Multiresidue Pesticides Analysis in Solvent Extract of Annatto (Natural Color Additive) Using GCMSTQ8050 NX

Multireziduální analýza pesticidů v extraktu Annatto pomocí GCMS-TQ8050 NX

Význam tématu

Annatto (oleoresin z plodů Bixa orellana) se široce používá jako přírodní potravinářské barvivo a extrakční procesy mohou kumulovat zbytky pesticidů. Vzhledem k intenzivnímu zemědělskému využití a rostoucímu zájmu o bezpečnost potravin je spolehlivá, citlivá a reprodukovatelná analýza reziduí pesticidů v tomto vysoce pigmentovaném a komplexním matrice nezbytná pro ochranu zdraví spotřebitelů a splnění regulačních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a částečně validovat robustní metodiku pro současné kvantifikování velkého panelu pesticidů v extraktu annatto. Studie kombinuje modifikovanou QuEChERS extrakci a čistění s ultra-rychlou GC-MS/MS na přístroji Shimadzu GCMS-TQ8050 NX s cílem dosáhnout stopové citlivosti, splnit kritéria SANTE pro linearitu, přesnost a výtěžnost a určit metody LOQ (limit kvantifikace) pro testované látky.

Použitá metodika

- Vzorkování a příprava: použity bylky annatto oleoresinu; referenční směsi pesticidů zakoupené od externího dodavatele. - Extrakce: modifikovaná QuEChERS s acetonitrilem jako extrakčním rozpouštědlem; optimalizované poměry NaCl a anhydr. MgSO4 pro maximální extrakci. - Čištění: disperzní SPE s kombinací C18, grafitovaného uhlíku (GCB), PSA a anhydr. MgSO4 k odstranění pigmentů a interferencí. - Koncentrace a rozpuštění: extrakt byl vysušen a rekonstituován v ethylacetátu tak, že konečný vzorek byl 10× naředěn oproti původnímu extraktu. - Kalibrace: maticově odpovídající standardy v rozmezí 0,5–1000 µg/L; regresní vážení 1/C2; externí standardní metoda. - Validace: studie linearity, výtěžnosti (recovery) a přesnosti (RSDr, RSDR) podle příručky SANTE s vyhodnocením LOQ.

Použitá instrumentace

- GC-MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8050 NX. - Autosampler: AOC-20i + s. - Kolona: SH-I-5Sil MS, 30 m × 0,25 mm I.D., df = 0,25 µm. - Liner: Topaz Splitless Single Taper s vlnou. - GC podmínky: program pece 80 °C (2 min) → 20 °C/min do 180 °C → 5 °C/min do 300 °C (3 min); doba analýzy 34 min; injekce splitless (vysoký tlak 250 kPa), objem 2 µL; nosný plyn He, lineární rychlost 40,4 cm/s. - MS podmínky: ionizace EI; teplota iont. zdroje 230 °C; interface 280 °C; solvent cut 5,0 min; loop time 0,3 s. - Software a databáze: LabSolutions Insight pro zpracování dat a vyhodnocení validačních parametrů; GCMS Smart Pesticides Database ver. 2 pro snadnou optimalizaci MRM metod.

Hlavní výsledky a diskuse

- Pokrytí analýzy: metoda byla ověřena pro 49 pesticidů běžně vyskytujících se v annatto vzorcích. - LOQ: metoda dosáhla LOQ v rozsahu 10–100 µg/kg; konkrétně 24 látek mělo LOQ 10 µg/kg, 21 látek 25 µg/kg a 4 látky 100 µg/kg. - Linearity a přesnost: kalibrace 0,5–1000 µg/L vykazovala dobré linearity s koeficienty determinace R2 > ~0,98 pro většinu analyzovaných sloučenin; vážená regrese 1/C2 byla použitá pro lepší výkon při nízkých koncentracích. - Recovery a reprodukovatelnost: většina pesticidů vykázala průměrné recoveries 60–120 % s mezi‑vzorkovou RSDR < 30 %; pro většinu látek byla RSDr (opakovanost) < 20 %. Výjimky: Captan a Etoxazole měly recoveries 50–60 %, avšak RSDr byly stále v přijatelném limitu (do ~20 %), což je akceptovatelné jako výjimečné případy podle SANTE pravidel. - Matice a čistění: použití kombinovaného disperzního sorbentu (C18, GCB, PSA) spolu s MgSO4 účinně snížilo interferenci pigmentů, minimalizovalo kontaminaci kolony a zlepšilo limity detekce i opakovatelnost i po 10× ředění vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

- Metoda poskytuje citlivé a reprodukovatelné kvantifikace pesticidů v náročném, silně pigmentovaném matrice, což je klíčové pro kontrolu kvality a bezpečnosti potravinářských barviv. - Díky možnosti 10× ředění se snižuje riziko znečištění analytického systému a prodlužuje se doba mezi údržbami přístroje. - Použití komerčních databází a softwaru urychluje vývoj MRM metod a zjednodušuje optimalizaci pro multireziduální analýzy; metoda je vhodná pro rutinní laboratoře QA/QC i pro výzkumné studie zaměřené na monitorování reziduí pesticidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

- Rozšíření panelu analyzovaných látek o nově používané pesticidy a metabolity včetně polarních sloučenin; možné doplnění LC-MS/MS pro komplementární skupiny látek. - Zvýšení automatizace přípravy vzorků (robotizace QuEChERS) pro vyšší průchodnost a konzistenci výsledků. - Aplikace vysoko‑rozlišovací hmotnostní spektrometrie nebo GC×GC‑MS/MS pro lepší separaci složitých matic a identifikaci nečekaných kontaminantů. - Úprava čistících sorbentů a optimalizace ředění pro zlepšení recoveries u problematických látek (např. Captan, Etoxazole) nebo zavedení interních standardů pro korekci ztrát.

Závěr

Kombinace modifikované QuEChERS extrakce s disperzním čistěním a vysoce citlivým GC‑MS/MS (GCMS‑TQ8050 NX) umožnila spolehlivou multireziduální analýzu pesticidů v extraktu annatto. Metoda splnila kritéria SANTE pro linearitu, přesnost a výtěžnost pro většinu analyzovaných látek a dosáhla LOQ na úrovni relevantní pro kontrolu bezpečnosti potravin. Přestože u několika látek byly recoveries nižší, celkový přístup minimalizuje matrix‑efekty a poskytuje praktické řešení pro rutinní monitoring reziduí v silně pigmentovaných potravinářských extraktech.

Reference

1. M. Anastassiades, S. J. Lehotay, D. Štajnbaher, F. J. Schenck, 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.