Estimation of heavy metals in Tea and Coffee powder using Shimadzu inductively-coupled- plasma-mass spectrometry

Význam tématu

Spotřeba čaje a kávy je celosvětově rozšířená a představuje důležitý zdroj mikroživin i potenciálních kontaminantů. Sledování stopových a toxických kovů v těchto nápojích je klíčové pro zajištění bezpečnosti spotřebitele a kvality výrobku.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit použitelnost spektrometru Shimadzu ICPMS-2030 pro stanovení vybraných prvků (As, Cd, Cu, Hg, Pb, Sn, Zn) v práškových vzorcích čaje a kávy. Studie zahrnovala optimalizaci přípravy vzorku, nastavení instrumentace a ověření analytických výkonů metody.

Použitá metodika a instrumentace

Sample preparation

• Odběr: 0,05 g prášku čaje/kávy
• Digesce: ultrachlorovaná voda, HNO₃ a HCl v mikrovlnném digestoři s programem dvou kroků (120 °C/5 min, 180 °C/20 min)
• Dokončení: doobjemnění na 50 ml ultrapure vodou
• Spike recovery: předsíření na úrovni LOQ a 10× LOQ

Instrumentace

• Shimadzu ICPMS-2030 s autosamplerem AS-10
• Plazma: mini torch, RF 1,2 kW, Ar tok 10 l/min
• Doplňkové plyny: He jako kolizní plyn (6,0 ml/min)
• Interní standardy: Y a Bi, stabilizační Au (100 ppb) a IS (20 ppb)
• LOQ stanovena na 20 % MRL dle FSSAI (např. As 0,22 ppm, Cd 0,30 ppm, Hg 0,20 ppm, Pb 2,0 ppm, Cu 14–30 ppm, Sn 50 ppm, Zn 10 ppm)

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearity: koeficient korelace ≥ 0,999 pro všechny prvky
• Recoveries: 88–104 % při LOQ i 10× LOQ, RSD < 6 %
• Obsah v reálných vzorcích: všechny prvky pod LOQ kromě zinku v čaji (20,5 ppm)
• Tabulka FSSAI limitů: As 1,1 ppm, Cd 1,5 ppm, Cu 150 ppm (čaj) / 70 ppm (káva), Hg 1,0 ppm, Pb 10 ppm / 5 ppm, Sn 250 ppm, Zn 50 ppm

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a citlivé stanovení toxických a esenciálních kovů v čaji a kávě na úrovni pod mezinárodními limity. Výsledky přispívají k zabezpečení kvality výrobků, ochraně zdraví spotřebitelů a mohou být integrovány do procesů QA/QC v potravinářském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a rozšíření na další matrice (byliny, jiné potravinářské produkty)
• Zavedení multi-elementárního screeningu pro rychlou detekci neobvyklých kontaminantů
• Využití v reálném čase pro kontrolu výrobních linek
• Další zlepšení citlivosti a throughput díky novým torchedesignům a kolizním technologiím

Závěr

Shimadzu ICPMS-2030 prokázal vynikající analytické vlastnosti pro stanovení stopových kovů v čajových a kávových vzorcích. Kombinace mikrovlnné digesce a ICP-MS přináší spolehlivou, rychlou a kvantitativní metodu vhodnou pro rutinní kontrolu kvality a bezpečnosti potravin.

Reference

1. Food Safety and Standards (Contaminants, Toxins and Residues) Regulations, 2011
2. AOAC Official Method 2015.01