Detailansicht
Determination of genotoxicity of plastic polymer recyclates by the Ames-MPF assay
Isabella Taucher
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lebensmittelchemie
Betreuer*in
Manfred Tacker
DOI
10.25365/thesis.65798
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15212.59308.440364-5
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Verwendung von Kunststoffpolymeren als Verpackungsmaterial in der Lebensmittelindustrie hat viele Vorteile. Der größte Nachteil ist jedoch, dass Polymere nicht abbaubar sind
und somit die Umwelt stark beeinflussen. In Österreich können nicht einmal 50 Prozent der
verwendeten Polymere recycelt werden.
Laut der europäischen Strategie zur Kreislaufwirtschaft müssen bis 2030 alle auf dem Markt
befindlichen Kunststoffverpackungen recycelbar sein. Derzeit können nur PET-Flaschen für
den Lebensmittelkontakt recycelt werden. Daher muss die verpackugsmaterialproduzierende
Industrie recyclebare Lebensmittelverpackungslösungen für alle Verpackungsarten entwickeln.
Das größte Problem von recycelbaren Verpackungspolymeren für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie sind die nicht absichtlich zugesetzten Substanzen (NIAS), die aus der
Lebensmittelverpackung in das Lebensmittel migrieren und vom Menschen verzehrt werden
können. Daher ist es sehr wichtig, das Gesundheitsrisiko von NIAS für den Verbraucher zu
ermitteln.
In dem Projekt "Polycycle" wurden verschiedene Verpackungspolymertypen getestet, um
sicherzustellen, dass die verpackungsmaterialproduzierende Industrie die gängigen Verpackungspolymere recyceln kann. In dieser Masterarbeit wurden die Polymerrezyklate auf ihre
genotoxische Wirkung mit dem Ames MPF Assay getestet. Dabei ist die Probenvorbereitung
der Kunststoffpolymerrezyklate ein sehr wichtiges Thema. Sie umfasst den Migrationsprozess zur Extraktion der Substanzen in den Rezyklat-Proben unter definierten Bedingungen.
Dies geschieht mit einem Extraktionsmittel und Wärmeeinwirkung für eine bestimmte Zeit.
Danach werden die Substanzen durch Rotationsverdampfung aufkonzentriert und unter Vakuum zum Lösungsmittelwechsel mit einem Visiprep™ SPE-Vakuum-Manifold eingedampft.
Anschließend wird der Ames-MPF-Assay durchgeführt, um mögliche genotoxische Substanzen in den Polymerrezyklat-Proben nachzuweisen.
Aufgrund der vielen Schritte bei der Probenvorbereitung und der langen Hitzeeinwirkung
während des Migrationsprozesses ist es möglich, dass die genotoxischen Substanzen verloren gehen oder abgebaut werden. Zu diesem Zweck wird zusätzlich die biologische Wiederfindung der genotoxischen Substanzen bestimmt. Dazu werden Aliquots der Extraktionsmittel mit verschiedenen DNA-reaktiven Substanzen gespikt und parallel zu den RezyklatProben geführt. Um Matrixeffekte der Rezyklat-Proben im Assay zu beurteilen, wurde die
Reaktion auf eine bekannte Ames-positive Substanz ausgewertet. Dazu wurden alle Polymer-Rezyklat-Proben in Abwesenheit und Anwesenheit eines positive Kontrollspikes getestet.
Die Polymer-Recyclat-Proben, die für das Projekt "Polycycle" getestet wurden, zeigen eindeutig negative Ergebnisse im Ames MPF Assay. Es scheint so, als ob die Ergebnisse der
biologischen Substanzwiederfindung von den unterschiedlichen Reinsubstanzen abhängen.
Außerdem können Substanzverluste bei der Probenvorbereitung durch menschliche und
technische Fehler nicht ausgeschlossen werden.
Abstract
(Englisch)
Using plastic polymers as packaging materials in the food industry has many benefits. However the major disadvantage is that polymers are non-degradable and thus influence the environment badly. In Austria not even 50 per cent of the used polymers can be recycled.
According to the European Circular Economy Strategy, all plastic packaging materials on the
market have to be recyclable till 2030. Currently only PET bottles can be recycled for use in
food contact. Therefore, the packaging material producing industry has to develop recyclable
food packaging solutions for all packaging types.
The biggest problem of recyclable packaging polymers for use in the food industry are the
non-intentionally-added substances (NIAS), which can migrate from the food packaging into
the food and can be consumed by human beings. Therefore, it is very important to determine
the health risk of NIAS on the consumers.
In the project called “Polycycle“, different packaging polymer types have been tested to make
sure that the packaging material producing industry can recycle the common packaging polymers. In this master‘s thesis the polymer recyclates have been tested for their genotoxic
effect with the Ames MPF assay. For this, the sample preparation of the plastic polymer recyclates is a very important topic. It includes the migration process to extract the substances
in the recyclate-samples under defined conditions. This is done with an extracting agent and
impact of heat for a certain time. After that the substances are concentrated by rotary evaporation and evaporated under vacuum for solvent change using a Visiprep™ SPE Vacuum
Manifold. Then the Ames MPF assay is performed to detect possible genotoxic substances
in the polymer recyclate-samples.
Due to the many steps involved in sample preparation and the long impact of heat during the
migration process, it is possible that the genotoxic substances are lost or degraded. For this
purpose the biological recovery of the genotoxic substances is additionally determined. To do
this, aliquots of the extracting agents are spiked with different DNA-reactive substances and
are conducted parallel to the recyclate-samples. To assess matrix effects of the recyclatesamples in the assay, the response to a known Ames-positive substance was evaluated.
Therefore all polymer recyclate-samples were tested in absence and presence of a positive
control spike.
The polymer-recyclate samples which have been tested for the project “Polycycle” clearly
show negative results in the Ames MPF assay. It seems as if the results of the biological
substance recovery depend on the different pure substances. Furthermore substance losses
during sample preparation due to human and technical errors cannot be excluded.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Food contact materials NIAS plastic polymer recyclates determination of the genotixicty ames MPF assay
Schlagwörter
(Deutsch)
Lebensmittelkontaktmaterialien NIAS Kunststoff-Rezyklate Bestimmung der Genotoxizität Ames-MPF Assay
Autor*innen
Isabella Taucher
Haupttitel (Englisch)
Determination of genotoxicity of plastic polymer recyclates by the Ames-MPF assay
Paralleltitel (Deutsch)
Bestimmung der Genotoxizität von Kunststoff-Rezyklate mit dem Ames-MPF Assay
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
71 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manfred Tacker
AC Nummer
AC16250664
Utheses ID
58278
Studienkennzahl
UA | 066 | 659 | |