Estimation of Ethylene Oxide and 2-Chloroethanol in Spices and Oilseeds Using QuEChERS Extraction and GC/MS/MS

Význam tématu

Ethylene oxide (EtO) je vysoce účinné sterilizační činidlo používané k eliminaci mikroorganismů a hmyzu v potravinách. Jeho zbytky a derivát 2-chloroethanol (2-CE) představují zdravotní riziko kvůli karcinogenním a toxickým vlastnostem. Sledujeme-li tyto sloučeniny zejména v koření a olejnatých semenech, minimalizuje se riziko pro spotřebitele a zajišťuje se souladu s legislativními limity.

Cíle studie a přehled

Studie demonstruje kvantitativní stanovení EtO a 2-CE současně ve třech potravinových matricích (lněné semínko, kmín a mletá červená paprika) pomocí QuEChERS extrakce a GC/MS/MS na systému Agilent 8890/7010. Hlavním cílem bylo dosáhnout nízkých hranic stanovitelnosti (LOQ 10 ng/g), dobré opakovatelnosti a uspokojivých procentních návratností.

Použitá instrumentace

• Agilent 8890 GC s G4513 automatickým vzorkovačem
• Agilent 7010 triple quadrupole GC/MS/MS
• Analytická kolona Agilent J&W DB-VRX (60 m × 0,25 mm, 1,4 µm)

Použitá metodika

Metoda vychází z EN 15662 QuEChERS protokolu:

• Vzorek (2,00 g) hydratace vodou, extrakce 10 mL studeného acetonitrilu a ceramickými homogenizačními kuličkami
• Přídavek extrakčních solí (MgSO₄, NaCl, sodný a di-sodný citrát), odstředění
• Dispersní čistící stupeň (PSA, C18EC, MgSO₄) a druhé odstředění
• Injekce 2 µL do GC/MS/MS v pulsed split módu (4:1), helium 1,0 mL/min
• MRM přechody pro detekci EtO (ionty m/z 44 & 14; 44 & 28; 44 & 29) a 2-CE (ionty m/z 80 & 31; 80 & 43; 82 & 31)

Hlavní výsledky a diskuse

Lineární kalibrace v čistém rozpouštědle i v post-spiked matricích vykázaly hodnoty R² > 0,99. LOQ 10 ng/g bylo potvrzeno opakovatelností (%RSD 1,5–9,5) šesti replikovaných injekcí matrice na úrovni 10 ng/g. Procentní návratnosti se pohybovaly mezi 75 % a 86 % pro obě sloučeniny při spikovaných hladinách 20 a 50 ng/g ve všech třech maticích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou, citlivou a rutinně použitelnou analýzu EtO a 2-CE v komplexních potravinových matricích. Díky minimalizaci pracovních kroků a spotřeby organických rozpouštědel se hodí pro QA/QC laboratoře v potravinářském průmyslu, kontrolní orgány i výzkumné instituce.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace vzorkovacího procesu, rozšíření spektra sledovaných matrice (např. semena, byliny, sušené ovoce) a integrace pokročilejších MS detekčních technologií (HRMS) pro simultánní screening i dalších toxikantů. Vylepšené softwarové nástroje usnadní zpracování dat a validaci výsledků.

Závěr

Vyvinutá metoda splňuje požadavky EURL pro jednosložkovou analýzu EtO a 2-CE, dosahuje nízkých LOQ, vysoké opakovatelnosti a uspokojivých návratností. Je vhodná pro rutinní monitoring stopových množství v koření a olejnatých semenech, přispívá k zajištění bezpečnosti potravin.

Reference

• Dunkelberg H. Carcinogenic Activity of Ethylene Oxide and Its Reaction Products. Zentralblatt B Hyg 1981, 174, 383–404.
• Tateo F., Bononi M. Determination of Ethylene Chlorohydrin as Marker of Spices Fumigation with Ethylene Oxide. J Food Compos Anal 2006, 19, 83–87.
• Regulation (EU) 2015/868 amending Regulation (EC) No 396/2005. Off. J. Eur. Union L 145 2015, 1–71.
• Regulation (EC) No 149/2008 amending MRLs. Off. J. Eur. Union L 58 2008, 1–398.
• EURL-SRM Analytical Observation Report: Analysis of Ethylene Oxide and Its Metabolite 2-Chloroethanol by QuEChERS and GC-MS/MS. December 2020.