Massimo Baldizzone
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TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE DI COMPOSTI
VOLATILI ED AROMATICI IN MATRICI ALIMENTARI
MEDIANTE SPETTROMETRIA DI MASSA
Massimo Baldizzone
FINALITÀ DELLA RICERCA
CHIMICO ANALITICO
SVILUPPO METODO
ANALITICO
VALIDAZIONE PRIMARIA
(ISO 17025)
CHIMICO ENOLOGICO
ALTERNATIVE ALLE
METODICHE IN USO
VARIETÀ
AROMATICA
QUALIFICANTE
SONO RAPPRESENTATI DA CENTINAIA DI COMPOSTI A CONCENTRAZIONE VARIABILE TRA mg/L E ng/L
GLI AROMI
VARIETÀ
TERRENO
CLIMA
TECNICHE COLTIVAZIONE
METABOLISMO DELL’UVA
FENOMENI BIOCHIMICI
METABOLISMO MICROBICO FERMENTAZIONE
REAZIONI CHIMICO – FISICHE ED ENZIMATICHE
POST- FERMENTAZIONE
INVECCHIAMENTO
ALDEIDI
CHETONI
OSSIDI
ALCOLI MONO, DI,TRI-IDROSSILATI
IDROCARBURI TERPENICI
ESTERI
MONOSACCARIDI E DISACCARIDI
DEGLI ALCOLI E DEGLI OSSIDI
TERPENI LIBERI TERPENI GLICOSILATI
SCARSAMENTE VOLATILI E
OLFATTIVAMENTE NON
AVVERTIBILI
I COMPOSTI AROMATICI
Monoterpene idrocarburico
CH3
C
CH3 CH2 4 5
3
21
5
4
32
1
Limonene
Alcol monoterpenici
C
CH3 CH3
CH3
CH2OH
H
CH3
OH
CH2
C
CH3 CH3
Geraniolo Linalolo
Monopreni aldeidici
CH3 CH3
CHO
CHOH
H
C C
Geraniale Nerale
I COMPOSTI AROMATICI
NORISOPRENOIDI
ALCOLI SUPERIORI E POLIALCOLI
ESTERI VOLATILI FLOREALE
ISTITUTO SPERIMENTALE DI
ENOLOGIAMETODO
SVILUPPATO
FRAZIONE IDROFILA
FRAZIONE LIPOFILA
FRAZIONE GLICOSILATA
UNICA FRAZIONE
CONDIZIONI DI ESTRAZIONE NON RIPRODUCIBILI
STRUTTURA PER ESTAZIONE SPE
SATURAZIONE SORBENT
NO RECOVERY
STANDARD INTERNO
DETERMINAZIONE TRAMITE METODO
AGGIUNTE STANDARD
STANDARD INTERNO
CARICO SORBENT
CAMPIONE
DiluizioneAggiunta std interno
1 eptanolo
Passaggio su colonnina (C18)
Frazione lipofila Frazione idrofila
Adsorbiti su cartuccia
Non trattenuti LIBERI GLICOSILATI
IDROFILI
AGGIUNTA STANDARD 1 PENTANOLO
AGGIUNTA DICLOROMETANO
ESTRAZIONE LIQUIDO - LIQUIDO
RECUPERO FASE ORGANICADISIDRATAZIONE TRAMITE
SOLFATO DI SODIO
CONCENTRAZIONE A PICCOLO VOLUME
INIEZIONE GC- MSsplitless
COMPOSTI ADSORBITI SU C18
ELUIZIONE LIPOFILI
ESTRAZIONE CON CH2Cl2
CONCENTRAZIONE COME PER IDROFILI
INIEZIONE GC- MSSplitless
COMPOSTI NON ELUITI CON CH2Cl2
ELUIZIONE CON METANOLO CONCENTRAZIONE
CATALISI ENZIMATICA
PASSAGGIO SU C18
ELIMINAZIONE SEDIMENTI TRAMITE
CENTRIFUGA
AGGIUNTA STD1 EPTANOLO
ELUIZIONE CON DICLOROMETANO E TRATTAMENTO COME PER LE ALTRE FRAZIONI
I TERPENOLI SONO TRATTENUTI
ATTIVITA’CATALITICA AR 2000
Terpene glicosilato:
Glucoside:
R-OH
OO
R
OH
OH
OH
CH2OH
Glucoside
OO
R
OH
OH
OH
CH2O
OH OH
OHCH2
O
Terpene glucoside
STUDIO DEL PROBLEMA ANALITICO
TIPOLOGIA DEGLI ANALITI RICERCATI
LIVELLI DI CONCENTRAZIONE ATTESI
CARATTERISTICHE DELLA MATRICE
•CONCENTRAZIONE VARIABILE: DA ng/L A mg/L
•MATRICE COMPLESSA
•CLASSI CHIMICHE DIFFERENTI
•PROPRIETÀ CHIMICO - FISICHE NON OMOGENEE
STUDIO DEL PROBLEMA ANALITICO
ATTENZIONE ALLE FASI DI CAMPIONAMENTO E DI TRATTAMENTO DEL CAMPIONE
VALUTAZIONE DELLE TECNICHE DI CAMPIONE E DI CLEAN-UP
Campione (10,0mL)
Diluizione in H2O (1:25)
Estrazione SPE
Lavaggio interferenti (10,0mL H20)
Standard Interno(1-Eptanolo 400μgL-1)
Preconcentrazione(Vf: 400μL)
GC-MS(Vinj=1,0μL in modalità splitless)
Eluizione analiti (10,0mL CH2Cl2)
EFFETTO MATRICE
NO CALIBRAZIONE ESTERNA
STANDARD
INTERNO
ADDIZIONE
STANDARD
TECNICHE DI
CALIBRAZIONE
CALIBRAZIONE
ESTERNA
• 27 STANDARD TRA TERPENI ALCOLI ED ESTERI• ADDIZIONI STANDARD AD UN CAMPIONE A 4 LIVELLI DI CONCENTRAZIONE
MODELLO DEL PRIMO ORDINE: Y = B0 + B1X
Livelli di [ ] in µgL-1
1. 0,0 µgL-1
2. 100,0 µgL-1
3. 200,0 µgL-1
4. 500,0 µgL-1
È STATO VERIFICATO COME LA DILUIZIONE ABBIA
RIDOTTO L’EFFETTO SULLA PENDENZA AD UN VALORE
NELL’ORDINE DELLA VARIABILITÀ DEL SISTEMA
SI È UTILIZZATO IL MODELLO CALCOLATO PER OGNI ANALITA
CON L’ADDIZIONE STANDARD COME CALIBRAZIONE PER LA
DETERMINAZIONE DEI COMPOSTI CONSIDERATI IN 18
BRACHETTI RAPPRESENTATIVI DELLA ZONA DI PROBUZIONE
Y = B0 + B1X
Y = B1X
“IN HOUSE” VALIDATION
ASSICURARE L’ATTUABILITÀ DEL METODO PRIMA DI EFFETTUARE UNO STUDIO INTER
LABORATORIO
FORNIRE EVIDENZA DELL’AFFIDABILITÀ DEL METODO ANALITICO NELLE CONDIZIONI
OPERATIVE PROPOSTE
RANGE DINAMICO LINEARE
ACCURATEZZA E PRECISIONE
SELETTIVITÀ E SPECIFICITÀ
LIMITE DI RILEVABILITÀ (LOD)
LIMITE DI QUANTIFICAZIONE (LOQ)
RECUPERO
PARAMETRI DI QUALITÀ DEL METODO :
(single-laboratory method validation)
INTERVALLO DINAMICO E INTERVALLO LINEARE
INTERVALLO DINAMICO DI LINEARITÀ: INTERVALLO MASSIMO PER IL QUALE
È SODDISFATTA LA RELAZIONE Y= B0+B1X
INTERVALLO DI LINEARITÀ:
0,0 – 500,0 µg/L
R2 = 0,987
0,0 – 1000,0 µg/L
R2 = 0,767
RECOVERY SUL SORBENT
500,0 µg/L 35%- 70%
STANDARD INTERNO ERRORI CASUALI IN FASE DI PRECONCENTRAZIONE
1- EPTANOLO
GC-MS STATION
Rate°C/min
Final temp
°C
FinalTimeMin
Level 1 42 60 2.00
Level 2 2.0 190 2.00
Level 3 5.0 230 15.00
Condizioni operative GC-MS
Colonna polare tipo INNOVAX. lunghezza 30 m, i.d. 0,25.
Gas di trasporto:He.
Tipo di iniezione: splitless. apertura valvola dopo 2 minuti.
Tempo di corsa: 93 minuti.
Ret.TimeMin.
Composto
Range di concentrazionenei brachetti in
μgL-1
LODμgL-1
LOQμgL-1
5,898 Acido butanoico, 2 metil estere Nr-65 13 ± 0,7 51 ± 2,3
6,083 Acido butanoico, 3 metil estere Nr-239 15 ± 0,7 46 ± 2,3
7,266 1 butanolo, 3 metil acetato 257- 777 7± 0,3 21 ± 1,1
8,803 Alfa Terpinene 297-712 31 ± 2 95 ± 6,1
9,637 Acido esanoico etil estere 386-737 14 ± 0,7 43 ± 2,2
10,680 Gamma Terpinene Nd-180 32 ± 1,6 94 ± 4,75
12,030 Acido acetico, esil estere 1268-5873 158 ± 8 290 ± 14,5
14,863 Acido eptanoico, etil estere 727-1058 14 ± 1 43 ± 2,6
15,039 Acido propanoico, 2-idrossi, etil estere 370-1058 14 ± 0,57 42 ± 1,75
15,558 1 esanolo Nd Nd Nd
15,590 3 etossi,1 propanolo 266-580 7 ± 0,2 22 ± 0,65
17,070 3 esen-1-olo Nr-500 8 ± 0,26 24 ± 1,37
19,800 Acido ottanoico etil estere 466-780 9 ± 0,45 27 ± 1,35
21,285 3 metil,1 butil pentoato? Nd Nd Nd
21,611 Cis linalolo ossido 232 - 400 23 ± 1,2 68 ± 3,80
25,647 Acido nonanoico, etil estere 76-480 12 ± 0,76 36 ± 2,28
26,000 Linalolo 90-276 11 ± 0,38 34 ± 2,15
27,088 5 metil, 2 Furancarbossialdeide Nr-341 47 ± 2,04 142 ± 6,51
30,408 2 Decanolo 551-1024 7 ± 0,44 21 ± 1,23
31,153 Acido decanoico etil estere 198-396 16 ± 0,99 49 ± 3,05
33,308 Acido butandioico dietil estere Nd Nd Nd
34,408 Alfa Terpineolo 56 - 466 6 ± 0,25 19 ± 1,18
34,509 Gamma Terpineolo Nr - 400 63 ± 5,68 190 ± 17,1
38,669 Beta Citronellolo Nr - 483 4 ± 0,14 13 ± 0,48
40,238 Nerolo Nr - 540 9 ± 0,7 29 ± 2,38
42,581 Alfa Ionone Nr - 535 10 ± 0,87 32 ± 2,80
42,764 Geraniolo Nr - 493 6 ± 0,49 18 ± 1,47
Nr: Non rilevabileNd: Non determinato