Determination of Heavy Metals and Trace Elements in Alternative Meats Per EAM 4.7 Method for ICP-MS

Význam tématu

Stoupající zájem o rostlinné alternativy masa a kultivované maso klade nové nároky na zajištění bezpečnosti potravin. Kontrola obsahu těžkých kovů a stopových prvků je zásadní pro ochranu zdraví spotřebitelů a splnění mezinárodních norem. Analýza takových vzorků vyžaduje citlivé, robustní a validované metody schopné kvantifikovat řadu prvků v různých matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo adaptovat a ověřit metodu podle FDA Elemental Analysis Manual 4.7 (EAM 4.7) pro stanovení 30 prvků v rostlinných alternativách masa a 29 prvků v kultivačních médiích použitím Agilent 7850 ICP-MS. Studie hodnotila linearitu, detekční limity, přesnost a reprodukovatelnost metody a prozkoumala vzorky rostlinných výrobků i tekutá kultivační média.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky rostlinných alternativ masa byly připraveny uzavřenou mikrovlnnou mineralizací (MARS 6) v systému HNO3 + H2O2 podle EAM 4.7. Tekutá kultivační média byla jen naředěna kyselinou dusičnou a chlorovodíkovou. Kvantifikace proběhla na Agilent 7850 ICP-MS s ORS4 kolizní celou v režimu hélia a UHMI aerosolovou dilucí, použit byl autosampler SPS 4. Kalibrace zahrnovala multi- a jednotlivé standardy v 2 % HNO3/0,5 % HCl, interní standardy (6Li, Sc, Ge, Rh, Tb, Bi) v HNO3/HCl/IPA.

Použitá instrumentace

• ICP-MS: Agilent 7850 s ORS4 kolizní celou
• Ultrazvukové vstřikovací UHMI
• Nebulizér MicroMist, chladící komora, křemenná hořák
• Autosampler Agilent SPS 4
• Mikrovlnné digestorové zařízení CEM MARS 6

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity ICP-MS byly nižší než požadované limity metody EAM 4.7 u všech analyzovaných prvků.
• Kalibrační křivky vykazovaly R2 ≥ 0,9999 v širokém rozsahu koncentrací.
• Analýza SRM (NIST 1577c, 1947, 1549a, 1568b) prokázala přesnost 80–120 % dle QC kriterií EAM 4.7.
• Spike recoveries u rostlinných vzorků i kultivačních médií byly v rozmezí ±20 %.
• Stabilita interních standardů během 48hodinového běhu zůstala v ±20 %.
• IntelliQuant Quick Scan nabídl přehled o až 78 prvcích a pomohl identifikovat neočekávané prvky (např. rubidium).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a spolehlivou kontrolu těžkých kovů a stopových prvků v nových potravinářských produktech a kultivačních médiích při zachování souladu s FDA regulacemi. Jednokroková analýza v režimu He-KED šetří čas i náklady na metodu a minimalizuje riziko spektrálních interferencí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na speciační analýzu toxických forem kovů.
• Vývoj bezserového kulturačního média s nízkou variabilitou stopových prvků.
• Automatizované sledování prvků v celém výrobním procesu kultivovaného masa.
• Integrace výsledků ICP-MS s pokročilou datovou analýzou pro optimalizaci receptur.

Závěr

Agilent 7850 ICP-MS s UHMI a He-KED splnil požadavky FDA EAM 4.7 při stanovení prvků v rostlinných náhražkách masa a kultivačních médiích. Metoda nabízí vynikající citlivost, linearitu, stabilitu i reprodukovatelnost a je připravena pro rutinní QA/QC analýzy v průmyslu alternativních bílkovin.

Reference

1. Dopelt K. et al., Int J Environ Res Public Health, 2019.
2. Gray P. J. et al., FDA Elemental Analysis Manual 4.7, 2020.
3. Nelson J. et al., Agilent 7850 ICP-MS Food Analysis, 5994-2839EN.
4. Octopole Collision/Reaction Cell and Helium mode, Agilent 5994-1172EN.
5. O’Neill E. et al., NPJ Sci. Food, 2022.
6. Ultra High Matrix Introduction, Agilent 5994-1170EN.
7. Enhanced Helium Mode Cell Performance, Agilent 5990-7573EN.
8. Cunningham W. C. et al., FDA EAM 3.2 Terminology, 2014.