Determination of Aflatoxins in a Wide Range of Food and Agricultural Commodities Using Immunoaffinity Chromatography Column Clean-up Coupled with UPLC or HPLC with Fluorescence Detection

Význam tématu

Aflatoxiny představují vysoce toxické a karcinogenní metabolity plísní, které se běžně vyskytují v různých potravinách a krmivech. Kontaminace ovlivňuje zdraví lidí i zvířat, vede k ekonomickým ztrátám a narušuje důvěru spotřebitelů. Regulace hladin aflatoxinů na úrovni mikrogramů na kilogram vyžaduje vysoce citlivé a selektivní analytické metody pro sledování souladu s globálními normami.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout a ověřit standardizovaný postup pro stanovení aflatoxinů B1, B2, G1 a G2 v široké škále potravinářských a zemědělských komodit. Testovány byly matice zahrnující koření (muškátový ořech, červená paprika, černý pepř), kakao, praženou kávu, krmivo pro psy a tradiční čínské byliny. Postup kombinuje extrakci, imunoadsorpční čištění na AflaTest WB SR+ sloupku a analytické rozdělení na HPLC nebo UPLC s fluorescenční detekcí.

Použitá instrumentace

• Imunoadsorpční kolony AflaTest WB SR+ (VICAM)
• HPLC systém Alliance e2695 s Multiwavelength FLD 2475 a fotochemickým reaktorem
• UPLC systém ACQUITY UPLC H-Class PLUS s detektorem FLR a velkokapacitní detekční komůrkou
• Kolony Nova-Pak C18 (4 μm, 3,9 × 150 mm) a ACQUITY UPLC HSS T3 (1,8 μm, 2,1 × 100 mm)
• Software Empower 3 pro řízení a vyhodnocení dat

Použitá metodika

• Extrahce vzorků acetonitrilem a vodou (90:10, v/v), homogenizace a filtrace
• Imunoadsorpční čištění bez nutnosti ředění extraktu díky vysoké toleranci sloupku k organickému rozpouštědlu
• Eluce aflatoxinů směsí methanolu a acetonitrilu
• Chromatografické rozdělení:
  • HPLC isokraticky (55 % voda/45 % methanol), průtok 0,8 mL/min, injekce 50 μL, doba běhu 12 min
  • UPLC isokraticky (55 % voda/45 % methanol), průtok 0,3 mL/min, injekce 3 μL, doba běhu 8 min

Hlavní výsledky a diskuse

• Průměrné výtěžnosti stanovení se pohybovaly mezi 82 % až 119 % (v souladu s AOAC a blízko limitům CODEX/EU).
• Relativní standardní odchylky opakovatelnosti (RSDr) byly nižší než 10 %, doporučená hodnota dle Horwitzovy rovnice byla 14,5 %.
• Metoda prokázala vysokou specifičnost: v blank vzorcích nebyly pozorovány rušivé signály kromě výchozí kontaminace u muškátového ořechu.
• UPLC verze nabídla významné zkrácení času analýzy a velkokapacitní detekční komůrka eliminovala potřebu postkolonní derivatizace.

Přínosy a praktické využití metody

• Univerzální metoda pro široké spektrum potravin a krmiv.
• Vysoká citlivost a selektivita umožňují spolehlivé ověření souladu s regulačními limity.
• Zkrácené časy analýzy zvyšují propustnost laboratoří.
• Snížení nákladů díky efektivnímu imunoadsorpčnímu čištění bez ředění.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace extrakce a čištění pro vyšší throughput.
• Rozšíření na jiné skupiny mykotoxinů pomocí kombinace IAC a HRMS detekce.
• Integrované online systémy pro kontinuální monitoring během výroby.
• Vývoj rychlých screeningových testů s potvrzením pomocí UPLC-FLD.

Závěr

Prokázaná metoda založená na extrakci acetonitrilem, imunoadsorpčním čištění na AflaTest WB SR+ a chromatografii s fluorescenční detekcí poskytuje robustní, citlivý a selektivní postup pro stanovení aflatoxinů v náročných matricích. Volitelný převod na UPLC zkracuje dobu analýzy a udržuje požadavky regulačních norem.

Reference

1. Kaale L. et al. Aflatoxin Contamination and Recommendations to Improve its Control: A Review. World Mycotoxin Journal 2021, 14(1):27–40.
2. Gabriella M. et al. Detection of Aflatoxins in Different Matrices and Food-chain Positions. Front. Microbiol. 2020, 11:1916.
3. Zhang K., Banerjee K. A Review: Sample Preparation and Chromatographic Technologies for Detection of Aflatoxins in Foods. Toxins 2020, 12(9):539.
4. Afsah-Hejri L. et al. Optimization of HPLC Conditions for Quantitative Analysis of Aflatoxins in Contaminated Peanut. Food Control 2011, 22(3-4):381–388.
5. Waltking A., Wilson D. Liquid Chromatographic Analysis of Aflatoxin Using Post-column Photochemical Derivatization: Collaborative Study. J. AOAC Int. 2006, 89(3):678–92.
6. Oulkar D. et al. High-sensitivity Direct Analysis of Aflatoxins in Peanuts and Cereal Matrices by UltraPerformance Liquid Chromatography with Fluorescence Detection Involving a Large Volume Flow Cell. J. Environ. Sci. Health Part B 2017, 53:255–260.
7. Codex Alimentarius. General Standard for Contaminants and Toxins in Food and Feed. CXS 193-1995, revised 2019. FAO/WHO.
8. European Commission. Commission Regulation (EC) No 401/2006 of 23 February 2006 Laying Down the Methods of Sampling and Analysis for Official Control of the Levels of Mycotoxins in Foodstuffs. Official Journal of the European Union 2006, L70:12–34.
9. AOAC. Official Methods of Analysis, Appendix F Guidelines for Standard Method Performance Requirements. 2016.
10. AOAC. Official Methods of Analysis, Appendix E Guidelines for Dietary Supplements and Botanicals. 2013.