Endocrine Disrupting Substances in Infant Foodstuffs - Presence of Perfluoroalkyl Substances and Toxic Elements

Abstract

Per- og polyfluorinerte stoffer (PFAS) har den siste tiden fått mye oppmerksomhet på grunn av deres hormonforstyrrende egenskaper. PFAS er påvist i naturprøver i mange deler av verden og det er derfor grunn til bekymring angående disse stoffenes tilstedeværelse i mat. Ettersom introduksjon av prosesserte produkter i barns kosthold kan føre til økt utsettelse for disse stoffene er det viktig a vurdere omfanget og alvorlige effekter av PFAS inntak. Hensikten med denne Masteroppgaven er derfor a bestemme omfanget av 15 PFAS og et lignende ikke-fluorinert stoff i komplementære barnematprodukter solgt i norske matbutikker. For å få et mer overordnet blikk over helserisikoen i disse produktene ble det også gjennomført en elementanalyse.

Det ble gjennomført ekstraksjon og UPLC-MS/MS analyse av 49 barnematprodukter med hovedingrediens Melk, Frukt, Mais, Korn, Kjøtt eller Grønnsaker. Generelt viste analysen god gjenopprettelse av PFAS analyttene, på over 76% gjenopprettet analytt for prøver spiket med 10 ppb standarder. Matriks effekter var lave (under ± 60%) for de fleste PFAS, med unntak av PFPA, PFHxS og PFOS, som da var sterkt pavirket av andre analytter i barnematmatriksen. Den ufluorinerte analytten DecaS viste dårlig gjenopprettelse og høy matriks effekt, og analysen var upassendefor denne analytten.

Alle PFASene ble funnet i barnematproduktene, og produtkene med hovedingrediens Mais inneholdt generelt høyest konsentrasjon av PFAS. Kornproduktene inneholdt også høye konsentrasjoner av noen PFAS, slik som PFPA. Spesiselt PFPA, PFHxA og PFTeDA ble funnet i høye konsentrasjoner i barnematproduktene. PFHxA i de fleste matgruppene og PFTeDA i Maisprodukter. PFOS, som har restriksjoner i forhold til dens bruk, ble funnet i lavere konsentrasjoner enn tidligere rapportert, mens de fleste andre PFAS ble funnet i høyere konsentrasjoner i denne analysen. Dette indikerer at restriksjoner fungerer og at en restriksjon av andre PFAS kan føre til lavere nivåer i mat. PFOS var også en av to PFAS som førte til et lavere Estimert Daglig Inntak (EDI) fra komplementær barnemat enn fra en brystmelk diett. EDI av alle risikovurderte PFAS overgikk Minimum Risiko Nivå (MRL), og noen av PFASene som ikke var risikovurdert førte til bekymringsverdig høy EDI. Mer spesifikt hadde PFPA, PFHxA, PFDA og PFTeDA svært høye EDI.

Av de 63 elementene analysert ble syv toksiske elementer valgt ut som hovedfokus: Cd, Hg, Pb, U, Cr, As og Sb. Hg og Sb ble funnet i høyere konsentrasjoner i barnematproduktene enn hva som var funnet tidligere. Disse to elementene hadde veldig høy usikkerhet i deteksjonen, som tilsa at resultatene kunne være misvisende. Barnematproduktene som hadde bekymringsverdig høye konsentrasjoner av PFAS eller toksiske elementer var: 1, 3 (grøtpulver av korn), 7, 8, 10 (maispuffs), 14 og 15 (korn- og fruktbarer).

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) have received a great deal of attention on account of their endocrine disrupting abilities. PFAS are found ubiquitously in nature and their presence in food for human consumption is therefore a matter of concern. As the introduction of complementary feeding into infants’ diets may result in increased uptake of these substances their presence and adverse health affects must be studied. The objective of this Master’s thesis was therefore to determine the concentration of 15 PFAS and one similar unfluorinated substance in complementary infant foodstuffs purchased in Norway. To assess the overall risk associated with consumption of the infant foodstuffs elemental analysis was performed as well.

49 infant food products consisting mainly of Dairy, Fruit, Corn, Grain, Meat or Vegetables underwent extraction and UPLC-MS/MS analysis. The 15 PFAS recovered well from the extraction procedure, all with relative recoveries above 76% for 10 ppb spiked samples. Most PFAS had matrix effects below ± 60% for 10 ppb spiked samples. However, PFPA, PFHxS and PFOS exceeded this level, and were strongly affected by interfering substances in the infant food matrix. The unfluorinated substance DecaS did not recover well from the extraction procedure and was highly affected by interfering substances.

All PFAS were detected in the infant foodstuffs, and the products consisting of Corn generally contained PFAS in high concentrations. However, Grain products also contained high concentrations of some PFAS, such as PFPA. The three PFAS PFPA, PFHxA and PFTeDA were found in high concentrations in the infant foodstuffs. PFHxA was found in high concentrations in most main ingredient groups and PFTeDA in a Corn product. The restricted substance PFOS was one of only two PFAS found in lower concentrations than previously reported, indicating that the restriction has served its purpose and that further restrictions of PFAS may decrease their presence in foodstuffs. PFOS was also one of two PFAS found in lower amount in infant foodstuffs than in breast milk. The estimated daily intake (EDI) of all risk-assessed PFAS exceeded the minimum risk level (MRL), and some of the PFAS that were not previously risk assessed resulted in very high EDIs from infant food consumption. These were especially PFPA, PFHxA, PFDA and PFTeDA.

Among the 63 elements determined in the infant foodstuffs the thesis focuses on Cd, Hg, Pb, U, Cr, As and Sb. The toxic elements of highest concern were Hg and Sb, as they were found in higher average concentrations in the infant food than previously reported. However, these elements also had the highest uncertainty in the analytical procedure. The infant food products of special concern were the products 1, 3 (powdered grain porridge products), 7, 8, 10 (corn puff products), 11, 14 and 15 (concentrated fruit snack bars).