Analytical Strategies for the Determination of Deoxynivalenol and its Modified Forms in Beer: A Mini Review

Význam tématu

Fusarium produkuje mykotoxin deoxynivalenol (DON), který je v pivu přenášen z kontaminovaných obilovin a představuje zdravotní riziko pro spotřebitele.
Maskované formy DON, zejména deoxynivalenol-3-β-D-glukosid (D3G) a acetylované deriváty 3ADON a 15ADON, byly v pivu potvrzeny a mohou se během kvašení uvolňovat. Regulace v EU stanovuje limity pro DON ve stanicích potravin, avšak zatím není speciální limit pro pivo.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem minireview bylo shrnout současné analytické strategie pro stanovení DON a jeho modifikovaných forem v pivu.
Autoři porovnávají postupy vzorkování, přípravy vzorku i různé chromatografické a imunochemické techniky zaměřené na uváděné analyty.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku se využívá:

• degazace a odšumění piva
• vyloužení bílkovin/polárních interferentů pomocí acetonitrilu, zakalování a SPE
• čištění imunoadsorpčními kolonkami (IAC) selektivními pro DON
• QuEChERS pro simultánní extrakci a očistu více analyty
• předkoncentrace odpařením a rekonstitucí

Detektory a chromatografické systémy:

• plynová chromatografie (GC) s FID, ECD nebo MS (EI)
• vysokotlaká a ultra-vysokotlaká kapalná chromatografie (HPLC/UHPLC) s UV detektorem
• HPLC-MS/MS a UHPLC-MS/MS (tandemová hmotnostní spektrometrie)
• UHPLC-HRMS (Time of Flight, Orbitrap) pro vysoké rozlišení a retrospektivní screening
• stabilně izotopové interní standardy (13C-DON, 13C-3ADON) pro kompenzaci matričních efektů

Hlavní výsledky a diskuse

Metody GC-MS dosahují LOD/LOQ 0,1–1,5 µg/l pro DON, ale vyžadují derivatizaci a rozsáhlé čištění.
HPLC-UV s IAC dosahují LOQ kolem 2–7 µg/l bez derivatizace, avšak matriční interference omezují citlivost.
UHPLC-MS/MS poskytuje LOQ 0,14–5 µg/l pro DON a jeho deriváty, přičemž matriční efekty vyžadují matricově vázanou kalibraci nebo pozitivní izotopovou kompenzaci.
UHPLC-HRMS umožňuje detekci DON a D3G od 3 µg/l, s potvrzením selektivních fragmentů a vysokou hmotnostní přesností.
Imunochemické ELISA testy jsou rychlé a levné pro screening, ale vykazují křížovou reaktivitu k D3G a acetylovaným formám, což vede k nadhodnocení výsledků bez následné GC- nebo LC-MS/MS verifikace.

Přínosy a praktické využití metody

Popisované metody umožňují:

• rutinní screening piva v pivovarech a laboratořích QA/QC
• monitorování souladu s legislativou
• detekci i maskovaných forem DON, což podporuje komplexní hodnocení expozice
• průzkumy výskytu kontaminace ve spotřebitelských vzorcích

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávají se:

• další rozvoj UHPLC-HRMS pro nečekané a nově popsané konjugáty (oligoglycosidy)
• multianalyzátové metody kombinující mykotoxiny, pesticidy a další kontaminanty
• pokročilé čistící materiály (nové imunoadsorbenty) a automatizace vzorkové přípravy
• standardizace metodiky a rozšíření certifikovaných standardů maskovaných mykotoxinů
• sledování stability a uvolňování konjugátů během výroby piva

Závěr

Analytické strategie pro DON a jeho modifikované formy v pivu představují kombinaci rychlého screeningu ELISA a vysoce citlivých metod GC- či LC-MS. Díky maskovaným mykotoxinům a matričním efektům je klíčové používat vhodnou přípravu vzorku, kalibraci a verifikaci výsledků. Pokračující práce na standardech, metodách s vysokým rozlišením a monitorování umožní lepší řízení kvality piva a ochranu zdraví spotřebitelů.

Reference

• Malachová A., Varga E., Schwartz-Zimmermann H.E., Berthiller F., 2015. Analytical strategies for the determination of deoxynivalenol and its modified forms in beer: A Mini Review. Kvasný Průmysl 61(2):46–50.
• Kostelanská M. et al., 2009. Occurrence of deoxynivalenol and its conjugate deoxynivalenol-3-glucoside in beer and brewing intermediates. J. Agric. Food Chem. 57:3187–3194.
• Varga E., Malachová A., Schwartz H.E., Krska R., Berthiller F., 2013. Survey of deoxynivalenol and its conjugates in 374 beer samples. Food Addit. Contam. A 30(1):137–146.
• Zachariášová M., Václavíková M., Lacina O., Václavík L., Hajšlová J., 2012. Deoxynivalenol oligoglycosides in malt, beer and breadstuff. J. Agric. Food Chem. 60:9280–9291.