Технологические контаминанты – это химические вещества, которые не были намеренно добавлены в пищевой продукт, а образовались в нем во время технологической обработки, такой как нагрев, жарка, выпечка, копчение или ферментация. Контроль этих соединений является важным, поскольку некоторые из них могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
Раздел 5. Ключевые классы контаминантов. Технологические (процессные) контаминанты
3-МХПД (3-монохлорпропан-1,2-диол) и глицидиловые эфиры
3-монохлорпропан-1,2-диол (3-МХПД), 2-монохлорпропан-1,2-диол (2-МХПД) и их жирнокислотные эфиры, а также глицидиловые жирнокислотные эфиры (ГЭ) являются технологическими контаминантами, которые образуются преимущественно в рафинированных растительных маслах и жирах во время их высокотемпературной обработки (дезодорации). Они также могут содержаться в пищевых продуктах, изготовленных с использованием таких масел, например, в детских смесях, кондитерских изделиях, маргаринах. В пищеварительном тракте эфиры 3-МХПД и ГЭ гидролизуются до свободных 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола. Глицидол классифицируется как вероятный канцероген для человека (группа 2A по IARC), а 3-МХПД – как возможный канцероген (группа 2B по IARC) и имеет нефротоксическую и репродуктивную токсичность у животных. По данным RASFF (2024-2025), было зафиксировано 54 сообщения о превышении норм для этих соединений.
Регулирование в ЕС и Украине
В ЕС максимальные уровни для суммы 3-МХПД и его эфиров (выраженные как 3-МХПД) и для глицидиловых эфиров (выраженные как глицидол) установлены Регламентом (ЕС) 2023/915. Особое внимание уделено детскому питанию: Регламентом (ЕС) 2024/1003, который вносит изменения в Регламент 2023/915, с 1 января 2025 года устанавливаются значительно ниже ПДК для суммы 3-МХПД и его эфиров в порошкообразных (80 мкг/кг) и жидких (12 мкг/кг) детских смесях и продуктах для специальных медицинских целей для младенцев и детей раннего возраста. В Украине эти контаминанты регулируются Приказом Минздрава №368 (с изменениями №1238). Также, в 2024 году был принят приказ Минагрополитики № 3648 от 21.09.2024 о методах отбора образцов и лабораторных исследований, который включает 3-МХПД и устанавливает требования к LOQ: LOQ ≤ 0,4 ПДК или 15 мкг/кг жира для суммы 3-МХПД и его эфиров, и LOQ≤ 0.4 ПДК или 100 мкг/кг масла/жира для глицидиловых эфиров.
Стандартизированные методы анализа и чувствительность
Анализ 3-МХПД и ГЭ является сложной задачей, и методы их определения прошли значительную эволюцию:
- Изначально использовались методы на основе ВЭЖХ-МС для прямого определения глицидиловых эфиров (2012 г.), но они были сложными из-за большого количества аналитов (>80).
- Позже были разработаны косвенные методы (2015 г.), где все эфиры гидролизовали до свободных 3-МХПД и глицидола, которые затем дериватизировали и анализировали методом ГХ-МС. Эти методы были трудоемкими, длительными (реакции по 16 часов) и имели проблемы с точностью, поскольку глицидол часто рассчитывался опосредованно.
- Современные подходы базируются на прямом определении 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола (или их эфиров с последующим пересчетом) методом ГХ-МС/МС.
Ниже приведена эволюция стандартизированных методов
- ISO 18363-1:2015 (DGF C-VI 18 (10)): косвенный метод определения 3-МХПД и 2-МХПД путем щелочного омыления, дериватизации фенилборной кислотой и анализа ГХ-МС. Глицидол рассчитывается по разнице.
- ISO 18363-2:2018 (AOCS Cd 29b-13): непрямой метод определения 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола с кислотным трансетерифицированием.
- ISO 18363-3:2017 (AOCS Cd 29a-13): косвенный метод определения 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола с ферментативным гидролизом.
- ISO 18363-4:2021 (AOCS Official Method Cd 29d-20): прямой метод определения свободных 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола методом ГХ-МС/МС (трехквадрупольный детектор) после экстракции и очистки. Этот метод считается одним из наиболее точных и надежных на сегодня.
Аналитические вызовы
- Сложность пробоподготовки в косвенных методах, включающая многостадийные реакции (омыление, дериватизация).
- Продолжительность анализа в старых методах.
- Проблемы с точностью при косвенном определении глицидола.
- Необходимость использования специализированного оборудования (ГХ-МС/МС) для современных прямых методов.
Решения Thermo Scientific
Thermo Scientific в сотрудничестве с отраслевыми экспертами участвовала в разработке современных методов анализа 3-МХПД и ГЭ и предлагает автоматизированные решения на базе ГХ-МС/МС.
- Автоматизированная система на базе ГХ-МС/МС (TSQ 9610) с автосамплером TriPlus RSH: Это решение позволяет проводить прямое определение 3-МХПД, 2-МХПД и глицидола согласно современным стандартам (в соответствии с ISO 18363-4).
Преимущества:
- Прямое определение: обеспечивает высокую точность и надежность результатов.
- Скорость: время реакции для пробоподготовки сокращено до 12 минут (по сравнению с 16 часами в старых методах).
- Високая пропускная способность: возможность анализировать 40 образцов за 24 часа при прямом подключении системы пробоподготовки к ГХ-МС/МС, или до 80 образцов за 24 часа при использовании одной системы пробоподготовки для двух ГХ-МС/МС (с ручным переносом виал).
- Чувствительность: пределы количественного определения (LOQ) от 6 ppb, что соответствует требованиям для контроля на низких уровнях, в частности для детского питания.
- Полная автоматизация: автосамплер TriPlus RSH выполняет все этапы пробоподготовки (добавление реагентов, перемешивание, инкубация, экстракция, введение пробы в ГХ) без участия оператора. Оператору нужно только взвесить образец и поставить виалу в автосамплер. Это минимизирует человеческий фактор, повышает воспроизводимость и позволяет системе работать 24/7.
- Экономичность: хотя трехквадрупольный масс-спектрометр дороже одноквадрупольного, его использование оправдано, учитывая постоянное ужесточение регуляторных требований и снижение ПДК. Инвестиция в такую систему обеспечивает соответствие требованиям на много лет вперед.
Разработка прямого, автоматизированного метода ГХ-МС/МС для анализа 3-МХПД и глицидиловых эфиров, как тот, что предлагается Thermo Scientific, стала логичным ответом на существенные недостатки предыдущих подходов. Ранние методы, будь то ВЭЖХ-МС для прямого анализа эфиров, или косвенные методы с химическим преобразованием, были чрезвычайно сложными, требовали значительных затрат времени (реакции продолжительностью до 16 часов) и часто имели проблемы с точностью, особенно при косвенном расчете содержания глицидола. Это создавало острую потребность в более эффективных, быстрых и надежных аналитических решениях, пригодных для рутинного контроля большого количества образцов. Метод ISO 18363-4, разработанный при участии Thermo Scientific, использующий современный трехквадрупольный ГХ-МС/МС детектор в сочетании с полностью автоматизированной пробоподготовкой с помощью роботизированного автосамплера TriPlus RSH, кардинально решает эти проблемы. Он обеспечивает прямое и точное определение всех ключевых соединений (3-МХПД, 2-МХПД, глицидол), значительно сокращает общее время анализа и практически устраняет влияние человеческого фактора на этапе пробоподготовки. Это яркий пример того, как технологический прогресс в аналитическом приборостроении непосредственно способствует повышению эффективности и надежности контроля сложных технологических контаминантов в пищевых продуктах.
Акриламид
Акриламид – это органическое соединение, которое образуется естественным путем в крахмалистых пищевых продуктах во время их высокотемпературной обработки (жарка, выпекание, запекание при температуре выше 120°C) в результате реакции Майяра между аминокислотой аспарагином и редуцирующими сахарами. Наиболее высокие уровни акриламида обнаруживаются в таких продуктах, как картофельные чипсы, картофель фри, хлеб, печенье, крекеры, сухарики, кофе (обжаренные зерна и растворимый) и заменители кофе. Акриламид классифицируется как вероятно канцерогенное для человека вещество (группа 2A по IARC). По данным RASFF (2024-2025), было зафиксировано 34 сообщения о превышении индикативных уровней акриламида. Важно отметить, что были случаи выявления повышенного содержания акриламида в украинском печенье, которое экспортировалось в ЕС, что подчеркивает актуальность этого показателя для отечественных производителей.
Регулирование в ЕС и Украине
В ЕС контроль акриламида базируется на Регламенте Комиссии (ЕС) 2017/2158, который устанавливает меры по снижению содержания акриламида и индикативные уровни (benchmark levels) для различных категорий пищевых продуктов. Эти уровни не являются максимальными допустимыми, но служат ориентиром для операторов рынка для проверки эффективности мер по снижению и, в случае их превышения, требуют расследования причин и принятия корректирующих действий. Регламент (ЕС) 2023/915 непосредственно не устанавливает ПДК для акриламида, но ссылается на необходимость соблюдения принципов ALARA (As Low As Reasonably Achievable – настолько низко, насколько это обоснованно достижимо). В Украине, в 2024 году был принят приказ Минагрополитики № 3648 от 21.09.2024, устанавливающий требования к методам анализа акриламида и пределов количественного определения (LOQ). Предел обнаружения (LOD) должен составлять 0.3 LOQ. LOQ определяется как 0.4 ПДК.
Стандартизированные методы анализа и чувствительность
Основными методами определения акриламида в пищевых продуктах является жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией (РХ-МС/МС) (ДСТУ EN 16618:2022 и ДСТУ EN ISO 18862:2022) или газовая хроматография с масс-спектрометрией (ГХ-МС) (ДСТУ CEN/TS 17083:2022 или ДСТУ EN ISO 18862:2022). Чувствительность методов должна быть достаточной для определения акриламида на уровнях, значительно ниже индикативных.
Аналитические вызовы
Наибольшим вызовом при анализе акриламида является сложная и трудоемкая пробоподготовка. Она обычно включает несколько этапов: экстракция (часто водой или смесью растворителей), очистка экстракта с помощью твердофазной экстракции (ТФЭ) для удаления матричных компонентов, концентрирование экстракта путем выпаривания и перерастворения в соответствующем растворителе перед введением в хроматографическую систему.
Решения Thermo Scientific
Thermo Scientific предлагает надежные решения для анализа акриламида, обеспечивающие необходимую чувствительность и точность.
- РХ-МС/МС системы (например, TSQ Quantis Plus): Thermo Scientific разработала и описала методики для определения акриламида с помощью жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией, которые демонстрируют превосходную чувствительность для различных сложных матриц, таких как картофельные чипсы, кофе и детское питание. Эти методы позволяют достичь пределов количественного определения, соответствующих регуляторным требованиям.
Ключевое преимущество: Обеспечение высокой чувствительности и селективности, необходимых для точного количественного определения акриламида на низких уровнях в сложных пищевых матрицах, что является критическим для соблюдения индикативных уровней и мер по снижению.
Актуальность контроля акриламида, особенно в экспортно-ориентированных продуктах (например, украинское печенье, где были зафиксированы превышения), в сочетании со сложностью его анализа, подчеркивает острую потребность в надежных и высокочувствительных масс-спектрометрических решениях. Поскольку Украина имела случаи несоответствия европейским нормам по акриламиду при экспорте, а пробоподготовка для этого аналита является многоэтапной и требует значительных усилий, лабораториям нужны не просто аналитические приборы, а комплексные, хорошо отработанные методики. Эти методики должны включать оптимизированные протоколы пробоподготовки, которые минимизируют потери аналита и эффективно удаляют матричные помехи, а также высокочувствительные детекторы, способные надежно определять акриламид на установленных уровнях. Решения Thermo Scientific для РХ-МС/МС, обеспечивающие необходимую чувствительность и надежность, становятся важным инструментом для производителей, которые стремятся не только соответствовать европейским нормам, но и активно управлять уровнями акриламида в своей продукции, тем самым избегая проблем при экспорте и обеспечивая безопасность потребителей.
Автор статьи
Читайте продолжение: Ключевые классы контаминантов. Стойкие органические загрязнители (СОЗ)