, '32-•39