L’utilité d’une méthode analytique pour déterminer l’arsenic inorganique dans un large éventail de matrices alimentaires est démontrée. La méthode consiste à extraction sélective de l’arsenic inorganique dans le chloroforme avec une détermination finale par spectrométrie d’absorption atomique génération hydrure.
L’autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a souligné dans son avis scientifique sur l’Arsenic dans les aliments que pour étayer une évaluation de son exposition à l’arsenic inorganique dans l’alimentation, informations sur la répartition des espèces d’arsenic dans divers types d’aliments doivent être générée. Une méthode, déjà validée dans un essai collectif, a été appliquée pour déterminer l’arsenic inorganique dans une grande variété de matrices alimentaires, portant sur les céréales, les champignons et les aliments d’origine marine (31 échantillons au total). La méthode est basée sur la détection par spectrométrie d’absorption atomique-génération d’injection-hydrure flux du SAI sélectivement extraites en chloroforme après digestion des protéines avec HCl concentré. La méthode est caractérisée par une limite de quantification de 10 µg/kg poids sec, qui a permis la quantification de l’arsenic inorganique dans une grande quantité de matrices alimentaires. Les informations sont fournies sur les cotes de performance accordées aux résultats obtenus avec cette méthode et qui ont été signalés par différents laboratoires dans plusieurs tests de compétence. Le pourcentage de résultats satisfaisants obtenus avec la méthode discutée est supérieur à celui des résultats obtenus avec d’autres approches analytiques.
Depuis janvier 2016 de teneurs maximales pour l’arsenic inorganique (iAs) dans plusieurs produits de riz ont été inclus dans Règlement (CE) 1881/2006 de la Commission mise en teneurs maximales pour certains contaminants dans les denrées alimentaires1 avec 0,10 µg/L de riz destinés à la production d’aliments pour nourrissons et jeunes enfants, 0,20 µg/L pour le non étuvé riz blanchi (riz poli ou blanc), 0,25 µg/L pour le riz étuvé et riz décortiqué et 0,30 µg/L pour les gaufres de riz, riz gaufres, craquelins de riz et gâteaux de riz. Cette mise à jour de la législation européenne pour les contaminants dans les denrées alimentaires a suivi l’avis scientifique sur l’Arsenic dans la nourriture de l’ autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA)2 à qui il est estimé que l’exposition par voie alimentaire aux iAs pour le consommateur moyen et élevé en L’Europe est telle que peut présenter un risque pour certains consommateurs, en gardant à l’esprit que l’exposition chronique aux iAs provoque le cancer du poumon, la peau et la vessie et des lésions cutanées. Dans le rapport scientifique de l’EFSA sur l’exposition alimentaire à l’arsenic inorganique dans la population européenne3, publiée en 2014, il est conclu que les principaux contributeurs à l’iAs dans le régime alimentaire pour les consommateurs de tous âges sont faites de céréales autres que les produits transformés riz et qu’aussi le riz, le lait, produits laitiers et eau potable contribuent de manière significative à l’apport de l’iAs, avec lait et produits laitiers étant les principaux contributeurs pour les tout-petits et les enfants.
En 2010, le laboratoire de référence de l’Union européenne pour les métaux lourds dans les alimentations animale et humaine, EURL-HM, a couru une aptitude test, IMEP-107, pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans le riz, démontrant qu’il était possible de déterminer des iAs au riz avec suffisamment de précision, indépendamment de la méthode d’analyse utilisée4.
Plusieurs méthodes analytiques ont été validés pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans les denrées alimentaires. La Chine a été le premier pays à introduire dans sa législation une teneur maximale pour le service iAs dans le riz. Pour permettre la mise en œuvre de la législation, une méthode normalisée a été publiée en 2003 pour la détermination de la norme dite « abio-arsenic »5. Le Comité européen de normalisation (CEN), publié en 2008 une méthode normalisée, EN 15517:2008, pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans les algues,6. Les deux méthodes sont basées sur l’utilisation des conditions optimisées pour générer l’arsine qu’à partir de iAs. Dans ce chemin de séparation des espèces exotiques envahissantes d’autres espèces d’arsenic qui peuvent également générer des hydrures de l’arsenic n’est pas nécessaire. La décision définitive se faite par fluorescence atomique5 ou par spectrométrie d’absorption atomique de la génération de la hydrure, HG-AAS6. Toutefois, il est difficile de définir les conditions exactes pour générer l’hydrure d’arsenic sans subir d’interférence des autres composés de l’arsenic et de toutes les fractions de masse de iAs chez les algues a signalé à l’IMEP-112 (PT organisé par l’EURL-HM) obtient avec ces deux méthodes , ont été marqués comme non satisfaisant7. Espèce organique de l’arsenic, tels que l’acide monomethylarsonic (MMA), l’acide diméthylarsinique (DMA) et les arsénosucres présents dans les échantillons d’algues, peut générer des hydrures volatils trop et pourrait intervenir dans la détermination des espèces exotiques envahissantes, conduisant à un biais positif dans les résultats de8 .
CEN a publié récemment, une nouvelle méthode standard, EN 16802:2016, pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans les aliments d’origine marine et végétale à l’aide de HPLC-ICP-MS,9. Pas tous les laboratoires sont équipés de ce type d’instrumentation et méthodes non coûteux, simples sont nécessaires, en particulier dans les pays moins les infrastructures de laboratoire avancés.
En 2012, CEN a normalisé une méthode pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans les aliments des animaux par HG-AAS après extraction micro-ondes et hors ligne de séparation des espèces exotiques envahissantes par extraction en phase solide (SPE), EN 16278:201210. Cette méthode qui s’est avéré être en forme pour l’analyse des iAs dans l’alimentation pourrait n’ont pas la sensibilité requise pour déterminer des iAs dans les denrées alimentaires d’origine non marins, qui, selon l’EFSA, semble être les principaux contributeurs alimentaires en Europe3. Toutefois, le même groupe qui a développé et validé EN 16278:2012 testé et correctement appliquées et validé la méthode pour déterminer l’iAs en fruits de mer et de riz dans un essai collaboratif11,12.
Une autre méthode pour la détermination des espèces exotiques envahissantes dans les matrices alimentaires après extraction sélective des espèces exotiques envahissantes dans le chloroforme et davantage de quantification par PA-SAA, a été validée récemment par le Centre commun de recherche (CCR) dans un essai collaboratif13. La sélectivité de la méthode est meilleure que celle du PA-SAA direct et facile à mettre en œuvre ne nécessitant ne pas l’utilisation d’instruments sophistiqués tels que l’HPLC-ICP-MS. Dans ce manuscrit, la possibilité d’utiliser cette méthode pour déterminer les iAs dans un large éventail de matrices alimentaires : légumes, les céréales, les champignons et les aliments d’origine marine, a été évaluée. De plus, la performance des laboratoires qui a utilisé la méthode lors de tests d’aptitude organisés par l’EURL-HM et le CCR couvrant plusieurs matrices est décrite.
Une étape cruciale dans le protocole décrit est le nettoyage de la phase de chloroforme (étape 3.2) parce que n’importe quelle phase acide résidus restant dans la phase chloroformique conduira à surestimées iAs résultats puisque toutes les autres espèces d’arsenic dans l’échantillon sont présents dans l’acide phase. Cela est particulièrement important lors de l’analyse des échantillons marins en raison de la présence d’une multitude d’espèces organiques, ce qui pourraient expliquer la plus grande partie de la fraction massique de l’arsenic présente dans l’échantillon. L’utilisation d’une membrane hydrophobe de PTFE (3.3) est d’une importance primordiale. Si une émulsion se forme lors de l’extraction des espèces exotiques envahissantes dans le chloroforme, la vitesse de centrifugation (3.1) peut être augmentée. Autres approches traditionnelles afin d’éliminer les émulsions peuvent également être appliqués. Une autre étape critique est la minéralisation (étape 5.3). Le taux d’augmentation de température doit être strictement appliqué afin d’éviter des saillies qui permettrait de réduire le recouvrement iAs menant à une polarisation négative incontrôlée et pourraient être dangereuses pour l’analyste.
Comme déjà mentionné certains laboratoires ont utilisé la méthode évaluée à l’aide de ICP-MS au lieu de FI-HG-AAS. Dans ce cas l’étape de calcination (étape 5 dans le protocole) n’est pas nécessaire et la phase de HCl 1 M peut être introduite dans l’ICP-MS. Dans le cas de PA-SAA, en raison de sa limite de détection plus élevé, une étape de préconcentration qui élimine également les interférences possibles, est nécessaire.
Le pourcentage de résultats satisfaisants obtenus avec la méthode décrite dans cet article, avec ou sans les résultats rapportés pour les algues, est comparable à celle de l’HPLC-ICP-MS et supérieur à celui de PA-SAA. Cette dernière technique (PA-SAA) est largement disponible mais sujettes aux interférences des espèces l’arsenic organiques, en particulier dans les denrées alimentaires avec un mode de répartition des espèces complexes de l’arsenic. Le plus faible pourcentage de résultats satisfaisants caractérise ceux obtenus avec les « Autres méthodes », mais il faut garder à l’esprit qu’il couvre plusieurs approches analytiques, chacun d’entre eux représenté par une petite quantité de résultats, Figure 1. La méthode présentée dans cet article est une alternative à la plus sophistiquée/cher HPLC-ICP-MS, étant toujours caractérisée par un rendement similaire, même dans des matrices complexes. L’utilisation de techniques de trait d’Union, tels que l’HPLC-ICP-MS, nécessite souvent des opérateurs hautement qualifiés et infrastructures coûteuses. La méthode présentée dans cet article peut être implémentée par n’importe quel analyste une formation de base en chimie analytique.
Il y a quelques inconvénients principaux associés à la méthode. C’est fastidieux, puisque plusieurs étapes doivent être suivies afin d’isoler les iAs d’autres espèces d’arsenic et de concentré avant iAs jusqu’au niveau même sup-ppm. Elle implique l’utilisation du chloroforme. Il y a une tendance à éviter l’utilisation de composés chlorés dans les laboratoires, en raison des effets négatifs sur la santé qu’ils pourraient avoir. Néanmoins, si les bonnes pratiques de laboratoire sont conservés et les échantillons sont manipulés dans les hottes, les effets négatifs pourraient être évités. MMA interviendra dans la détermination des espèces exotiques envahissantes. Il faut garder à l’esprit lors de l’analyse des échantillons dans lesquels MMA pourrait être présent, tels que les algues, les poissons et les fruits de mer. Toutefois, le MMA est normalement présent en petites quantités qui seraient couverts par l’incertitude liée aux résultats obtenus pour le service iAs.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs remercient Dr F. Cordeiro du CCR pour les discussions utiles sur le traitement statistique des données. Laboratoires spécialisés dans l’analyse des espèces exotiques envahissantes dans les matrices biologiques qui ont fourni des résultats pour être utilisé comme valeur assignée dans PTs et les laboratoires qui ont participé aux PTs étudiés sont reconnus.
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 |