Chromatographic purification and modelling: two tools for a better understanding of the effect of deodorization on the mitigation of mineral oil aromatic hydrocarbons in vegetable oil

Abstract

Mineral oil aromatic hydrocarbons (MOAH) are food contaminants considered of toxicological concern by the European Food Safety Authority (EFSA), particularly the ones with three or more fused aromatic rings. Recently, the possibility of reducing the content of these contaminants in vegetable fats and oils by refining, notably by deodorization, has been investigated. The available literature is however scarce, especially when it comes to the removed MOAH structures. The first part of the project therefore aimed at investigating how different MOAH structures are removed from coconut oil (spiked at 9 mg/kg of MOAH) for different deodorization times (0.5-4h) and temperatures (150-240°C). It was observed that up to weakly alkylated pentaromatic compounds could be removed, with however the highest reduction for compounds ≤C24 (reduction up to below the limit of detection level), including alkylated and non-alkylated tri- and tetraromatics. These experiments also illustrated the variability in the determination of MOAH caused by the coelution of biogenic interferences, which usually are purified by epoxidation – an approach that lacks selectiveness and tends to also remove the MOAH. Therefore, the second part of the project aimed at evaluating a new purification method based on a chromatographic separation by liquid chromatography using a silica column, and comparing it to the two currently proposed epoxidation methods. The results showed to be promising as the new method separates the MOAH of 1-2 rings from the more than 2 rings as advised by the EFSA, but most of all, it led to a smaller bias in the quantification of MOAH.

Les hydrocarbures aromatiques d'huile minérale (MOAH) sont des contaminants alimentaires considérés par l'Autorité Européenne de Sécurité des Aliments (EFSA) comme préoccupants d'un point de vue toxicologique, en particulier ceux comportant trois cycles aromatiques ou plus. Récemment, la possibilité de réduire la teneur de ces contaminants dans des matières grasses (MG) végétales par raffinage, notamment par désodorisation, a été considérée. Cependant, la littérature disponible reste limitée, surtout en ce qui concerne la structure des MOAH éliminés. La première partie du projet visait donc à étudier comment différentes structures de MOAH sont éliminées d’une huile de coco (enrichie à 9 mg/kg de MOAH) pour différentes durées (0,5-4h) et températures (150-240°C) de désodorisation. Il a été observé que les composés pentaromatiques faiblement alkylés pouvaient être éliminés, avec cependant la réduction la plus élevée pour les composés ≤C24 (réduction jusque sous la limite de détection), comprenant des MOAH tri- et tétraromatiques alkylés et non alkylés. Ces expériences ont également illustré la variabilité dans la détermination des MOAH due à la coélution d’interférences biogéniques, habituellement purifiées par époxydation – une approche manquant de sélectivité et tendant également à éliminer les MOAH. Par conséquent, la deuxième partie du projet visait à évaluer une nouvelle méthode de purification basée sur une séparation par chromatographie liquide sur une colonne de silice, et à la comparer aux deux méthodes d'époxydation actuellement proposées. Les résultats se sont révélés prometteurs, car la nouvelle méthode sépare les MOAH à 1-2 cycles de ceux avec plus de 2 cycles aromatiques, conformément aux recommandations de l'EFSA, mais surtout elle a conduit à un biais plus faible dans la quantification des MOAH.