Микотоксины, попавшие в пищевой продукт, делают его опасным для здоровья людей и животных. Хуже всего то, что на сегодняшний день не существует методов обработки, которые бы их уничтожали, не повреждая сам продукт. Поэтому борьба с микотоксином заключается в том, чтобы не дать ему попасть в продукт…
Напомним, что микотоксины – это ядовитые вещества, вырабатываемые несколькими видами грибков. Эти грибки паразитируют на растениях и полученных из них продуктах (злаки, орехи, кофейные зёрна). По статистике, в среднем 25% всей растительной продукции в мире идёт на выброс из-за заражения микотоксинами.
Микотоксин, попавший в организм человека даже в небольших дозах, может привести к краткосрочному отравлению или развитию хронических заболеваний, в том числе онкологии и иммунодефицита. Что касается животноводства, отравление промышленного животного микотоксином снижает его репродуктивность и качество его мяса и/или молока.
Как же минимизировать риски, связанные с микотоксинами? Необходимо регулярно тестировать партии продукта на их присутствие. Такое тестирование позволит поставщикам идентифицировать и уничтожить небезопасные продукты, не давая микотоксину двигаться дальше по цепи поставок. Международные нормативы установили очень низкие разрешённые уровни микотоксинов в конечных продуктах и определили тестирование продуктов и корма для животных на микотоксины как критически важный этап производства.
Какие трудности возникают при тестировании?
Проверить продукт на микотоксины – непростая задача. Вот что может затруднить его обнаружение:
- Сложные матрицы продуктов. Анализ образцов на низкие уровни примесей сложен, так как сложные матрицы содержат много других веществ, которые могут помешать обнаружению микотоксина.
- Необходимость нескольких этапов тестирования. Если в случае пестицидов достаточно проверить урожай сразу после его сбора (потому что далее по цепи поставок продукт вряд ли будет заражён пестицидами), то заражение микотоксином может произойти на любом этапе – в том числе во время транспортировки и хранения. Поэтому продукт нужно тестировать несколько раз, а значит, тесты должны быть лёгкими для проведения, эффективными и не слишком затратными.
- Появление новых угроз. Шесть самых часто встречающихся микотоксинов – это афлатоксин, охратоксин А, патулин, фумонизин, зеараленон и ниваленол, но ими список не ограничивается. Химики регулярно обнаруживают новые микотоксины, о которых мало что известно и которые не регулируются нормативами.
- Изменение климата. Грибки, вырабатывающие микотоксины, хорошо чувствуют себя в тёплой и влажной среде. Некоторые лаборатории в последнее время стали обнаруживать классы микотоксинов и их комбинации, которые в данном регионе раньше не встречались.
- Ужесточение нормативов. Нормативные органы то и дело снижают разрешённый уровень микотоксинов в продуктах. Так, в августе 2022 года Еврокомиссия выпустила более строгий норматив, касающийся охратоксина А.
Всё это означает, что лабораториям, отвечающим за проверку на микотоксины, нужны высокоточные методы тестирования с возможностью обнаружения большинства известных микотоксинов и их комбинаций.
Преимущества ЖХ-МС
К счастью, существует как минимум один метод, отвечающий этим требованиям: жидкая хроматография с масс-спектрометрией (ЖХ-МС). Метод жидкой хроматографии позволяет концентрировать целевые вещества в образцах до их проверки, что облегчает их обнаружение в сложной матрице.
Что касается масс-спектрометрии, она делает возможным более точный подсчёт количества целевых веществ с помощью тройного квадрупольного детектора (ТКД). Такой детектор обладает высокой чувствительностью и селективностью, что делает его идеальным для обнаружения сразу нескольких целевых веществ в самых сложных матрицах. Быстрая скорость обработки данных и возможность быстрого переключения режимов работы таких систем означает, что лаборатория сможет работать с высокой продуктивностью. Современные ТКД просты в использовании, требуют минимального обучения и позволяют лабораториям идти в ногу с постоянно меняющимися нормативами и появляющимися новыми угрозами.
Использование в МС орбитрапов (орбитальных ионных ловушек) изменило процессы аналитического тестирования в нескольких областях, в том числе тестирования на микотоксины. Орбитрап – это анализатор массы, который работает с высокой точностью и в динамическом диапазоне. Такой прибор годится для обнаружения низких уровней микотоксинов в продукте со сложным составом, а также выявления изотопных структур, необходимых для точной идентификации микотоксина.
Орбитрапы особенно полезны тем, что считывают информацию с каждого иона в сканируемой матрице. Это значит, что с их помощью можно проверять продукт даже на неизвестные микотоксины. Сравнив данные с существующими библиотеками спектральной фрагментации, можно легко и с большой точностью идентифицировать новые вещества, в том числе новые микотоксины. В тех случаях, когда прямое сравнение недоступно, аналитики могут использовать продвинутые алгоритмы анализа данных, которые позволят определить, к каким классам принадлежат обнаруженные вещества.
Недавние исследования подтвердили эффективность, быстроту работы и экономическую выгоду систем ЖХ-МС. Так, команда немецких химиков во главе с Санджей Хоффман в 2022 году провела количественный анализ злаков на 48 мико- и фитотоксинов за один сеанс работы анализатора. Для сканирования был использован ТКД, а нужная концентрация веществ была получена с помощью экстракции продукта ацетонитрилом с последующим испарением и разбавлением концентрата.
Обнаруженные количества 11 микотоксинов, описанных нормативами, оказались в допустимых пределах. Хоффман и её помощники сделали выводы об эффективности метода для проверки на эти 11 микотоксинов и 37 тех, которые пока не упоминаются в нормативах.
Команда шведских химиков во главе с Малин Йоханссон в 2018 году продемонстрировала эффективность орбитрапов для обнаружения неизвестных примесей, в том числе микотоксинов. В их экспериментах анализу подверглись фрукты, овощи, орехи и злаки; изотопный след веществ, обнаруженных орбитрапом, был сравнён с данными из имеющихся спектральных библиотек.
Источник: crispy.news
