Dr inż. Edyta Budzyńska z Wojskowej Akademii Technicznej przebadała substancje aromatyzujące w wyrobach tytoniowych. W próbkach e‑papierosów znalazła m.in. zabroniony w UE estragol. Otrzymane wyniki opublikowała w renomowanym czasopiśmie naukowym „Talanta”. Teraz badaczka z WAT przyjrzała się także różnym gatunkom piw, które są dostępne na polskim rynku.
Rynek papierosów elektronicznych bardzo długo nie był uregulowany. W Unii Europejskiej dopiero dyrektywa 2014/40/UE wprowadziła normy dotyczące e‑papierosów i sklasyfikowała je jako wyroby pochodne wyrobom tytoniowym. W Polsce pierwsze regulacje pojawiły się w nowelizacji Ustawy o ochronie zdrowia przed następstwami używania tytoniu i wyrobów tytoniowych, która została uchwalona w 2016 roku. W kolejnych latach wprowadzono szereg nowych przepisów, aby lepiej zabezpieczyć społeczeństwo przed stosowaniem e‑papierosów.
„W ramach prac nad doktoratem skupiałam się na badaniach podstawowych dotyczących jonizacji chemicznej w spektrometrii ruchliwości jonów. W trakcie trwania moich studiów doktoranckich dwukrotnie wyjechałam na staż naukowy na Hamm-Lippstadt University of Applied Sciences. Tam zapoznałam się z tematem e‑papierosów. Moim celem było przebadanie ich pod kątem obecności substancji aromatyzujących ujętych w dyrektywie UE oraz niemieckich rozporządzeniach stworzonych na jej podstawie. Podobną metodykę badań stosuję aktualnie w WAT do badania różnych rodzajów piw i innych napojów” – mówi dr inż. Edyta Budzyńska z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.
Publikacja w czasopiśmie „Talanta” dotyczy substancji, które odpowiadają za różnorodne zapachy i smaki e‑papierosów. Sposób wchłaniania ich do organizmu jest inny, niż w przypadku żywności i napojów. Podczas inhalacji do płuc na ich oddziaływanie narażone są inne narządy. Wśród znalezionych w próbkach substancji był estragol, związek zabroniony w UE.
E‑papierosy
Pierwsze e‑papierosy zostały wyprodukowane w krajach azjatyckich i wyeksportowane do Europy w latach 2005 – 2006. Od tego czasu zapotrzebowanie na alternatywę dla tradycyjnych papierosów stale rośnie. Tradycyjny dym tytoniowo-papierosowy zawiera ponad 6000 zidentyfikowanych substancji chemicznych. Niektóre z nich są szkodliwe dla zdrowia człowieka, z czego ponad 70 może być przyczyną nowotworów. Aerozole dostarczane z e‑papierosów mają znacznie prostszą zawartość. Mniejsza liczba substancji stanowiących potencjalne zagrożenie dla palacza nie oznacza, że e‑papierosy są nieszkodliwe, czy wręcz zdrowe.
„E‑papierosy zawierają płyn, który dostarczany jest poprzez knot do spirali grzewczej zasilanej baterią. Mogą być uruchamiane przyciskiem lub przepływem powietrza. E‑liquid jest odparowywany i w ten sposób powstaje aerozol. Głównymi składnikami wkładów do e‑papierosów są gliceryna, glikol propylenowy, woda, nikotyna i aromaty. To właśnie do ostatniej grupy należą związki, które postanowiłam przebadać” – wyjaśnia dr Edyta Budzyńska.
W ramach projektu zostały przebadane substancje, które są zabronione tylko w wyrobach tytoniowych, a były dozwolone w przypadku papierosów elektronicznych (linalol, geraniol, mentol, menton) oraz takie, które są surowo zabronione jako składniki wyrobów związanych z tytoniem (2,3‑butanodion, 2,3‑pentanodion, 2,3‑heksanodion, 2,3‑heptanodion, estragol, eugenol metylowy).
„Metoda badawcza, którą zastosowałam, pozwala wykryć i zidentyfikować niemal wszystkie wybrane związki. Jedynym wyjątkiem jest 2,3‑butanodion. Nasze badania e‑liquidów wykazały, że wszystkie badane próbki zawierają co najmniej dwa związki, które są zabronione tylko w wyrobach tytoniowych, a są dozwolone w przypadku papierosów elektronicznych. W czterech próbkach znalazłam wszystkie cztery substancje. Związek zakazany – estragol – wykryłam w dwóch próbkach” – mówi dr Edyta Budzyńska.
Metoda badawcza
„Wszystkie badania, zarówno te, które realizowałam w Wojskowej Akademii Technicznej, jak i te, które prowadziłam w Niemczech opierają się na technice analitycznej, jaką jest spektrometria ruchliwości jonów. Polega ona na identyfikacji substancji na podstawie badania ruchu jonów wytworzonych ze zjonizowanych cząsteczek analitu w fazie gazowej w obecności pola elektrycznego” – tłumaczy dr Edyta Budzyńska.
Detektory stosowane w spektometrii ruchliwości jonów znane są od lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Były one wykorzystywane do wykrywania nawet śladowych ilości materiałów wybuchowych, bojowych środków trujących i narkotyków. Obecnie dzięki postępowi technologicznemu duże nadzieje budzi wykorzystanie ich do zastosowań biomedycznych. Największą zaletą spektometrii ruchliwości jonów jest szybkość analizy, bardzo niskie granice wykrywalności i względnie prosta obsługa. Analizę może utrudniać jej zbyt mała zdolność rozdzielcza. Dlatego poszukuje się nowych rozwiązań, które usprawniłyby działanie spektrometrów.
„Podczas stażu wykorzystaliśmy chromatograf gazowy sprzężony ze spektrometrem ruchliwości jonów. Było to dla mnie bardzo cenne doświadczenie, które pomogło w stworzeniu podobnego układu pomiarowego w naszym laboratorium w WAT. Zakończyłam już badania nad e‑papierosami, ale zamierzam kontynuować badania nad substancjami aromatyzującymi. Postanowiłam zająć się lotnymi składnikami piwa, ponieważ ten temat jest stosunkowo mało rozpoznany” – mówi Edyta Budzyńska.
Nowe badania
Chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrem ruchliwości jonów jest bardzo często wykorzystywana do analizy lotnych związków w różnych produktach. Oprócz piwa mogą być to m.in. inne alkohole, oleje, oliwy, herbaty, mięsa, ryby. Szybka i efektywna analiza związków aromatyzujących w próbkach żywności umożliwia ich kontrolę jakości. Nie jest to jedyna zaleta tej techniki łączonej. Dzięki jej zastosowaniu możemy np. ustalić kraj pochodzenia żywności, w przypadku herbaty – określić czas jej zbioru, a także ocenić profil smakowy produktu lub jego świeżość.
„Przed podjęciem kolejnych badań chciałam się zorientować, na ile substancje aromatyzujące, z którymi miałam styczność w poprzednich badaniach, mają zastosowanie w przemyśle spożywczym. Okazało się, że są wszędzie. W przypadku piw powstają w procesie fermentacji i definiują profil smakowy produktu końcowego. Określenie ilości diacetylu i 2,3‑pentanodionu w piwie jest potrzebne do oceny jego jakości. Badania przeprowadza się również na etapie kontroli produkcji produktu” – opowiada dr Edyta Budzyńska.
„Chromatograf gazowy sprzężony ze spektrometrem ruchliwości jonów okazał się doskonałym sposobem na przebadanie substancji aromatyzujących w piwach. W tej chwili jestem na etapie opracowywania wyników badań. Niedługo je opublikuję. Zamierzam kontynuować badania, ponieważ publikacji na ten temat wyraźnie brakuje. W tej chwili poza WAT tylko kilka miejsc w Polsce posługuje się tą techniką pomiarową” – tłumaczy badaczka z WAT.
Badania nad substancjami aromatyzującymi w piwach już trwają. W pierwszym etapie dr inż. Edyta Budzyńska przebadała 2,3‑butanodion (profil smakowy maślany) i 2,3‑pentanodion (profil smakowy miodowy). Wyniki zostaną wkrótce opublikowane w postaci osobnego artykułu.
Wyniki badań nad substancjami aromatyzującymi w e‑papierosach ukazały się w czasopiśmie „Talanta” pod tytułem: „Analysis of e‑liquids for electronic cigarettes using GC-IMS/MS with headspace sampling”.
Marcin Wrzos
fot. Katarzyna Puciłowska
