Accurate and reliable multielement analysis of alternative protein foods using ICP-MS

Význam tématu

Vzhledem k rostoucímu zájmu o alternativní proteinové potraviny z hlediska udržitelnosti, etiky a zdravotních aspektů je klíčové zajistit rychlou a spolehlivou analýzu jak pro nutriční složky, tak pro potenciální kontaminanty. Moderní regulace, například Komise (EU) 2023/915, stanovují přísné limity pro toxické kovy a vyžadují metody s vysokou citlivostí a širokým dynamickým rozsahem.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit použitelnost přístroje Thermo Scientific iCAP RQplus ICP-MS ve spojení s autosamplerem iSC-65 pro rychlé, přesné a vysoce citlivé stanovení 26 makro, mikro a toxických prvků v deseti typech alternativních proteinových potravin, včetně rostlinných náhražek masa, alternativ mléka a potravin s obsahem hmyzu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly připraveny uzavřenou mikrovlnnou digescí s HNO₃ a HCl. Analytika probíhala na iCAP RQplus ICP-MS vybaveném online ředěním argonem (AGD) a kolizně-restartačním celou s heliem v KED režimu. Pro minimalizaci dvojitě nabitých interferencí lanthanoidů byla použita poloviční korekce hmotnosti. Dodávku vzorků zajišťoval autosampler iSC-65 s funkcí Step Ahead, která zkrátila dobu mezi jednotlivými analýzami. Veškeré řízení přístroje a zpracování dat probíhalo v softwaru Qtegra ISDS, včetně monitoringu stavu přístroje a správy spotřebního materiálu.

Hlavní výsledky a diskuse

Byl prokázán lineární rozsah od 0,005 µg·kg⁻¹ (Hg) do 600 000 µg·kg⁻¹ (Na) s koeficienty determinace R² > 0,999. Instrumentální limity detekce i metody byly pod regulačními limity. Analýzy tří referenčních materiálů (NIST SRM 1515, 1547, 1568b) přinesly recovery 82–113 %, přičemž korekce interferencí dvojitě nabitých lanthanoidů na As a Se byla úspěšná v závislosti na koncentraci rušivých prvků. Robustnost metody byla ověřena více než 8hodinovými sekvencemi více než 250 vzorků s udržováním stabilní odpovědi interních standardů (85–116 %) a QC standardů (80–120 %). Analýza deseti vzorků potvrdila vysoké obsahy Na v masových náhražkách (6–9 g·kg⁻¹), významné hladiny K, P, Ca a obecně nízké koncentrace toxických kovů (As, Hg < 0,006 mg·kg⁻¹, Pb < 0,015 mg·kg⁻¹, Cd až 0,067 mg·kg⁻¹).

Přínosy a praktické využití metody

• Kompletní multielementová analýza 26 prvků v jednom běhu
• Rychlý čas analýzy <2 minut na vzorek
• Minimální manuální zásahy díky online ředění a Step Ahead autosampleru
• Vysoká citlivost, přesnost a široký dynamický rozsah
• Vhodné pro rutinní QA/QC a výzkumné laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na další inovativní potravinové matrice a rozvoj korekčních postupů interferencí. Dále se předpokládá větší míra automatizace, vysokopropustné workflow a implementace pokročilých nástrojů pro zpracování dat a strojového učení pro optimalizaci analýz.

Závěr

Metoda založená na iCAP RQplus ICP-MS s AGD, He-KED a poloviční korekcí hmotnosti umožňuje spolehlivou, rychlou a komplexní multielementovou analýzu alternativních proteinových potravin, splňuje regulační požadavky a je ideální pro vysoce propustné laboratoře.

Reference

• Commission Regulation (EU) 2023/915 of 25 April 2023 on maximum levels for certain contaminants in food.
• Regulation (EU) 2015/2283 of the European Parliament and of the Council of 25 November 2015 on novel foods.
• AOAC Official Method 2015.01 – Heavy Metals in Food by ICP-MS.
• Thermo Scientific Smart Note 000214: Interference removal in ICP-MS.