Determination of Multiple Mycotoxins in Grain Using a QuEChERS Sample Preparation Approach and LC-MS/MS Detection

Význam tématu

Mykotoxiny představují širokou skupinu toxických sekundárních metabolitů plísní, které kontaminují obilné produkty po sklizni, během skladování i ve zpracovaných potravinách. Díky své chemické stabilitě přetrvávají i po tepelném zpracování a mohou se v potravinách vyskytovat při velmi nízkých koncentracích, přičemž již malé dávky mohou mít závažné zdravotní dopady. Spolehlivá a citlivá analýza mykotoxinů je proto klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti potravin i krmiv.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou, jednoduchou a nákladově efektivní metodu pro současné stanovení 16 vybraných mykotoxinů v obilných potravinách. Pro extrakci byla využita QuEChERS extrakce s kyselinou, chromatografické rozlišení zajistila kolona Accucore aQ a detekci provedl triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr Thermo Scientific TSQ Vantage.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku bylo odebráno 5 g homogenizovaného obilného produktu, vzorek se hydratoval v 10 mL vody, přidala se interní standardní směs a extrakce proběhla v 10 mL acetonitrilu s 2 % kyseliny mléčné za použití nebufferovaných QuEChERS solí. Po centrifugaci se extrakt čistil dispersní SPE (PSA/C18). Po vysušení a replikaci došlo k reoxidaci do methanol–voda (50:50, v/v) a filtraci 0,2 µm stříkačkovým filtrem.
Instrumentace:

• HPLC systém Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000
• Korečková kolona Accucore aQ 100 × 2,1 mm, 2,6 µm (guard column 10 × 2,1 mm)
• Mobilní fáze A: 10 mM amonný formiát ve vodě, B: methanol, gradientní eluce, 17 min run time, teplota kolony 45 °C, průtok 400 µL/min
• MS detektor Thermo Scientific TSQ Vantage, režim APCI+/- s rychlým přepínáním polarity, standardní SRM metoda
• Software Thermo Xcalibur verze 2.2

Hlavní výsledky a diskuse

Na Accucore aQ koloně byla ve 13 minutách dosažena baseline separace všech 16 mykotoxinů včetně α- a β-zearalanolu. Kalibrace matice-doplněné prokázaly lineárnost v rozsahu 10–200 µg/kg (R2 > 0,995). Limit kvantifikace byl stanoven na ≤10 µg/kg pro všechny analyty. Obnova spiked vzorků se pohybovala převážně mezi 80–110 % s RSD ≤10 %, pouze nivalenol vykázal nižší účinnost (~70 %), avšak s dobrou opakovatelností. Nebyl pozorován žádný carryover.

Přínosy a praktické využití metody

Tato metoda nabízí:

• Rychlou a jednoduchou přípravu vzorků pro screening více mykotoxinů najednou
• Vysokou citlivost a selektivitu díky tandemové hmotové spektrometrii
• Vysokou spolehlivost metodiky s dobrou přesností a jasně definovanými LOQ
• Možnost aplikace v rutinní QA/QC laboratoři potravinářského a krmivářského průmyslu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšiřování metod pro širší spektrum mykotoxinů a toxických metabolitů při zachování rychlosti a nízkých nákladů. Důležitá je automatizace přípravy vzorku, použití vysokorozlišovací MS pro potvrzení znaku a adaptace protokolů na různé typy potravinářských matic. Další směr představuje miniaturizace extrakčních kroků a online spojení přípravy vzorku s LC-MS systémy.

Závěr

Vyvinutá QuEChERS-LC-MS/MS metoda umožňuje rychlé a spolehlivé stanovení 16 mykotoxinů v obilných potravinách při nízkých úrovních koncentrací. Metoda vyniká jednoduchostí přípravy vzorků, krátkou doby analýzy a robustními analytickými parametry vhodnými pro rutinní monitorování kvality potravin.

Reference

• FAO Manual on the Application of the HACCP System in Mycotoxin Prevention and Control
• Grenmels J. Veterinary Quarterly. 1999;21:115–120
• Lattanzio V, Pascale M, Visconti A. Trends Anal Chem. 2009;28:758–768
• Pereira V, Fernandes J, Cunha S. Trends Food Sci Technol. 2014;36:96–136
• Köppen R, Koch M, Siegel D, Merkel S, Maul R, Nehls I. Appl Microbiol Biotechnol. 2010;86:1595–1612
• Zöllner P, Mayer-Helm B. J Chromatogr A. 2006;1136:123–169
• Hajslova J, Zachariasova M, Cajka T. Mass Spectrom in Food Safety: Methods and Protocols. 2011;747:233–258
• Desmarchelier A, Oberson J, Tella P, Gremaud E, Seefelder W, Mottier P. J Agric Food Chem. 2010;58:7510–7519
• Rubert J, Dzuman Z, Vaclavikova M, Zachariasova M, Soler C, Hajslova J. Talanta. 2012;99:712–719
• Bolechova M, Benesova K, Belakova S, Caslavsky J, Pospíchalova M, Mikulíkova R. Food Control. 2015;47:108–113
• Koesukwiwat U, Sanguankaew K, Leepipatpiboon N. Food Chem. 2014;153:44–51