Complete compilation of applications for food analysis

Význam tématu

V moderním potravinářství je zajištění bezpečnosti potravin zásadní pro ochranu veřejného zdraví. Široké spektrum analytických úloh, od detekce stop kontaminantů (pesticidy, toxiny, těžké kovy) přes ověřování autenticity až po sledování kvalitativních parametrů (alergeny, živiny), vyžaduje spolehlivé, citlivé a rychlé metody. Vyšší nároky předepisují legislativní požadavky (např. EU 589/2014, 709/2014), standardy kvality i ochranu spotřebitele.

Cíle a přehled studie

Cílem Food Safety Booklet je představit komplexní řešení Shimadzu pro analýzu potravin a krmiv. Shrnuta je řada aplikací pro nejrůznější analytické úkoly:

• Stanovení antibiotik a toxinů v mléce (HILIC-MS/MS, QuEChERS-LCMS-8060).
• Analýza dioxinů v potravinách a krmivech (GC-MS/MS Smart MRM na systému GCMS-TQ8040).
• Detekce alergenů (mikročipová elektroforéza MultiNA).
• Mikrobiální identifikace a autentizace potravin (MALDI-TOF MS AXIMA).
• Stanovení stopových a hlavních prvků (ICP-MS, ICPE-9820, ICPMS-2030).
• Rychlá analýza přísad a kontaminantů (UHPLC-MS/MS, LDTD-MS/MS, LCMS-8045).

Použitá instrumentace

• UHPLC-MS/MS: LCMS-8060/8045 pro vysoce citlivou kvantifikaci malých molekul a toxinů.
• GC-MS/MS: GCMS-TQ8040 s technologií UFMS™ a Smart MRM pro selektivní stanovení dioxinů.
• Mikročipová elektroforéza: MultiNA pro rychlé rozlišení DNA a proteinů (alergeny).
• MALDI-TOF MS: AXIMA Series pro identifikaci mikroorganismů a autentizaci potravin.
• ICP-MS a ICPE: ICPMS-2030, ICP-MS-MS-2030, ICPE-9820 pro simultánní stanovení stopových kovů a minerálů.
• VAP-SP for GCMS: systém Vial Accessory pro ultrarychlé rozbory.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda HILIC-MS/MS dosahuje limity kvantifikace v řádu femtogramů na kolonu pro aminoglykozidy v mléce.
• Smart MRM na GCMS-TQ8040 selektivně detekuje PCDD/Fs v potravinách s limitem 10 fg/µL, data korelují s HRGC/HRMS.
• MultiNA umožňuje automatizované rozlišení DNA alergenů bez gelu s časem 80 s na vzorek.
• UHPLC-MS/MS metody kvantifikují pesticidy, bisfenoly, hormony a antibiotika ve formálních limitech EU a FDA.
• Mikrobiální profily potravin (mléko, sýry) potvrzují identifikaci i rozlišení padělků (cow vs. buffalo mozzarella).
• ICP-MS metody pokrývají esenciální minerály (Ca, Fe, Mg, Zn) a toxické kovy (Pb, As, Cd) s nízkými LOD/LOQ.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované platformy pokrývají většinu analytických úloh v potravinářské chemii.
• Automatizace vzorkování a předzpracování (QuEChERS, AOC-5000, VAP-SP) šetří čas a snižuje provozní náklady.
• Technologie Smart MRM a UFMS™ minimalizují potřebu časově náročného doladění MRM, zvyšují selektivitu a citlivost.
• Metody splňují legislativní požadavky na sledování potravin (EU, FDA, JECFA).
• Rychlé rozlišení autentickosti a přítomnosti alergenů napomáhá v boji proti padělkům a potravinovým podvodům.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj aditivních a online technik ve spojení s MS pro „real-time“ monitoring kontaminace v průběhu výroby.
• Integrace umělé inteligence a strojového učení pro prediktivní analýzu dat a zrychlenou detekci vzorců poškození kvality.
• Rozšíření databází Smart MRM a SuperSpectra pro širší pokrytí potravinových matric a mikrobiálních profilů.
• Vyšší využití technik bez chromatografie (Ambient Ionization MS) pro okamžité kontrolní testy.
• Implementace blockchainových řešení pro zajištění transparentní stopovatelnosti a integritu dat.

Závěr

Food Safety Booklet představuje komplexní řešení Shimadzu pro moderní potravinářské laboratoře. Kombinací špičkových technologií (UHPLC-MS/MS, GC-MS/MS, MALDI-TOF, ICP-MS, MultiNA) s vysoce automatizovanými pracovními postupy a inteligentními softwarovými proto¬koly je možné dosáhnout vysoké citlivosti, selektivity a průchozího zabezpečení kvality potravin. Prezentované aplikace demonstrují efektivní splnění legislativních požadavků, podporu výzkumu a rutinní kontroly v potravinářství.

Reference

1. Commission Regulation (EU) No. 589/2014 of 2 June 2014 – sampling and analysis methods for dioxins and PCBs in foodstuffs.
2. Commission Regulation (EU) No. 709/2014 of 20 June 2014 – confirmatory methods for dioxins.
3. US EPA Method 1613B – Tetra- through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dilution HRGC/HRMS.
4. Romer Labs – AflaStar™ Immunoaffinity Cleanup for Aflatoxin M1 in Milk.
5. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain – Scientific Opinion on Mineral Oil Hydrocarbons in Food (EFSA Journal 2012;2704).
6. Grob K. et al., Food Additives & Contaminants 1991;8(4):437–446 – sources of mineral oil contamination.
7. EU Commission Regulation No. 1127/2014 – maximum residue levels for Fipronil in egg (EU Official Journal L 306).