Nyttan av en analytisk metod för att bestämma oorganisk arsenik i ett brett utbud av livsmedel matriser demonstreras. Metoden består av selektiv extraktion av oorganisk arsenik i kloroform med ett slutgiltigt fastställande av hydrid generation-atomabsorptionsspektrometri.
Den Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) underströk i sitt vetenskapliga yttrande om arsenik i livsmedel att information om distribution av arsenik arter i olika typer av livsmedel måste vara för att stödja en bedömning av ljud exponering för oorganisk arsenik genom kosten, genereras. En metod som tidigare validerats i en metodavprövning, har tillämpats för att bestämma oorganisk arsenik i en mängd olika livsmedel matriser, som täcker korn, svamp och livsmedel av marint ursprung (31 prover totalt). Metoden bygger på detektion av flöde injektion-hydrid generation-atomabsorptionsspektrometri av iAs selektivt extraherade i kloroform efter matsmältningen av proteiner med koncentrerad HCl. Metoden kännetecknas av en kvantifieringsgräns på 10 µg/kg torrvikt, vilket möjliggjorde kvantifiering av oorganisk arsenik i en stor mängd livsmedel matriser. Information ges om prestanda Poäng ges till resultat som erhålls med denna metod och som rapporterades vid olika laboratorier i flera färdighetstester. Procentuella andelen tillfredsställande resultat som erhållits med den diskuterade metoden är högre än för de resultat som erhålls med andra analytiska metoder.
Sedan januari 2016 gränsvärden för oorganisk arsenik (iAs) i flera ris råvaror har inkluderats i kommissionens förordning (EG) 1881/2006 inställningen gränsvärden för vissa främmande ämnen i livsmedel1 med 0.10 µg/L för ris är avsedda för den produktion av livsmedel för spädbarn och småbarn, 0,20 µg/L för icke-klibbfritt slipat ris (polerad eller vitt ris), 0,25 µg/L för ångbehandlat ris och råris och 0.30 µg/L för ris våfflor, ris wafers, kex ris och riskakor. Uppdateringen av den europeiska lagstiftningen för främmande ämnen i livsmedel följt det vetenskapliga yttrandet om arsenik i livsmedel av den Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA)2 i som det är uppskattat att exponering genom kosten för iAs för medel- och konsumenter i Europa är sådan som kan utgöra en risk för vissa konsumenter, att hålla i åtanke att kronisk exponering för iAs orsakar cancer i lungor, hud och urinblåsan, och hudskador. EFSA: S vetenskapliga rapport om kosten exponering för oorganisk arsenik i den europeiska befolkning3, publicerade under 2014 är slutsatsen att de viktigaste bidragsgivarna till iAs i kosten för konsumenter i alla åldrar är bearbetade produkter tillverkade av spannmål än ris och att även ris, mjölk, mjölkprodukter och dricksvatten bidra avsevärt till iAs intag, med mjölk och mejeri produkter är de viktigaste bidragsgivarna för småbarn och spädbarn.
2010 till Europeiska unionens referenslaboratorium för tungmetaller i foder och livsmedel, EURL-HM, sprang en färdighet testa, IMEP-107, för bestämning av iAs i ris, visar att det var möjligt att fastställa iAs i ris med tillräcklig noggrannhet, oberoende av den analysmetoden används4.
Flera analysmetoder har validerats för bestämning av iAs i livsmedel. Kina var det första landet att införa i sin lagstiftning en maximinivå för iAs i ris. För att möjliggöra genomförandet av lagstiftningen, utkom en standardmetod 2003 för bestämning av vad i standarden kallas ”febilo-arsenik”5. Europeiska kommittén för standardisering (CEN), publicerades i 2008 en standardiserad metod, sv 15517:2008, för bestämning av iAs i tång6. De två metoderna är baserade på användning av optimerade villkor att generera Arsin endast från iAs. I detta sätt separation av iAs från andra arsenik arter som också kan generera arsenik hydrid inte behövs. Det slutgiltiga avgörandet görs av atomic fluorescence5 eller hydrid generation atomabsorptionsspektrometri, HG-AAS6. Men det är svårt att ange exakta förutsättningar för att generera arsenik hydrid utan lider av störningar av andra arsenikföreningar och alla de iAs-massfraktioner i Alger rapporterade i IMEP-112 (PT anordnas av EURL-HM) erhållits med dessa två metoder , var gjorde som otillfredsställande7. Arsenikorganiska arter, såsom monomethylarsonic syra (MMA), dimethylarsinic syra (DMA) och arsenosugars i Alger prover, kan generera flyktiga hydrider alltför och störa i fastställandet av iAs som leder till en positiv bias i resultaten8 .
Nyligen publicerade CEN en ny standardmetod, sv 16802:2016, för bestämning av iAs i livsmedel av marin- och anläggning ursprung med HPLC-ICP-MS9. Inte alla laboratorier är försedda med den typen av instrumentering och icke-dyra, rakt fram metoder behövs, särskilt i länder med mindre utvecklade laboratorium infrastrukturer.
I 2012 standardiserade CEN en metod för bestämning av iAs i animaliskt djurfoder av HG-AAS efter mikrovågsugn utvinning och off-line separation av iAs genom fasta fasen extraktion (SPE), sv 16278:201210. Denna metod som visat sig vara vältränad för att analysera iAs i foder skulle sakna den känslighet som krävs för att bestämma iAs i icke-marine livsmedel, som enligt EFSA verkar vara de viktigaste kosten bidragsgivarna i Europa3. Emellertid samma grupp som utvecklats och validerats sv 16278:2012 testat och framgångsrikt tillämpats och validerade metoden för att bestämma iAs i skaldjur och ris i en samverkande rättegång11,12.
En alternativ metod för bestämning av iAs i livsmedel matriser efter selektiv extraktion av iAs i kloroform och ytterligare kvantifiering av HG-AAS, har nyligen validerats av det gemensamma forskningscentret (GFC) i en samverkande rättegång13. Selektivitet för metoden är bättre än direkta HG-AAS och är lätt att genomföra som inte kräver användning av sofistikerad instrumentering som HPLC-ICP-MS. Detta manuskript, möjligheten att använda denna metod för att bestämma iAs i en mängd olika livsmedel matriser: grönsaker, korn, svamp och livsmedel av marint ursprung, har utvärderats. Dessutom beskrivs utförandet av laboratorier som används metoden i Kompetenstesterna arrangeras av EURL-HM och GFC som täcker flera matriser.
Ett avgörande steg i protokollet beskrivs är saneringen av kloroformfasens (steg 3,2) eftersom någon syra fas rester kvar i kloroformfasens kommer att leda till överskattade iAs resultat sedan alla andra arsenik arter i provet är närvarande i syran fas. Detta är särskilt relevant när analysera Marina prover på grund av närvaron av en uppsjö av organiska arter, som kan stå för de flesta av arsenik massfraktionen i provet. Användning av en hydrofoba PTFE (3.3) membran är av största vikt. Om en emulsion bildas vid utvinning av iAs i kloroform, ökas hastigheten på centrifugering (3.1). Andra traditionella metoder för att eliminera emulsioner kan också tillämpas. Ett annat viktigt steg är mineraliseringen (steg 5.3). Ökningstakten i temperatur måste genomföras strikt för att undvika eventuella prognoser som skulle minska iAs återhämtning leder till en okontrollerad negativ bias och kan vara farligt för analytikern.
Som nämnts ovan vissa laboratorier har använt metoden utvärderas med ICP-MS i stället för FI-HG-AAS. I sådana fall behövs inte det Torrföraskning steget (steg 5 i protokollet) och fasen 1 M HCl kan införas i ICP-MS. När det gäller HG-AAS behövs på grund av dess högre detektionsgräns, ett före koncentrationen steg som också eliminerar möjliga störningar.
Procentandelen av tillfredsställande resultat som erhållits med den metod som beskrivs i detta papper, både med och utan resultat rapporteras för alger, är jämförbar med HPLC-ICP-MS och högre än för HG-AAS. Den sistnämnda tekniken (HG-AAS) är allmänt tillgängligt men känsliga för störningar från organisk arsenik arter, särskilt i livsmedelsprodukter med en komplex arsenik arter spridningsbild. Lägsta andelen tillfredsställande resultat kännetecknar dem som erhålls med ”andra metoder” men det måste hållas i åtanke att det omfattar flera analytiska metoder, var och en av dem representeras av en liten mängd resultat, figur 1. Metoden presenteras i detta dokument är ett alternativ till mer sofistikerade/dyra HPLC-ICP-MS, fortfarande som kännetecknas av en liknande prestanda även i komplexa matriser. Ofta kräver användning av bindestreck tekniker, såsom HPLC-ICP-MS, högt kvalificerade operatörer och dyra infra-strukturer. Metoden presenteras i denna uppsats kan genomföras av någon analytiker som utbildats i grundläggande analytisk kemi.
Det finns några huvudsakliga nackdelar är associerad till metoden. Det är tidskrävande eftersom flera steg måste följas för att separera iAs från andra arsenik arter och före koncentrat IAS ner till även sub-ppm nivåer. Det förutsätter användning av kloroform. I området i närheten finns det en tendens att undvika användningen av klorföreningar i laboratorier, på grund av de negativa hälsoeffekter som de kunde ha. Dock om god laboratoriesed hålls och prover hanteras i dragskåp, skulle dessa negativa effekter kunna undvikas. MMA kommer att ingripa i fastställandet av iAs. Detta måste hållas i åtanke när man analyserar prover där MMA kunde närvara, såsom alger, fiskar och andra skaldjur. MMA är dock normalt finns i små mängder som skulle omfattas av den osäkerhet som är associerade till de resultat som erhålls för iAs.
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill tacka Dr F. Cordeiro av gfc för användbara diskussionerna om statistisk behandling av uppgifter. Expert laboratorier i analysen av iAs i biologiska matriser som gav resultat att användas som tilldelas värdet i PTs och laboratorier som deltog i den studera PTs erkänns.
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 |
|
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 |
|
Chloroform | Any available | Harmful by inhalation and if swallowed. Irritating to skin. Wear suitable protective clothing and gloves. |
|
Hydrogen bromide (HBr) | Any available | Not less than 48 % m/v | |
Hydrazine sulphate (N2H6SO4) | Any available | Harmful if swallowed. Causes burns. May cause cancer. |
|
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 |
|
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 |
|
Watch glasses | Any available | ||
Volumetric flasks | Any available | 10, 25, 100 or 200, Class A. |
|
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 |