Search

Las fragancias son productos químicos que desprenden un olor agradable y que se utilizan en multitud de productos de consumo a los que confieren su característico aroma. Así, se pueden encontrar en productos cosméticos de todo tipo (tales como perfumes, champús, desodorantes o jabones) y también en productos para el hogar (como detergentes, ambientadores o velas). El uso de productos cosméticos se ha incrementado progresivamente con el paso del tiempo, considerándose un indicador del progreso y bienestar de un país. El reciente Reglamento Europeo sobre productos cosméticos armoniza íntegramente las normas comunitarias a fin de lograr la libre circulación de los productos y garantizar un elevado nivel de protección de la salud humana. Este Reglamento regula aspectos importantes, como el etiquetado y la composición, indicando las sustancias prohibidas, así como la cantidad máxima permitida de algunos ingredientes cosméticos y su aplicación. En particular, los perfumes requieren una cuidadosa elaboración que asegure que, además de que se cumple el Reglamento, el producto acabado posee las características olfativas que se pretendía al diseñar su formulación. Para realizar los controles de calidad correspondientes se requieren métodos analíticos adecuados. Además, el Reglamento Europeo sobre productos cosméticos prohíbe o restringe la concentración en el producto acabado de más de 50 fragancias, debido a sus posibles efectos secundarios para la salud del usuario. Además, otras sustancias, que no son fragancias propiamente dichas, pero que pueden aparecer en el producto acabado a través del proceso de fabricación o envasado también están prohibidas o restringidas debido a sus efectos secundarios. Por tanto, se requieren métodos analíticos capaces de detectar la posible presencia de trazas de ingredientes prohibidos y restringidos, en las materias primas y en los productos acabados. Por otra parte, todas estas sustancias relacionadas con las fragancias pueden llegar indirectamente al medio ambiente si su eliminación en las plantas de tratamiento de aguas no es suficientemente efectiva y, también adicionalmente, debido a su presencia en productos cosméticos, pueden alcanzar directamente el medio ambiente debido a actividades como el baño en mares o ríos. Por lo tanto, es también necesario desarrollar métodos analíticos para estimar su potencial de bioacumulación en estos ecosistemas. En la Sección I se describen algunos conceptos fundamentales sobre los perfumes y su legislación, los antecedentes del tema y las metodologías analíticas utilizadas en la presente Tesis Doctoral. El objetivo de la presente Tesis Doctoral es desarrollar métodos analíticos para la detección y determinación de fragancias y sustancias relacionadas con los perfumes que permitan un adecuado control de calidad de los perfumes y una evaluación del impacto medioambiental de las fragancias. En base a este objetivo, se han desarrollado diversos métodos analíticos: un método para la determinación de ftalatos en perfumes. Estos analitos pueden presentarse en el producto de forma intencionada (utilizados como fijadores, disolventes de algunas fragancias, desnaturalizantes de los alcoholes usados en su fabricación…) o de forma no intencionada (debido a su migración desde los envases de plástico al producto). Se han determinado los ftalatos prohibidos en el Reglamento Europeo utilizando cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) como técnica analítica. un método para la determinación, en perfumes, de dos sustancias procedentes de extractos vegetales naturales utilizados como perfumantes, denominados atranol y chloroatranol, de conocido potencial alérgeno. Estas sustancias están en vía de inclusión en el listado de sustancias prohibidas del Reglamento Europeo. El método está basado en GC-MS como técnica analítica. Como etapa de tratamiento de la muestra se utiliza la extracción liquido-líquido (LLE) seguida de extracción liquido-líquido dispersiva (DLLME) y derivatización simultanea de los compuestos. un método que permite estudiar y seleccionar el tiempo de maceración implicado en la elaboración de los perfumes. El método está basado en GC-FID (ionización de llama) como técnica analítica. Los datos se tratan posteriormente mediante análisis discriminante lineal (LDA). un método para la determinación de nitro almizcles en aguas medioambientales y en aguas provenientes de plantas de tratamiento basado en DLLME como etapa de tratamiento de la muestra seguido de CG-MS como técnica analítica. Estos compuestos han sido ampliamente utilizados como fragancias debido a su agradable olor. Sin embargo, debido a sus efectos nocivos el uso de musk ambrette, musk tibetene y musk moskene está prohibido en productos cosméticos y el de musk xylene y musk ketone está restringido a unas concentraciones máximas por el Reglamento Europeo. Además, estos compuestos están considerados contaminantes persistentes con una fuerte tendencia a la bioacumulación. un método para la determinación de nitro almizcles en aguas medioambientales y en aguas provenientes de plantas de tratamiento basado en extracción en fase sólida (SPE) utilizando sorbentes molecularmente impresos como tratamiento de la muestra seguido de CG-MS como técnica analítica. La metodología de trabajo utilizada en la realización de los trabajos que forman parte de esta Tesis Doctoral ha sido: 1. Desarrollo y optimización de la etapa de detección/determinación empleando patrones de las sustancias a estudiar. Debido a la volatilidad de los analitos a estudiar se ha empleado la cromatografía de gases. En general, se ha utilizado la espectrometría de masas como detector, con el que se obtienen bajos límites de detección, aptos para el análisis de trazas. 2. Desarrollo y optimización de estrategias de limpieza y concentración de los analitos. Para llevar a cabo la determinación de compuestos a nivel de trazas es de vital importancia incluir un paso previo al análisis, que implique una concentración de los analitos. Además esta etapa también debería eliminar las sustancias interferentes que pueda contener la matriz de la muestra. En este sentido, se han desarrollado nuevos métodos que utilizan como etapa de tratamiento de la muestra la DLLME o la SPE utilizando sorbentes molecularmente impresos. 3. Validación de los métodos propuestos. Se han evaluado los métodos desarrollados en base a sus características analíticas, tales como límites de detección y cuantificación, exactitud, precisión o factor de enriquecimiento. Los métodos propuestos se han aplicado al análisis de muestras reales y se ha evaluado la influencia de la matriz mediante estudios de recuperación. 4. Elaboración de conclusiones y difusión de los resultados Los resultados y conclusiones se han difundido mediante los medios científicos habituales (presentación en congresos, redacción de artículos, etc.) Los trabajos realizados en la presente Tesis Doctoral han dado lugar a 6 publicaciones que se incluyen en el Anexo presentado. Las conclusiones detalladas de cada uno de los trabajos realizados, se muestran en los resúmenes elaborados en la Sección II. Finalmente, se presentan las conclusiones generales de la Tesis Doctoral presentada. Fragrances are chemical compounds with a pleasant odour. They are used in many consumer products, providing them with their characteristic aroma. In this way, they can be found in all kinds of cosmetic products (such as perfumes, shampoos, deodorants or soaps) and household products (such as detergents, air fresheners or candles). The use of cosmetic products has progressively increased over time and is now considered an indicator of the progress and prosperity of a country. The recent European Union (EU) Cosmetic Regulation harmonises the guidelines in order to achieve free movement of products and ensure a high level of protection of human health. This Regulation controls important aspects such as labelling and composition, indicating the prohibited substances and the maximum permitted quantity of certain cosmetic ingredients. Concerning perfumes, these products require careful preparation to ensure that, in addition to the compliance of the Regulation, the finished product has the originally designed olfactory characteristics. Suitable analytical methods, that enable the appropriate quality controls, are required. Furthermore, the EU Cosmetic Regulation prohibits or restricts the concentration of over 50 fragrances, due to possible side effects. Additionally, other substances, which are not fragrances themselves, but could appear in the finished product due to the manufacturing process or the product packaging, are also prohibited or restricted due to their side effects. Therefore, new analytical methods that enable the detection of prohibited or restricted ingredients in the raw materials and the finished products are required. Moreover, all these fragrance-related substances could indirectly reach the environment if wastewater treatment plants are not sufficiently effective. In addition, because of their presence in cosmetics, they can also reach the environment due to activities such as bathing in seas or rivers. Therefore, it is also necessary to develop new analytical methods to estimate the potential for bioaccumulation in these ecosystems. Some fundamental concepts about perfumes and legislation, the background of the topic, and the methodologies used in this PhD thesis are described in Section I. The aim of this PhD thesis is the development of analytical methods for the detection and determination of fragrance compounds and perfume-related compounds that enable the adequate quality control of perfumes and the environmental impact assessment of fragrance substances. Based on this aim, various analytical methods have been developed: a method for the determination of phthalates in perfumes. These analytes may be present in the product intentionally (used as fixatives, solvents of some fragrances, denaturing of the alcohols used in manufacturing...) or unintentionally (due to migration from plastic packaging to the product). The phthalates banned in the EU Cosmetic Regulation are determined using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) as analytical technique. a method to determine atranol and chloroatranol in perfumes. These two substances are found in natural plant extracts usually used as fragrances. However, they have an important allergenic potential and are in the process of inclusion in the list of prohibited substances of the EU Cosmetic Regulation. The method is based on GC-MS as analytical technique. As sample treatment liquid-liquid extraction (LLE) followed by dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) and simultaneous derivatization of the compounds is performed. a method to study and select the maceration time involved in the preparation of perfumes. The method is based on GC-FID (flame ionization detector) as analytical technique. The data are further processed by linear discriminant analysis (LDA). a method for the determination of nitro musks in environmental water and wastewater based on DLLME as sample treatment step followed by GC-MS as analytical technique. These compounds have been widely used as fragrances due to its pleasant odour. However, due to its harmful effects the use of musk ambrette, musk tibetene and musk moskene is prohibited in cosmetics and the use of musk xylene and musk ketone is restricted to a maximum concentration by the EU Cosmetic Regulation. Furthermore, these compounds are considered persistent pollutants with a strong tendency to bioaccumulate. a method for the determination of nitro musks in environmental water and wastewater based on solid phase extraction (SPE) using molecularly imprinted sorbents as sample treatment followed by GC-MS as analytical technique. The work methodology followed to carry out the work of this doctoral thesis is: 1. Development and optimization of the detection/determination step using standards of the substances studied. Due to the volatility of the analytes gas chromatography has been used. In general, a mass spectrometer detector has also been used, with which low limits of detection are obtained, suitable for trace analysis. 2. Development and optimization strategies for cleaning and concentrating the analytes To carry out the determination of compounds at trace levels it is essential to include a step prior to the analysis, involving a concentration of the analytes. Besides, this stage should also remove interfering substances that may contain the sample matrix. In this sense, new methods that include DLLME or SPE using molecularly imprinted sorbents as sample treatment steps have been developed. 3. Validation of the proposed methods. The developed methods have been evaluated based on their analytical characteristics, such as limits of detection and quantification, accuracy, precision or enrichment factors. The proposed methods have been applied to the analysis of real samples and the influence of the matrix has been evaluated by recovery studies. 4. Conclusions and diffusion of results The results and conclusions have been diffused through the usual scientific means (presentation at conferences, published articles, etc.). The work performed in this PhD thesis has led to the six publications included in the Annex. The detailed conclusions of each of the works are shown in the summaries written in Section II. Finally, the general conclusions of the doctoral thesis are shown.