Безопасность пищевой продукции: современные приёмы многокомпонентного определения пестицидов

Введение. Аналитический контроль химической контаминации имеет существенное значение в вопросах обеспечения безопасности пищевой продукции, произведённой с применением пестицидов. Развитие и апробация новых методических приёмов мультикомпонентного измерения уровней остаточных количеств биологически активных ингредиентов постоянно находятся в поле зрения аналитиков.

Цель исследования – выполнить оценку пригодности методических подходов QuEChERS для определения широкого спектра пестицидов различной структуры и физико-химических свойств (до 50 наименований действующих веществ) в пищевой продукции и продовольственном сырье различного состава и происхождения (фрукты, овощи, зерно хлебных злаков, рис, чай, кофе, молоко, яйца и продукты их переработки, мясо, субпродукты).

Материал и методы. Измерения выполнены методами тандемной жидкостной хромато-масс-спектрометрии, а также газовой хроматографии с масс-селективным детектором, ориентированными на скрининг и количественное определение следовых количеств пестицидов. Процедура пробоподготовки образцов к анализу проведена по методике QuEChERS. 

Результаты. Созданы мультиметоды определения остаточных количеств пестицидов в зерне хлебных злаков (40 веществ), плодах овощей и фруктов (27 соединений), плодах цитрусовых культур (50 ингредиентов), 2,4-Д-кислоты в молоке, яйцах и субпродуктах, фипронила и его токсичного метаболита – сульфона в яйцах, продуктах их переработки (меланж, сухой яичный белок), мышечной ткани и субпродуктах. Разработки дополнили перечень аттестованных методов измерений, включенных в единый информационный фонд методик измерений Российской Федерации. 

Выводы. Унификация аналитических приемов подготовки к анализу проб пищевой продукции различного состава и происхождения, приборное оснащение аналитических лабораторий системами жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии расширяют возможности внедрения групповых методов, обеспечивают готовность испытательных центров к выполнению мультицелевых испытаний по выявлению и измерению уровней пестицидов.

1. CODEX Online Glossary of Terms. Available at: https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/codex-texts/dbs/pestres/glossary/en/

2. Food Safety Authority (EFSA). The 2019 European Union report on pesticide residues in Food. EFSA Journal. 2021; 19(4): 6491. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2021.6491

3. Клисенко М.А., ред. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. М.: Агропромиздат; 1992.

4. Исаев Л.К., ред. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. СПб.: Союз; 1998.

5. Hogenboom A.C., Niessen W.M.A., Brinkman U.A.T. The role of column LC-MS in environmental trace-level analysis. J. Sep. Sci. 2001; 24: 331.

6. Budde W.L. Analytical mass spectrometry of herbicides. Mass Spectrom. Rev. 2004; 23(1): 1–24.

7. Picό Y., Blasco C., Font G. Environmental and food applications of LC-MS-MS in pesticide-residue analysis: an overview. Mass Spectrom. Rev. 2004; 23(1): 45–85. https://doi.org/10.1002/mas.10071

8. Anastassiades M., Lehotay S.J., Stajnbaher 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. 2003; 86(2): 412–31.

9. Anastassiades M., Mastovska K., Lehotay S.J. Evaluation of analyte protectants to improve gas chromatographic analysis of pesticides. J. Chromatogr. A. 2003; 1015(1-2): 163–84. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(03)01208-1

10. Lehotay S. J., de Kok A., Hiemstra M., van Bodegraven P. Validation of a fast and easy method for the determination of 229 pesticide residues in fruits and vegetables using gas and liquid chromatography and mass spectrometric detection. J. AOAC Int. 2005; 88(2): 595.

11. European Committee for Standardization (CEN). Determination of pesticide residues using GC-MS(/MS) and/or LC-MS/MS following acetonitrile extraction/partitioning and cleanup by dispersive SPE – QuEChERS-method. CEN/TC 275 prEN 1556662; 2007. Available at: https://www.eurl-pesticides.eu/library/docs/cf/FP417%201%20%203%20%20udgave%20engelsk%20version.pdf

12. AOAC Official Method 2007.01. Pesticide Residues in Foods by Acetonitrile Extraction and Partitioning with Magnesium Sulfate. Gas Chromatography/Mass Spectrometry and Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry First Action 2007. Available at: https://weber.hu/Downloads/SPE/QuEChERS/AOAC_2007_01.pdf

13. Pang G.F., Liu Y.M., Fan C.L., Zhang J.J., Cao Y.Z., Li X.M., et al. Simultaneous determination of 405 pesticides residues in gran by accelerated solvent extraction then gas chromatography-mass spectrometry or liquid chromatograraphy-tandem mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem. 2006; 384(6): 1366–408. https://doi.org/10.1007/s00216-005-0237-9

14. Kolberg D.I., Prestes О.D., Adaime M.B., Zenella R. Development of a fast multiresidues method for the determination of pesticides in dry samples (wheat grains, flour and bran) using QuEChERS based method and GC-MS. Food Chem. 2011; 125: 1436–42.

15. Gonzalez-Curbelo M.A., Herrera-Herrera A.V., Ravelo-Perez L.V., Hernandes-Borges J. Sample-preparation methods for pesticide-residue analysis in cereals and derivatives. Trends Anal. Chem. 2012; 38: 32–51.

16. He Z., Wang L., Peng Y., Luo M., Wang W., Liu X. Multiresidue analysis of over 200 pesticides in cereals using a QuEChERS and gas chromatography-tandem mass spectrometry-based method. Food Chem. 2015; 169: 372–80. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.102

17. Analytical Quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed. SANTE/12682/2019, Supersedes Document № SANTE/2017/11813. Implemented by 01/01/2020.

18. Analytical Method Report Analysis of Dithianon in Food of Plant Origin using acidified QuEChERS and LC-MS/MS. Available at: https://www.eurl-pesticides.eu/userfiles/file/EurlSRM/meth_Dithianon_EurlSRM.pdf

19. Ракитский В.Н., Федорова Н.Е., Баюшева В.В., Егорченкова О.Е., Бондарева Л.Г. Определение 2,4-д в отдельных пищевых продуктах (молоко, яйца, печень, почки) хроматографическими методами. Токсикологический вестник. 2018; (1): 20–5. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2018-1-20-25

20. Попова А.Ю., Ракитский В.Н., Федорова Н.Е., Липкина Л.И., Ларькина М.В., Соболев Д.Н. и др. Фипронил: химико-аналитическое обеспечение контроля безопасности пищевой продукции. Здоровье населения и среда обитания. 2018; 301(4): 10–4. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-301-4-10-14

21. Клисенко М.А., Калинина А.А., Новикова К.Ф., Хохолькова Г.А. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. Справочник. Том 1. М.: Колос; 1992.