Screening Analysis for Hazardous Heavy Metals in Foods and Food Additives

Význam tématu

Kontrola obsahu toxických těžkých kovů (Cd, As, Pb) v potravinách a přídatných látkách je klíčová pro ochranu zdraví spotřebitelů a splnění přísných legislativních limitů. Tradiční metody atomové absorpční spektrometrie sice dosahují vysoké citlivosti, ale vyžadují komplikovanou přípravu vzorku. Fluorescenční rentgenová spektrometrie umožňuje analýzu pevných a práškových materiálů bez jejich rozkladu, čímž šetří čas i zdroje.

Cíle a přehled článku

Cílem Application News je představit nové zařízení ALTRACE od Shimadzu a ukázat jeho využití pro rychlý screening těžkých kovů v potravinách a potravinářských přídatných látkách. Studie zahrnuje:

• kvantifikaci kadmia v bílé rýži (CRM NMIJ 7502-a),
• analýzu arzenu a olova ve vybraných přísadách (adipinová kyselina, vitamín C, kyselina citronová).

Použitá metodika

Pro všechny vzorky byl vzorek vložen do buněk s polypropylenovou fólií (5 μm) a lehce stlačen. Kalibrační křivky pro Cd, As a Pb byly připraveny ze standardních roztoků (0, 0,5, 1, 5 μg/g) s korekcí tvaru vzorku a matice prostřednictvím rozptýleného záření a metodou dj pro překryvy As–Pb.

Použitá instrumentace

• Spectrometer: Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer ALTRACE
• Detektor: SSD (Silicon Drift Detector)
• Rentgenka: Rh cíl
• Napětí: 50 kV (As, Pb), 65 kV (Cd)
• Proud: automatický
• Filtry: primární #1 pro Cd, #5 pro As a Pb
• Čas akumulace: 300 s
• Atmosféra: vzduch

Hlavní výsledky a diskuse

Lower limit of detection (10σ) dosáhl 0,08 μg/g pro Cd a As a 0,10 μg/g pro Pb. Kalibrační křivky vykázaly vysokou linearitu a opakovatelnost (koeficient variace Cd 9,4 %, As 6,7 %, Pb 12,1 %). Měření kadmia v bílé rýži (0,548 μg/g) prokázalo průměrnou hodnotu 0,532 μg/g při σ=0,050 μg/g. Ve vzorcích potravinářských přídatných látek byly koncentrace As a Pb pod limitem kvantifikace (<0,17-0,28 μg/g).

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální příprava vzorku – žádné rozpouštění v kyselinách
• Vysoká citlivost díky optimalizovanému optickému systému a vyššímu výkonu rentgenky
• Možnost kontinuálního měření až 48 vzorků pro rychlý screening
• Ideální pro rutinní kontroly kvality a QA/QC v potravinářském průmyslu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na širší spektrum potravinových matric, integrace plně automatizovaných vzorkovačů a kombinace s dalšími analytickými technologiemi pro celkové multielementární profilování. Dále se předpokládá vývoj pokročilých algoritmů pro korekci matice a dalších interferencí.

Závěr

Spectrometer ALTRACE výrazně zlepšuje citlivost a průchodnost analýz těžkých kovů v potravinách bez složité přípravy vzorků. Zařízení jsou vhodná pro rychlý screening a podporují splnění legislativních požadavků.

Reference

1. Standards and criteria for food and food additives, etc., Ministry of Health and Welfare notification No. 370 (1959)
2. Public Health Bureau, Food Safety Standards and Evaluation Division notification No. 0308-1, 8 března 2024
3. Japan’s Specifications and Standards for Food Additives, 10th Edition
4. CODEX GENERAL STANDARD FOR CONTAMINANTS AND TOXINS IN FOOD AND FEED (CODEX STAN 193-1995)