Quantitative Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Five Edible Oil Samples by GCMS-TQ8050NX

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) jsou lipofilní environmentální kontaminanty vznikající nedokonalým spalováním organické hmoty. Vzhledem k jejich tendenci akumulovat se v lipidových matricích představují PAH v jedlých olejích potenciální zdravotní riziko (karcinogenita, kardiopulmonální a imunosupresivní účinky). Regulace (Commission Regulation (EU) 2023/915) stanovuje mezní hodnoty pro benzo[a]pyren (BaP, 2 µg/kg) a součet čtyř prioritních PAH (PAH4: BaP, BaA, BbF, CHR; 10 µg/kg, 20 µg/kg pro kokosový olej a kakaové máslo). Analytické metody s nízkou meznou hodnotou detekce a spolehlivým odstraněním lipidové matice jsou proto nezbytné pro zajištění shody a bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout citlivou a reprodukovatelnou metodiku pro kvantifikaci 14 PAH v pěti běžných jedlých olejích (kukuřičný, olivový, sezamový, kokosový, rýžový otrubový) kombinací extrakce pomocí molekulárně imprintované SPE (MIP-SPE) a GC-MS/MS (Shimadzu GCMS-TQ8050 NX). Hodnoceny byly analytické parametry (linearita, citlivost, recoveries) a obsah cílových PAH v reálných vzorcích s porovnáním vůči požadavkům EU.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vzorkování a přípravy:

• Do 1 mL vzorku oleje bylo přidáno 50 µL izotopově označené vnitřní standardní směsi (ISTD).
• Vzorek byl doplněn 1 mL cyklohexanu a promíchán.
• MIP-SPE (AFFINIMIP® SPE PAHs, 3 mL) byl kondicionován 3 mL cyklohexanu; 2 mL připraveného vzorku bylo naloženo při ~0,3 mL/min.
• Kartridž byl promyt 1 mL cyklohexanu a analyty eluovány 3 mL ethylacetátu.
• Eluát byl odpařen za proudem dusíku při <30 °C a rektifikován do 1 mL toluenu pro GC-MS/MS analýzu.

Instrumentace (samostatná sekce):

• GC-MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8050 NX (triple quadrupole).
• Autosampler: HTA 2800T „all-in-one“ (liquid, headspace, SPME schopnosti).
• Analytický sloupec: SH-I-5Sil MS, 30 m × 0,25 mm, df 0,25 µm.
• Softwarové nástroje: LabSolutions (včetně funkce Create MS Table) a MRM Optimization Tool v Smart Pesticides Database ver. 2.1 pro automatickou optimalizaci MRM přechodů a kompilaci metody.

Klíčové parametry GC-MS/MS (shrnutí): splitless injekce 1 µL, inyektor 250 °C, řízení toku lineární rychlostí (~55 cm/s), solvent cut 1,5 min, detektorové napětí korelované s tune výsledkem. Matrice-matched kalibrace byla připravena v rozsahu 0,5–100 µg/L; ISTD na 25 µg/L.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické vlastnosti:

• Linearita: kalibrační křivky (0,5–100 µg/L) vykázaly r² > 0,99 pro všechny analyty.
• Citlivost: S/N ≥ 10 na nejnižší kalibrační úrovni (0,5 µg/L), což potvrzuje vhodnost metody pro stanovení stopových koncentrací.
• Automatizovaná optimalizace MRM přechodů pomocí softwaru výrazně zkrátila dobu vývoje metody eliminací manuální konsolidace dat.

Recoveries a matrixové efekty:

• Vyšší molekulární hmotnosti (těžší PAH) měly obecně lepší obnovy; některé lehčí sloučeniny (acenaphthylene ~60 %) vykazovaly nižší obnovy, pravděpodobně kvůli slabší interakci s MIP sorbentem a ztrátám při odpařování.
• Fluoren vykazoval recoveries většinou 70–85 %, s výjimkou kokosového a olivového oleje.
• Některé analyty vykázaly recoveries 120–150 %, což bylo přičteno pozitivním matrixovým efektům (zbytkové koextrahované složky zvyšující signál).

Obsah PAH ve vzorcích:

• Kukuřičný olej a rýžový otrubový olej: žádné detekovatelné hladiny z 14 cílových PAH.
• Olivový olej: zjištěna chrysene ~1 µg/kg.
• Kokosový olej: benzo[a]anthracene ~1,1 µg/kg a chrysene ~1,4 µg/kg.
• Sezamový olej: nejvyšší kontaminace v této studii – benzo[a]pyren ~1 µg/kg a součet PAH4 ~6 µg/kg.

Všechny naměřené koncentrace byly pod stanovenými ML dle nařízení EU 2023/915.

Přínosy a praktické využití metody

• Kombinace MIP-SPE a GC-MS/MS poskytuje selektivní vyloučení lipidové matice a zlepšenou čistotu extraktů, což vede ke sníženému matričnímu rušení a vyšší citlivosti.
• Automatizovaná optimalizace MRM zkracuje dobu vývoje metody a snižuje riziko chyb při sestavování vícepřechodových metod.
• Provozní postup je vhodný pro rutinní kontrolu kvality a monitorování PAH v komplexních, vysoce tučných a pigmentovaných potravinových matricích (výrobci olejů, laboratoře potravinářské kontroly, QA/QC oddělení).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace MIP sorbentů pro lepší retenci lehčích PAH a snížení ztrát během koncentračního kroku.
• Integrace automatizované přípravy vzorků a online SPE-GC řešení pro vyšší průchodnost analýz.
• Rozšíření panelu analyzovaných sloučenin (metabolity, kyselé nebo polarizované PAH deriváty) a validace pro širší spektrum potravinových matric.
• Využití vysokorychlostních datových nástrojů a pokročilých algoritmů pro korekci matrixových efektů a kvantifikaci bez nutnosti rozsáhlých matrix-matched kalibrací.

Závěr

Vyvinutá metoda založená na MIP-SPE a GC-MS/MS (Shimadzu GCMS-TQ8050 NX) pro 14 PAH v jedlých olejích dosahuje vysoké citlivosti, vynikající linearity a přijatelné obnovy zejména pro těžší PAH. Aplikovaná příprava vzorků účinně redukuje matriční interferenci typickou pro vysoce tukové vzorky. Všechny analyzované vzorky v tomto studiu splnily limity stanovené nařízením EU 2023/915.

Reference

Commission Regulation (EU) 2023/915 of 25 April 2023 on maximum levels for certain contaminants in food and repealing Regulation (EC) No 1881/2006. (Accessed September 14, 2026).