Targeted and Sensitive Detection of Food Allergens in Complex and Processed Foodstuffs Using UPLC-MS/MS

Význam tématu

Přesná a citlivá detekce skrytých potravinových alergenů je klíčová pro ochranu zdraví alergiků a pro plnění legislativních požadavků na označování potravin. Moderní metody založené na LC-MS/MS nabízejí vyšší specifitu a multiparalelní detekci oproti tradičním ELISA nebo PCR přístupům.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této aplikace bylo vyvinout jednorozběhovou, vícealergenovou metodu pro kvantitativní stanovení mléčných, vaječných, arašídových a sójových alergenů v komplexních a tepelně upravených potravinách. Metoda byla validována vůči referenčním hodnotám VITAL a požadavkům AOAC SMPR 2016.002.

Použitá metodika a instrumentace

Popis metodiky:

• Pro všechny matrice (čokoláda, zmrzlina, rajčatová omáčka, sušenky) byla aplikována jednotná příprava vzorku s enzymatickým štěpením proteinů.
• Řízená MRM analýza vybraných peptidů představuje 23 peptidů a 69 MRM přechodů.

Použitá instrumentace:

• Ultra výkonná kapalinová chromatografie Waters ACQUITY UPLC System
• Kolona ACQUITY UPLC BEH130 (2,1 × 150 mm, 1,7 μm)
• Hmotnostní spektrometr Xevo TQ-S v režimu ESI+ MRM
• Softwarové nástroje: MassLynx, Skyline, databáze UniProt

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla následujících limitů kvantifikace (LOQ) pro celkové proteiny v matrice sušenek (nejhorší případ):

• Caseiny (mléko): 0,5 mg/kg
• Whey (mléko): 5 mg/kg
• Vaječný bílek: 3,4 mg/kg
• Vaječný žloutek: 30,8 mg/kg
• Arašídové proteiny: 2,5 mg/kg
• Sójové proteiny: 5 mg/kg

Linearity analýzy v rozsahu matrice od 0,5 do 100 mg/kg dosáhla regresních koeficientů R² > 0,99 pro všechny sledované peptidy. I přes proměnlivý matrix effect mezi jednotlivými potravinami byla zachována dobrá reprodukovatelnost bez použití vnitřního standardu.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní detekce šesti skupin alergenů ve čtyřech typických potravinových matricích.
• Vysoká citlivost umožňuje monitorovat i nízké úrovně kontaminace pod referenčními dávkami VITAL.
• Robustnost a vysoká selektivita MRM zajišťují minimalizaci falešně pozitivních signálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné rozšíření metody:

• Implementace stabilně značených vnitřních standardů pro další zvýšení přesnosti kvantifikace.
• Začlenění dalších potravinových alergenů (lepek, ořechy, skořápkové produkty).
• Automatizace přípravy vzorků a vysokopropustná analýza pro průmyslové QA/QC laboratoře.

Závěr

Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda nabízí nejnižší dosažené LOQ pro sledované potravinové alergeny v komplexních a tepelně upravených potravinách. Jednorozběhová analýza s vysokou specifitou a reprodukovatelností splňuje současné požadavky na sledování alergenů a představuje silný nástroj pro potravinářský průmysl a regulační orgány.

Reference

1. AOAC SMPR 2016.002. Standard Method Performance Requirements for Detection and Quantitation of Selected Food Allergens.
2. VITAL (Voluntary Incidental Trace Allergen Labelling) – doporučené referenční dávky.
3. Planque M., Arnould T., Dieu M., Delahaut P., Renard P., Gillard N. Advances in ultra-high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for sensitive detection of several food allergens in complex and processed foodstuffs. J. Chromatogr. A. 1464:115–123, 2016.