Method Development and Validation for the Determination of Pyrrolizidine Alkaloids in a Range of Plant-Based Foods and Honey Using LC-MS/MS

Význam tématu

Rostlinné pyrrolizidinové alkaloidy představují významný potravinový kontaminant s prokázanými genotoxickými a karcinogenními účinky. Vznikají přirozenou biosyntézou u mnoha druhů rostlin a do potravin se dostávají zejména křížovou kontaminací při sklizni. Regulace EU stanovuje maximální limity pro součet 35 klíčových alkaloidů v potravinách jako čaje, koření a med. Spolehlivé analytické metody pro jejich detekci v nízkých koncentracích jsou proto nezbytné pro zajištění bezpečnosti spotřebitelů, včetně kojenců a malých dětí.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované práce bylo vyvinout a validačně ověřit kvantitativní UPLC MS/MS metodu pro stanovení všech 35 alkaloidů regulovaných nařízením 2020/2040 v řadě potravinových matric včetně zelených čajů, bylinných čajů, oregano, kmínu a medu. Klíčovým úkolem bylo optimalizovat extrakci, očistu vzorku a chromatografickou separaci izomerických párů v jediné analýze.

Použitá metodika a instrumentace

Extrahce vzorku

• 1 g homogenního rostlinného materiálu nebo 2 g medu
• 50 mM kyselina sírová v systému voda metanol 1 1
• vortex a centrifugace 5 000 g

SPE očista

• kationtoměnič Oasis MCX
• podmínění MeOH a voda
• eluce 2 5 NH4OH v MeOH (rostliny) nebo směsí organických rozpouštědel s 1 NH4OH a triethylaminem (med)

Chromatografie a detekce

• ACQUITY UPLC I Class PLUS se sloupcem BEH C8 2 1×100 mm 1 7 µm
• gradientní eluční systém voda s 5 mM formiátu amonného 0 1 kyseliny formiové a acetonitril s 0 1 kyseliny formiové
• Xevo TQ S micro ESI pozitivní režim, MRM, RADAR režim pro současný záznam plného a MRM spektra

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla LOQ 0 6 µg/kg pro jednotlivé alkaloidy a 1 2 µg/kg pro součty koelujících párů. Lineární rozsah 0 6–250 µg/kg s R2 nad 0 990 a rezidua do ±20 procent. Obnova se pohybovala v rozmezí 62–110 procent s RSDr pod 10 procent ve většině případů. Byl dosažen baseline separace 27 z 35 látek a čtyři páry izomerů byly kvantifikovány jako součet. SPE očista významně snížila matriční interferenci a RADAR režim umožnil průběžný monitoring koelujících interferencí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda splňuje požadavky CEN pro jedno laboratořní validaci a umožňuje spolehlivé sledování PA na úrovních velmi pod regulačními limity v potravinách pro kojence a děti. Jednotný analytický postup pokrývá široké spektrum matric a minimalizuje riziko falešných pozitivních či negativních výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Pokračující vývoj se zaměří na automatizaci přípravy vzorku, implementaci vysokorychlostní chromatografie, rozšíření spektra monitorovaných alkaloidů a integraci vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie pro zlepšení selektivity. Dále se otevírá prostor pro vícenásobné simultánní stanovení dalších rostlinných toxinů a mykotoxinů.

Závěr

Vyvinutá UPLC MS/MS metoda pro detekci 35 pyrrolizidinových alkaloidů v potravinách a medu prokázala vysokou citlivost, přesnost a opakovatelnost. Díky selektivní SPE pučce a optimalizované chromatografii je vhodná pro rutinní kontrolu souladu s evropskými požadavky.

Reference

1 EFSA Scientific Opinion on Pyrrolizidine Alkaloids in Food and Feed 2011
2 EFSA Statement on Risks related to Pyrrolizidine Alkaloids in Honey Tea and Herbal Infusions 2017
3 Commission Regulation EU 2020 2040 Amending Regulation EC 1881 2006 2020
4 Kwon Y et al Determination of Pyrrolizidine Alkaloids in Teas Foods 2021
5 Kowalczyk E Kwiatek K Pyrrolizidine Alkaloids in Honey J Vet Res 2018