Method Development for Trace Level Detection of N-Nitrosamines in Beer by GC-MS/MS

Význam tématu

Detekce N-nitrosaminů v pivu je klíčová, protože tyto sloučeniny jsou silně karcinogenní a mutagenní. Díky kombinaci aminů a dusitanů vznikají při zpracování surovin v potravinářském průmyslu stopové množství N-nitrosaminů, zejména N-nitrosodimethylamin (NDMA). Legislativní limity pro pivo se pohybují v rozmezí 0,2–5,0 ppb, proto je nutné vyvinout citlivou a selektivní analytickou metodu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo navrhnout postup pro současnou detekci šesti N-nitrosaminů (NDMA, NDEA, NDBA, NPYR, NMOR, NPIP) v pivu při hladinách od 0,1 ppb. Studie představuje optimalizaci GC-MS/MS v režimu Multiple Reaction Monitoring (MRM) pro potlačení rušivých matricových interferencí a dosažení nízkých mezí detekce.

Použitá instrumentace

GC-MS/MS systém GCMS-TQ8030 společnosti Shimadzu s automatickým injektorem AOC-20i+s.
Parametry GC:

• Kolona Stabilwax DB, 30 m × 0,25 mm I.D., 0,25 µm
• Teplotní program: 50 °C (2 min) → 210 °C (20 °C/min, 15 min)
• Injekce: Pulse splitless, 4 µL, 300 kPa, 1 min
• Přenosové parametry: zdroj 200 °C, rozhraní 210 °C

Parametry MS/MS:

• Režim MRM, kolizní plyn Ar
• Solvent cut 4 min, event time 0,3 s

Použitá metodika

Standardní roztoky šesti N-nitrosaminů byly připraveny v dichlormetanu; interní standard NDPA (10 ppm) byl přidán v koncentraci 50 ppb. Pivní vzorky se zpracovaly podle modifikovaného AOAC 982.11 se 25násobnou koncentrací extraktu. MRM přechody a optimální kolizní energie byly systematicky stanoveny pomocí produktových iontových skenů.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace MRM přechodů umožnila selektivní kvantifikaci a identifikaci cílových sloučenin. Kalibrační křivky (0,1–50 ppb) vykázaly vynikající linearitu (R2>0,999). Sérií pěti opakovaných injekcí při 0,5 ppb dosáhla metodika opakovatelnosti %RSD < 5 % (kromě NPYR ~6 %). Meze detekce a kvantifikace se pohybují od 0,02 do 0,48 ppb. Analýza skutečných pivních vzorků odhalila nízké stopy NDBA, NPYR a NMOR (0,008–0,016 ppb), bez překročení legislativních limitů. Recoveries spiked extraktů byly v rozmezí 81–111 %.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda poskytuje robustní nástroj pro kontrolu kvality piva v průmyslových a regulačních laboratořích. Díky vysoké citlivosti a selektivitě lze spolehlivě sledovat N-nitrosaminy pod hranicí legislativních požadavků, což přispívá k bezpečnosti potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vylepšení lze očekávat integrací rychlejších GC technik nebo vysokorozlišeného MS, snížením doby analýzy. Rozšíření databáze na další typy nápojů a potravin umožní širší monitorování nitrosaminů v potravinářském řetězci.

Závěr

Vyvinutá GC-MS/MS metoda na přístroji GCMS-TQ8030 splňuje požadavky pro stopovou detekci šesti N-nitrosaminů v pivu do 0,1 ppb. Vysoká linearita, citlivost, opakovatelnost a recovery potvrzují její vhodnost pro rutinní použití v QA/QC laboratořích.

Reference

• Sen N.P., Seaman S., McPherson M. Nitrosamines in alcoholic beverages. Journal of Food Safety, 2, 13–18, 1980.
• Brewing Quality Control Manual Series, Health Sciences Authority, Singapore, 2012.
• AOAC Official Method 982.11, 2000.