Tracing the origin of food using MC-ICP-MS

Význam tématu

Analýza poměru izotopů stroncia pomocí hmotnostní spektrometrie s vícenásobnou kolektorovou ICP-MS (MC-ICP-MS) je silný nástroj pro sledování zeměpisného původu potravin. Autentizace regionálních výrobků chrání spotřebitele i výrobce před padělky a nepravdivými označeními chráněného původu (PDO) či chráněné zeměpisné indikace (PGI).

Cíle a přehled studie

Cílem studie je demonstrovat, jak lze non-tradiční izotopy stroncia využít pro přesné přiřazení potravin k jejich původním pěstebním oblastem. Autory zajímalo měření poměru 87Sr/86Sr v jablkách (různé odrůdy) a obilninách (žito, špalda) ze severní Itálie. Výsledky kombinují víceprvkovou a izotopovou analýzu s multivariačními statistickými metodami (LDA), aby se odlišily produkční oblasti s vysokou spolehlivostí.

Použitá metodika

Vzorky ovoce a obilnin byly rozemlety a kyselou mikrovlnnou digescí rozpuštěny v HNO3. Bio-dostupná frakce prvků ze vzorků půdy byla extrahována podle normy DIN ISO 19730. Pro stanovení prvkového složení sloužil iCAP Q ICP-MS. Stroncium bylo separováno na specifické živici a poměr 87Sr/86Sr měřen pomocí MC-ICP-MS s technikou standard-sample bracketing a kalibrací proti NIST SRM 987. Data byla korigována na hmotový bias a interferenční vlivy Kr a Rb. Stabilní izotopy H a O v jablkách byly analyzovány technologií TC/EA-IRMS po vysušení vzorků.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Neptune Plus MC-ICP-MS
• Thermo Scientific iCAP Q ICP-MS
• Thermo Scientific TC/EA s DELTA V Advantage IRMS
• Qtegra Intelligent Scientific Data Solution
• Thermo Scientific Neoma MC-ICP-MS (s volitelnou MS/MS předfiltrací)

Hlavní výsledky a diskuse

Poměr 87Sr/86Sr v plodech se silně koreluje s hodnotami v půdní frakci (R>0,98, p<0,001) pro jablka i obilniny. Mezi odrůdami jablek ani mezi druhy obilnin nebyla prokazatelná izotopová frakcionace. Multivariační diskriminační analýza (LDA) dosáhla pro jablka přesnosti nad 95 % (falešně pozitivní odhad <7 %) a pro obilniny 90 % (falešně pozitivní odhad 14 %). Hlavními prediktory byly poměry Ca/Ba, Sr/Ba, Ca/Sr a koncentrace Rb, Fe a K.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí objektivní a reprodukovatelné ověření zeměpisného původu potravin chráněných označením PDO/PGI. Lze ji nasadit v regulačních kontrolách, laboratorní akreditaci i pro potřeby výrobců, kteří chtějí dokumentovat autenticitu svých výrobků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Kromě stroncia se jako doplňkové izotopové markery prosazují izotopy olova a boru, které mohou poskytnout informace o atmosférickém znečištění a půdním prostředí. Nové generace MC-ICP-MS s MS/MS technologií umožní přímou analýzu vzorků s minimální úpravou a ještě vyšší automatizaci pracovních postupů.

Závěr

Studie potvrdila, že kombinace stronciové izotopové analýzy, víceprvkové charakterizace a stabilních izotopů H a O poskytuje robustní nástroj pro traceabilitu původu potravin. Pokročilá MC-ICP-MS technika zvyšuje přesnost a zjednodušuje workflow, což přispívá k ochraně kvality a autentizace regionálních produktů.

Reference

1. Durante C. et al. Food Chem 141, 2779–2787 (2013)
2. Aguzzoni A. et al. J Sci Food Agric 100, 3666–3674 (2020)
3. Bacher F. et al. Food Chem 405, 134890 (2023)
4. Aguzzoni A. et al. J Sci Food Agric 101, 5106–5115 (2021)
5. Chizzali S. et al. Italus Hortus 28, 49 (2021)
6. Meija J. et al. Pure Appl Chem 88, 293–306 (2016)
7. Ettler V. et al. Anal Bioanal Chem 378, 311–317 (2004)
8. Lancellotti L. et al. Curr Res Food Sci 4, 807–814 (2021)
9. Mihaljevič M. et al. J Geochem Explor 88, 130–133 (2006)
10. Vorster C. et al. South African Journal of Chemistry 63, 207–214 (2010)