Die Nützlichkeit einer analytischen Methode zu anorganisches Arsen in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen bestimmen wird demonstriert. Die Methode besteht darin, selektive Extraktion von anorganischem Arsen in Chloroform mit einer endgültigen Festlegung durch Hydrid Generation-Atomabsorptionsspektrometrie.
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) unterstrich in seinem wissenschaftlichen Gutachten auf Arsen in Lebensmitteln, um eine solide Expositionsabschätzung gegenüber anorganischem Arsen durch die Ernährung zu unterstützen, Informationen über die Verteilung der Arsenspezies in verschiedenen Arten von Lebensmitteln werden muss generiert. Eine Methode, die zuvor in einer kollaborativen Studie validiert wurde angewendet, um festzustellen, anorganisches Arsen in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen, für Getreide, Pilze und Nahrung der marinen Ursprungs (31 Proben insgesamt). Die Methode basiert auf Erkennung von Flow Injektion-Hydrid Generation-Atomabsorptionsspektrometrie des iAs selektiv nach Verdauung der Proteine mit konzentrierter HCl in Chloroform extrahiert. Die Methode zeichnet sich durch eine Begrenzung der Quantifizierung von 10 µg/kg Trockengewicht, die Quantifizierung von anorganischem Arsen in eine große Menge an Nahrung Matrizen erlaubt. Informationen erfolgt über Leistungswerte gegeben auf Ergebnisse, die mit dieser Methode und die von verschiedenen Labors in mehrere Eignungsprüfungen gemeldet wurden. Der Anteil der zufrieden stellende Ergebnisse mit der besprochenen Methode ist höher als die von den Ergebnissen mit anderen analytischen Ansätzen.
Seit Januar 2016 Höchstgehalte für anorganisches Arsen (iAs) in mehreren Reis Rohstoffe in aufgenommen wurden, Verordnung (EG) 1881/2006 Einstellung maximale Ebenen für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln1 mit 0,10 µg/L für Reis für bestimmt die Herstellung von Lebensmitteln für Säuglinge und Kleinkinder, 0,20 µg/L für nicht parboiled geschliffenem Reis (poliert oder weißen Reis), 0,25 µg/L für parboiled-Reis und geschältem Reis und 0,30 µg/L für Reiswaffeln, Reis Waffeln, Reis-Cracker und Reiskuchen. Dieses Update der europäischen Gesetzgebung für Kontaminanten in Lebensmitteln auf Arsen in Lebensmitteln von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)2 in das wissenschaftliche Gutachten gefolgt ist es geschätzt, dass die Exposition über die Nahrung zu iAs für mittlere und hohe Verbraucher in Europa ist eine solche, die eine Gefahr für einige Verbraucher, in Anbetracht, dass chronischer Exposition gegenüber iAs Krebs der Lunge, Haut und Blase und Hautläsionen verursacht darstellen können. Im wissenschaftlichen Bericht der EFSA zur Exposition gegenüber anorganischem Arsen in der europäischen Bevölkerung3, veröffentlicht im Jahr 2014 wird der Schluss gezogen, dass die Hauptursachen für iAs in der Ernährung für die Verbraucher aller Altersgruppen verarbeitete Produkte aus Getreide anders als sind Reis und dass auch Reis, Milch, Milchprodukte und Trinkwasser tragen wesentlich zur iAs Einnahme mit Milch und Molkerei Produkte, die Hauptverursacher für Kleinkinder und Säuglinge.
Im Jahr 2010 lief das EU-Referenzlabor für Schwermetalle in Nahrungs- und Futtermitteln, EURL-HM, ein Proficiency test, IMEP-107, für die Bestimmung von iAs in Reis, was zeigt, dass es möglich war, unabhängig von iAs in Reis mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen die analytische Methode4.
Für die Ermittlung der iAs in Lebensmitteln wurden verschiedene analytische Methoden validiert. China war das erste Land, in seinen Rechtsvorschriften ein Höchstgehalt für iAs in Reis einzuführen. Um die Umsetzung der Rechtsvorschriften zu ermöglichen, wurde eine Standardmethode veröffentlicht im Jahr 2003 für die Bestimmung dessen, was in der Norm “Abio-Arsen”5genannt wird. Das Europäische Komitee für Normung (CEN), veröffentlicht im Jahr 2008 eine standardisierte Methode, EN 15517:2008, für die Bestimmung von iAs in Algen6. Die beiden Methoden basieren auf den Einsatz von optimierten Bedingungen Arsenwasserstoff nur aus iAs zu generieren. In diesem Weg Trennung von iAs artfremder Arsen, die auch Arsen Hydrid erzeugen kann nicht benötigt wird. Die endgültige Festlegung erfolgt durch atomare Fluoreszenz5 oder durch Hydrid Generation Atomabsorptionsspektrometrie, HG-AAS6. Allerdings ist es schwierig, die genauen Bedingungen, Arsen Hydrid zu generieren, ohne Einmischung der andere Arsenverbindungen leiden festgelegt und alle die iAs Masseanteilen in Algen in IMEP-112 (PT, organisiert von der EU-Referenzlabor-HM) berichtet mit diesen beiden Methoden erhalten , als unbefriedigend7erzielt wurden. Organoarsenic Arten, wie Monomethylarsonic Säure (MMA), Dimethylarsinic Säure (DMA) und Arsenosugars in Algen Proben anwesend zu flüchtigen Hydride erzeugen können und bei der Ermittlung des iAs führt zu positiven Verzerrungen in den Ergebnissen8 beeinträchtigen könnte .
Vor kurzem veröffentlichte CEN eine neue Standardmethode, EN 16802:2016, für die Bestimmung der iAs in Lebensmitteln Marine und pflanzlichen Ursprungs mit HPLC-ICP-MS-9. Nicht alle Labors sind mit dieser Art von Instrumenten ausgestattet und nicht teuer, geradlinig Methoden erforderlich sind, insbesondere in Ländern mit weniger entwickelten Labor Infrastrukturen.
Im Jahr 2012 standardisiert CEN eine Methode für die Bestimmung der iAs in tierischen Futtermitteln von HG-AAS nach Mikrowelle Extraktion und off-line Trennung von iAs durch Festphasenextraktion (SPE), EN 16278:201210. Diese Methode die erwies sich als fit zu sein für die Analyse von iAs in Futtermitteln könnte fehlen die Empfindlichkeit erforderlich, um iAs in Lebensmitteln-Marine Ursprungs, bestimmen, was laut EFSA diätetische Hauptverursacher in Europa3zu sein scheint. Jedoch die gleichen Gruppe, die entwickelt und validiert EN 16278:2012, getestet und erfolgreich angewendet und validiert die Methode zum bestimmen, iAs Meeresfrüchte und Reis in einem kollaborativen Studie11,–12.
Eine alternative Methode für die Bestimmung der iAs in Essen Matrizen nach selektiven Abbau der iAs in Chloroform und weitere Quantifizierung von HG-AAS, wurde vor kurzem von der gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) in kollaborativen Studie13validiert. Die Selektivität der Methode ist besser als die direkte HG-AAS und ist einfach zu implementieren, die raffinierte Instrumentierung wie HPLC-ICP-MS nicht benötigen. In dieser Handschrift, die Machbarkeit der Anwendung dieser Methode auf iAs in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen bestimmen: Gemüse, Getreide, Pilze und Nahrung der marinen Ursprungs, wurde ausgewertet. Darüber hinaus wird die Leistung des Labors, die die Methode an Eignungsprüfungen, organisiert von der EU-Referenzlabor-HM und der GFS für mehrere Matrizen beschrieben.
Ein entscheidender Schritt in der beschriebenen Protokoll ist die Bereinigung der Chloroform-Phase (Schritt 3.2), weil sauren Phase Rückstände in der Chloroform-Phase zu überschätzt iAs Ergebnissen führen werden, da alle anderen Arten von Arsen in der Probe in die Säure vorhanden sind Phase. Dies ist von besonderer Bedeutung bei der Analyse der marine Proben aufgrund des Vorhandenseins einer Vielzahl von biologischen Arten, die für den Großteil der Arsen-Massenanteil in der Probe vorhandenen ausmachen könnte. Die Verwendung einer hydrophoben Membran PTFE (3.3) ist von größter Bedeutung. Wenn bei der Extraktion von iAs in Chloroform eine Emulsion gebildet hat, kann die Geschwindigkeit der Zentrifugation (3.1) erhöht werden. Andere traditionelle Ansätze zur Beseitigung von Emulsionen können auch angewendet werden. Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Mineralisierung (Schritt 5.3). Der Anstieg der Temperatur muss strikt umgesetzt werden, um alle Projektionen zu vermeiden, die die iAs Erholung führt zu einer unkontrollierten negative Vorspannung verringern würde und möglicherweise gefährlich für den Analytiker.
Wie bereits erwähnt, einige Labore haben die evaluierte Methode mit ICP-MS statt FI-HG-AAS genutzt. In einem solchen Fall die trockenen Veraschungen Schritt (Schritt 5 des Protokolls) ist nicht erforderlich und die 1 M HCl-Phase in der ICP-MS eingeführt werden kann. Im Falle von HG-AAS aufgrund seiner höheren Nachweisgrenze ein Vorkonzentrierung Schritt, der auch mögliche Störungen beseitigt ist erforderlich.
Der Anteil der zufrieden stellende Ergebnisse mit dem in diesem Artikel beschriebenen Verfahren sowohl mit als auch ohne die Ergebnisse berichtet für Algen, ist vergleichbar mit der HPLC-ICP-MS und höher als die der HG-AAS. Das letztere Verfahren (HG-AAS) ist weithin verfügbar, aber anfällig für Interferenzen von organischen Arsen Arten, vor allem Lebensmittel mit einem komplexen Arsen Arten Verteilungsmuster. Der niedrigste Prozentsatz der zufrieden stellende Ergebnisse charakterisiert, denen, die mit “Andere Methoden” aber es muss im Auge, die es mehrere analytische Ansätze, jeden einzelnen von ihnen vertreten durch eine kleine Menge von Ergebnissen, Abbildung 1 umfasstgehalten werden. In diesem Whitepaper vorgestellte Methode ist eine Alternative zu den mehr anspruchsvolle/teuren HPLC-ICP-MS, noch eine ähnliche Leistung auch bei komplexen Matrizen charakterisiert. Häufig erfordert die Verwendung von Bindestrich Techniken, wie HPLC-ICP-MS, hoch qualifiziertem Personal und teuren infra-Strukturen. In diesem Artikel vorgestellte Methode kann von jeder Analyst, ausgebildet in grundlegende analytische Chemie implementiert werden.
Es gibt einige wesentliche Nachteile der Methode zugeordnet. Es ist zeitaufwendig, da mehrere Schritte befolgt werden müssen, um iAs artfremder Arsen und Pre-Konzentrat iAs bis sogar Sub-ppm-Bereich zu trennen. Es bedeutet die Verwendung von Chloroform. Es gibt eine Tendenz, den Einsatz von chlorierten Verbindungen in den Labors, aufgrund der negativen gesundheitlichen Auswirkungen zu vermeiden, die sie haben könnten. Dennoch könnte wenn gute Laborpraxis gehalten und Proben werden Abzüge behandelt, diese negative Auswirkungen vermieden werden. MMA wird bei der Ermittlung des iAs stören. Dies muss im Auge behalten werden, beim Proben analysieren, in denen MMA vorhanden, wie z. B. Algen, Fisch und andere Meeresfrüchte sein könnte. MMA ist jedoch normalerweise vorhanden, in kleinen Mengen, die durch die Unsicherheit um die Ergebnisse für iAs abgedeckt werden würde.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren danken Dr. F. Cordeiro der GFS für die nützlichen Diskussionen über statistische Behandlung der Daten. Expert Labors bei der Analyse von iAs in biologischen Matrizen, die Ergebnisse als verwendet werden zugewiesen Wert in PTs und Laboratorien, die an das Studium PTs teilgenommen werden anerkannt.
Deionised water | Any available | 18.2 MΩ cm | |
Concentrated hydrochloric acid (HCl). | Any available | Not less than 37 % m/v, c(HCl) = 12 mol/L, with a density of approx. ρ (HCl) 1.15 g/L |
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Concentrated nitric acid (HNO3) | Any available | Not less that 65 % m/v, c(HNO3) = 14 mol/L, with a densitiy of approx. ρ 1.38 g/L |
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Chloroform | Any available | Harmful by inhalation and if swallowed. Irritating to skin. Wear suitable protective clothing and gloves. |
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Hydrogen bromide (HBr) | Any available | Not less than 48 % m/v | |
Hydrazine sulphate (N2H6SO4) | Any available | Harmful if swallowed. Causes burns. May cause cancer. |
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Magnesium nitrate hexahydrate [Mg(NO3)6H2O] | Any available | ||
Magnesium oxide (MgO) | Any available | ||
Potassium iodide (KI) | Any available | ||
Ascorbic acid (C6H8O6) | Any available | ||
Sodium hydroxide (NaOH) | Any available | ||
Sodium borohydride (NaBH4) | Any available | ||
Arsenic (V) standard solution | Any available | 1000 mg/L Use certified standard solutions commercially available |
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Centrifuge | Any available | ||
Mechanical shaker | Any available | ||
Sand bath | Any available | ||
Muffle furnace | Any available | ||
Polypropylene centrifuge (PC) tubes | Any available | 50 mL with screw cap | |
Syringe filters with hydrophobic PTFE membrane | Any available | 25 mm diameter | |
Pyrex glass beaker | Any available | Tall form 250 mL, capable of withstanding 500 °C |
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Watch glasses | Any available | ||
Volumetric flasks | Any available | 10, 25, 100 or 200, Class A. |
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Plastic funnels | Any available | ||
Whatman n° 1 paper or equivalent | Any available | ||
Atomic absorption spectrometer equipped with a flow injection system (FI-AAS) | Any available |