Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) in Palm Oil by GC-MS/MS

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) jsou vysoce stabilní a lipofilní organické sloučeniny s karcinogenními, mutagenními a teratogenními vlastnostmi. Díky své afinitě k tukům se hromadí v potravinářských olejích, které jsou významným zdrojem lidské expozice. V zájmu ochrany zdraví spotřebitelů stanovila Evropská unie maximální limity pro benzo[a]pyren a součet čtyř nejkritičtějších PAH (PAH4) v jedlých olejích.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat vysoce citlivou a selektivní metodu pro současné stanovení 15+1 EU prioritních PAH v palmovém oleji. Ke zvýšení selektivity byly využity tandemové SPE pro extrakci a čištění vzorku a GC-MS/MS se sledováním MRM přechodů pro kvantifikaci a identifikaci analyzovaných látek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek palmového oleje byl zpracován tandemovou extrakcí na SPE kazetách SupelMIP SPE-PAHS a Supelclean ENVI-Carb. Po kondicionování sorbentů a naložení vzorku se provedlo promývání cyklohexanem a eluční fáze (5 % toluen v ethylacetátu). Eluát byl koncentrován na objem 1 mL pomocí TurboVap. Pro separaci a detekci PAH byla použita GC-MS/MS v módu MRM.

• GC-MS/MS systém GCMS-TQ8050 NX (Shimadzu)
• Autosampler AOC-20i+s Plus
• Kolona SH-I-PAH (30 m × 0,25 mm × 0,10 µm)
• Nosný plyn helium, konstantní lineární rychlost 50,0 cm/s
• Podmínky injekce: 330 °C splitless, vysokotlaká injekce 250 kPa
• Program teploty kolony: 110 °C → 240 °C → 270 °C → 340 °C
• MRM přechody: jeden kvantitativní a dva kvalitativní

Hlavní výsledky a diskuse

• Oddělení a detekce všech 15+1 PAH bylo úspěšné na SH-I-PAH kolóně s retencí od ~7 do ~28 min.
• Linearita kalibrace v rozsahu 0,2–10 µg/L (0,447–22,346 µg/kg) pro všechny sloučeniny s R2 > 0,9979.
• Limit detekce (LOD) v rozmezí 0,038–0,327 µg/kg a limit kvantifikace (LOQ) 0,127–1,090 µg/kg, splňující kritéria EU (LOD ≤ 0,3 µg/kg, LOQ ≤ 0,9 µg/kg pro PAH4).
• Opakovatelnost (RSD) vyšetření nízké úrovně (0,5 µg/L) < 8 % a střední úrovně (5 µg/L) < 5 % (n = 8). Rozšířená série 72 analýz potvrdila stabilitu metody s RSD < 5 % (dibenzo[a,i]pyren < 8 %).
• Recovery PAH4 v palmovém oleji po SPE spiking (11,173 µg/kg) dosáhla 76–88 %, v souladu s EU požadavky (50–120 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita umožňují spolehlivé monitorování PAH pod legislativními limity.
• Jednoduchá a efektivní příprava vzorku tandemovým SPE zkracuje čas analýzy a snižuje přítomnost interferencí.
• Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality v potravinářských laboratořích a pro regulační sledování kontaminantů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorku a integrace s robotickými systémy pro vyšší průchodnost vzorků.
• Rozšíření na další typy olejů a mastných potravinových matrice.
• Implementace HRMS pro detekci nových a méně známých PAH a izomerů.
• Vývoj multidimenzionálních chromatografických metod pro eliminaci interferencí.

Závěr

Navržená GC-MS/MS metoda s MRM akvizicí a tandemovým SPE pro extrakci PAH z palmového oleje prokázala vysokou citlivost, linearitu, opakovatelnost a splňuje legislativní limity EU. Je připravená pro rutinní nasazení v potravinářské kvalitě a regulační kontrole.

Reference

1. Xu T. et al., Simultaneous Determination of 24 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Edible Oil by Tandem Solid-Phase Extraction and Gas Chromatography Coupled/Tandem Mass Spectrometry, Journal of AOAC INTERNATIONAL, 98(2), 529–537, 2015.
2. Zacs D. et al., Multi-walled carbon nanotubes as effective sorbents for rapid analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in edible oils using dispersive solid-phase extraction (d-SPE) and gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS), Food Analytical Methods, 11, 2508–2517, 2018.
3. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Food, The EFSA Journal, 724, 1–114, 2008.
4. Commission Regulation (EU) No 835/2011, amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels for polycyclic aromatic hydrocarbons in foodstuffs, 2011.
5. Commission Regulation (EU) No 836/2011, setting maximum levels for specific contaminants in foodstuffs, 2011.