Multiresidue Pesticides Analysis in Norbixin Color Additive using LCMS-8050 and GCMS-TQ8040 NX

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v potravinářských barvivech je klíčová pro ochranu zdraví spotřebitelů. Norbixin, hlavní složka červenooranžového barviva annatto používaného v potravinách, kosmetice a farmacii, může po extrakci akumulovat pestici­dy. Spolehlivá detekce a kvantifikace stopových úrovní reziduí zajišťuje splnění legislativních limitů a minimalizuje zdravotní rizika.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl vyvinout robustní, citlivou a účinnou metodu pro simultánní kvantifikaci 72 běžných pesticidů v komplexní matrici norbixinové barvy. Metoda využívá modifikovaný postup QuEChERS a ultrarychlé technologie LC-MS/MS a GC-MS/MS od Shimadzu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci reziduí byl přizpůsoben postup QuEChERS s acetonitrilem a optimalizovaným množstvím NaCl a MgSO4.
Čištění vzorku se provádělo kombinací C-18, grafitovaného uhlí (GCB), PSA a MgSO4 pro potlačení interferencí.
Podíl acetonitrilu se rozdělil na dvě části:

• Pro LC-MS/MS: osmkrát ředěný methanol-voda (50:50) a filtrace 0,22 µm.
• Pro GC-MS/MS: rekonstituce v ethylacetátu s 2,5× ředěním.

Použitá instrumentace

• LC-MS/MS: Shimadzu LCMS-8050 s autosamplerem Nexera X2 SIL-30AC a kolonkou Shim-pack Scepter C18-120 (100×4,6 mm, 5 µm).
• GC-MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8040 NX s injektorem AOC-20i+s a kapilární kolonkou SH-Rxi-5Sil MS (30 m×0,25 mm, 0,25 µm).
• Analytické podmínky: gradientní eluce s formiátem amonným ve vodě a v methanolu; EI a ESI ionizace; helium jako nosný plyn.
• Software: LabSolutions Insight pro vyhodnocení kalibrace, recovery, opakovatelnosti a reprodukovatelnosti.

Hlavní výsledky a diskuse

Lineární rozsah kalibrace pokrýval 0,05–10 µg/L pro LC-MS/MS a 1–50 µg/L pro GC-MS/MS s regresním koeficientem R² >0,99 u většiny analy­tů. Limit kvantifikace (LOQ) 5 µg/kg byl dosažen pro všechny pesticidy na LC-MS/MS. Na GC-MS/MS byly pro 45 pesticidů dosaženy LOQ 5 µg/kg, pro 10 pesticidů 10 µg/kg a pro 1 pesticid 25 µg/kg.
Průměrné recovery na úrovni LOQ se pohybovalo mezi 60–120 % (výjimkou byl Methoxyfenozide s 125 % recovery). Opakovatelnost (RSDr) byla nižší než 20 %, reprodukovatelnost (RSDR) pod 30 % v souladu s SMPR požadavky.
Detekce některých termolabilních sloučenin, jako Captan ve formě degradantu THPI, byla úspěšná díky citlivosti systémů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a jednotná extrakce pro LC-MS/MS i GC-MS/MS šetří čas i spotřební materiál.
• Ultra-rychlá měření umožňují vysokou propustnost vzorků v rutinní analýze.
• Rozsáhlá databáze metod Shimadzu zjednodušuje optimalizaci parametrů.
• Metoda je vhodná pro QA/QC laboratoře potravinářského průmyslu, kontrolu barviv a certifikované testovací služby.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj směřuje k integraci ultrarychlých hmotnostních spektrometrů s dalšími technikami čistění na bázi nanočástic. Kombinace high-resolution MS a pokročilých softwarových nástrojů pro neznámé zbytky pesticidů umožní širší screening neznámých kontaminantů. Miniaturizace metod QuEChERS a automatizované přípravné moduly zvýší efektivitu a opakovatelnost v dálkové monitoringové analýze.

Závěr

Popsaná metoda pro simultánní analýzu 72 pesticidů v komplexní matrici norbixinové barvy prokázala vysokou citlivost, přesnost i opakovatelnost. Modifikovaný QuEChERS postup spolu s ultrarychlými LC-MS/MS a GC-MS/MS systémy Shimadzu poskytuje spolehlivý nástroj pro kontrolu reziduí pesticidů v potravinářských barvivech.

Reference

1. Anastassiades M., Lehotay S. J., Štajnbaher D., Schenck F. J. Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and “Dispersive Solid-Phase Extraction” for the Determination of Pesticide Residues in Produce. J. AOAC Int. 86 (2003) 412–431.
2. Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues and analysis in food and feed SANTE/11312/2021.