Migration from coffee filter papers

Abstract

Das Ziel der Diplomarbeit war es einen Überblick über kommerziell verfügbare Kaffee Filter in Österreich zu bekommen und die gesammelten Proben auf eventuell migrierende Substanzen zu überprüfen.<br />Die Unterschiede zwischen den Substanzen, der Vergleich mit den Grenzwerten und der eventuelle Einfluss des Bleichprozesses standen im Vordergrund.<br />Der Schwerpunkt lag nicht auf einigen wenigen Substanzen und diese im Detail zu untersuchen, sondern einen Überblick über mehrere Substanzen mit verschiedenen Methoden zu bekommen, um zu einem Schluss zu kommen, ob Resultate nach weitere Analysen verlangen. Im erste Teil der Diplom Arbeit lag der Focus auf den generellen Informationen die über die Filterpapiere zu bekommen war, wie optische Vergleiche, Gewicht, Kontaktfläche oder Trockengehalte.<br />Danach wurde der Migration von Substanzen ins Auge gefasst. Als Simulator für Kaffee wurden Kaltwasser und Heißwasserextrakte hergestellt.<br />Dadurch konnten Informationen über den Trockengehalt, den pH Wert oder mit der Kaliumpermanganatmethode über die organischen Substanzen gewonnen werden.<br />In einem zweiten Teil wurde genauer auf spezielle Substanzen analysiert.<br />Mit photometrischen Messungen wurde der migrierende Anteil von Glyoxal und Formaldehyd gemessen.<br />Aufnahmen mit dem Elektronenmikroskop und Headspace Gas Chromatography Analysen gaben weitere Aufschlüsse.<br />Mit Hilfe der Röntgen Fluoreszenz Analyse wurde die Metallspuren in den Filtern festgestellt.<br />Die flurierten Substanzen wurden mit einem speziellen GC Detektor dem "Echelle Plasma Emissions Detector (EPED)" erfasst.<br />Schlussendlich wurden mit dem Gas Chromatographen Massen Spektrometer Dioxine, Pentachlorphenol und Phthalate bestimmt.<br />Zusammenfassend ist zu sagen, dass alle Filter sauber und frei von toxischen Substanzen sind, kleinere Unterschiede konnten herausgearbeitet werden.<br />

The aim of this diploma work is to give a good overview of the commercial available coffee filter paper products in Austria and to test the gathered samples on possibly migrating substances. The differences between the samples, the comparison to safety limits and the possible influence of bleaching were all considered.<br />The aim was not to focus on a few substances and go into more detail but to test a reasonable amount of different ones and with different methods to get a good overview and if some might cause concern and call for a closer investigation.<br />In the first part of the diploma work the focus lies on getting as much general information as possible on the filter paper samples like optical comparison, weight, contact area or moisture content.<br />Then the migration of substances was given a general overview. As a simulator for coffee cold water and hot water extracts were used. The general guidelines, how to prepare and test the extracts, were followed.<br />The overview contained the dry matter content which gives the total amount of migrating substances which do not evaporate before 100°C.<br />The measurement of the pH also gives an overview if there are differences between the samples.<br />Lastly to complete the general view a method with potassium permanganate was performed to determine the organic content of the migrating substances overall.<br />In the second part the amount of migrating substance was determined at some selected chemicals or to see if certain substances are present at all.<br />Photometric measurements showed the migrating amount of glyoxal and formaldehyde.<br />The scanning electron microscope was used to give a good overview of visible contaminations in the filter papers.<br />The headspace-gas chromatography-mass spectrometry method was used to determine if a greater amount of any substances are present in the sample papers which are volatile below 150°C.<br />With the X-ray fluorescence spectroscopy a focus on the metals present in the filter papers could be drawn. The fluorinated substances were analysed in greater detail with a gas chromatography "Echelle Plasma Emissions Detector (EPED)". With gas chromatography-mass spectrometry the dioxin amount in two samples was determined.<br />And as a last method a multimethod with gas chromatography-mass spectrometry was used to determine the amount of possibly harmful migrating substances under harsher conditions then. Here the amount pentachlorophenol or phthalates were tested.<br />In conclusion all results show that the filter papers all seem to be safe and "clean". No large migration seems to occur between the packages and the filter papers and the migration from the filters to the coffee contains no harmful substances in concerning concentrations.