Рус
Укр Eng Рус

Раздел 6. Современные требования к показателям пищевой безопасности: гармонизация законодательства Украины и ЕС

Раздел 6. Ключевые классы контаминантов. Стойкие органические загрязнители (СОЗ)

Стойкие органические загрязнители (СОЗ) – это группа химических веществ, характеризующихся высокой устойчивостью к разложению в окружающей среде, способностью к биоаккумуляции в живых организмах и трансграничному переносу на большие расстояния. Многие из них являются токсичными для человека и дикой природы.

Диоксины и полихлорированные бифенилы (ПХБ)

Диоксины (полихлорированные дибензо-п-диоксины, ПХДД) и фураны (полихлорированные дибензофураны, ПХДФ), а также диоксин-подобные полихлорированные бифенилы (дл-ПХБ) являются высокотоксичными соединениями, образующимися как побочные продукты различных промышленных процессов (например, металлургия, производство целлюлозы, сжигание отходов) и природных явлений (лесные пожары, извержения вулканов). Они повсеместно распространены в окружающей среде, устойчивы к разложению и обладают способностью накапливаться в пищевых цепях, преимущественно в жировых тканях животных и рыбы. Соответственно, основной путь поступления диоксинов и дл-ПХБ в организм человека – это потребление загрязненных пищевых продуктов животного происхождения (мясо, рыба, молоко и молочные продукты) и растительных масел. Из более 400 известных диоксиноподобных соединений только 29 (7 ПХДД, 10 ПХДФ и 12 дл-ПХБ) признаны токсичными и подлежат контролю. Система RASFF (2024-2025) зафиксировала 40 сообщений о превышении норм для этих контаминантов. Также контролируются недиоксин-подобные ПХБ (ндл-ПХБ), в частности сумма шести индикаторных конгенеров (ICES-6).

Регулирование в ЕС и Украине

В ЕС максимальные уровни для диоксинов, суммы диоксинов и дл-ПХБ (выраженные в токсичных эквивалентах, ТЭ), а также для суммы ндл-ПХБ установлены Регламентом (ЕС) 2023/915. Этот регламент обновил предыдущие нормы, в частности, расширил перечень контролируемых продуктов (добавлено мясо лошади, кролика, дикого кабана, диких птиц, печень и продукты переработки дичи) и снизил ПДК для молока и молочных продуктов. В Украине эти контаминанты регулируются Приказом Минздрава №368 (с изменениями №1238). В 2024 году был принят Приказ об утверждении методов отбора образцов и лабораторных исследований для определения уровней диоксинов, диоксин-подобных ПХБ и недиоксин-подобных ПХБ. Этот документ, гармонизированный с Регламентом Комиссии (ЕС) 2017/644, который устанавливает требования к методам отбора проб и анализа. Важной особенностью является то, что результаты анализа диоксинов и дл-ПХБ должны выражаться в токсических эквивалентах (ТЭ) относительно наиболее токсичного конгенера 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксина (2,3,7,8-ТХДД), используя коэффициенты токсической эквивалентности (TEF), установленные ВОЗ.

Регламент (ЕС) 2017/644 определяет критерии для скрининговых и подтверждающих методов анализа:

  • Скрининговые методы: могут быть биоаналитическими или физико-химическими (ГХ-МС/МС). Они используются для отбора проб с подозрением на превышение ПДК или предельных уровней срабатывания (action levels).
  • Подтверждающие методы: позволяют однозначную идентификацию и количественное определение конгенеров. Традиционно это газовая хроматография с масс-спектрометрией высокого разрешения (ГХ-ВРМС) на магнитно-секторных приборах. Однако Регламент 2017/644 (как и его предшественник 589/2014) позволяет использовать ГХ-МС/МС (трехквадрупольную) для подтверждения соответствия или несоответствия ПДК, при условии соблюдения строгих критериев эффективности.

Стандартизированные методы анализа и чувствительность

  • EN 16215:2012 “Корма для животных. Определение диоксинов и диоксин-подобных ПХБ методом ГХ/ВРМС и ПХБ индикаторов методом ГХ/ВРМС”. Этот стандарт касается кормов, но принципы анализа подобные.
  • Методы, описанные в Регламенте (ЕС) 2017/644, фактически являются стандартизированными процедурами для официального контроля.
  • Методы EPA США (например, EPA Method 1613B для диоксинов/фуранов) также широко используются как референтные.

Аналитические вызовы

  1. Чрезвычайно низкие концентрации: ПДК для диоксинов и дл-ПХБ установлены на уровне пикограммов (10-12 г) или даже фемтограммов (10-15 г) на грамм жира, что требует сверхвысокой чувствительности аналитического оборудования.
  2. Сложная пробоподготовка: анализ включает многоэтапную и трудоемкую пробоподготовку: экстракцию жира из образца, многоколонковую жидкостно-хроматографическую очистку для удаления интерферирующих соединений и фракционирование на ПХДД/ПХДФ и ПХБ, концентрирование экстрактов.
  3. Разделение конгенеров: необходимо обеспечить четкое хроматографическое разделение токсичных и нетоксичных конгенеров, особенно изомеров с близкими временами удержания.
  4. Идентификация и количественное определение: требует высокой селективности и точности масс-спектрометрического детектирования. ГХ-МС/МС (трехквадрупольная) может иметь ограничения в разделении изобарных соединений (соединения с одинаковой номинальной массой, но разной точной массой), что важно для однозначного подтверждения, поскольку в диапазон масс, соответствующий целевому аналиту (ширина окна около 0.5 а.е.м.), могут попадать другие соединения. ГХ-ВРМС (магнитно-секторная или Orbitrap) обеспечивает разделение таких соединений благодаря значительно более высокому разрешению (разница в массах на уровне тысячных или десятитысячных а.е.м.).
  5. Стоимость и сложность оборудования: ГХ-ВРМС системы являются дорогостоящими в приобретении и эксплуатации, требуют высококвалифицированного персонала.

Решения Thermo Scientific

Thermo Scientific является мировым лидером в разработке и производстве оборудования для анализа диоксинов и ПХБ, предлагая полный спектр решений от пробоподготовки до анализа и обработки данных.

  1. DFS™ Magnetic Sector GC-HRMS: это “золотой стандарт” для анализа диоксинов и СОЗ. Обеспечивает высочайшую чувствительность, селективность и соответствие всем официальным методам (US EPA, EU, JIS). Ключевые преимущества: Максимальная надежность и точность для подтверждающих анализов, особенно для государственных контролирующих лабораторий и референтных центров. Высокая надежность, возможность работы с различными матрицами. Уникальные технологии, такие как возможность замены ионного источника без разгерметизации вакуума и документирования разрешения для каждого анализа.
  2. GC-MS/MS (TSQ™ 9610 с AEI источником): Thermo Scientific предлагает готовое решение Dioxin Analyzer на базе трехквадрупольных ГХ-МС/МС систем. Эти системы разрешены Регламентом ЕС 2017/644 для подтверждения соответствия ПДК и являются более доступной альтернативой магнитно-секторным приборам. Ключевые преимущества: Высокая чувствительность благодаря инновационному источнику AEI, что позволяет достигать необходимых пределов количественного определения. Значительно проще эксплуатация и ниже стоимость владения по сравнению с магнитно-секторными системами. Готовое решение “Dioxin Analyzer” включает методики, стандарты, программное обеспечение для расчета ТЭ и отчетности, что упрощает внедрение.
  3. GC-HRMS (Orbitrap Exploris™ GC): для исследовательских лабораторий, которые нуждаются в высоком разрешении и гибкости для нецелевого скрининга и идентификации неизвестных соединений, системы ГХ-ВРМС на базе технологии Orbitrap являются отличным выбором. Ключевые преимущества: Сочетают высокое разрешение и точность масс, характерные для ВРМС, с преимуществами современных орбитальных ловушек, предоставляя широкие возможности для исследований.
  4. Системы пробоподготовки:
  • Ускоренная экстракция растворителями (Thermo Scientific™ ASE™): сокращает время экстракции жира из образцов с нескольких часов до 20-30 минут, уменьшает использование растворителей и позволяет автоматизировать процесс для повышения производительности.
  • Автоматические системы очистки (например, от компании LCTech, с которой сотрудничает Thermo Fisher Scientific): полностью автоматизируют многостадийную колонковую очистку экстрактов, что является критически важным для удаления интерференций перед анализом диоксинов. Системы могут обрабатывать один или несколько образцов (до 16) последовательно.
  • Центрифужные выпариватели: обеспечивают быстрое и безопасное концентрирование очищенных фракций перед введением в ГХ-МС систему, минимизируя потери летучих аналитов.
  1. Программное обеспечение (Thermo Scientific™ Chromeleon™ CDS): предоставляет специализированные инструменты для управления последовательностью анализов, контроля качества, автоматического расчета концентраций на основе изотопного разведения, расчета токсичных эквивалентов (ТЭ) и формирования отчетов в соответствии с регуляторными требованиями.

Выбор между ГХ-МС/МС и ГХ-ВРМС (магнитно-секторным или Orbitrap) для анализа диоксинов является сложным решением, которое зависит от ряда факторов. Хотя Регламент ЕС 2017/644 официально разрешил использование ГХ-МС/МС для подтверждения соответствия ПДК, что сделало эту технологию более доступной для широкого круга лабораторий, магнитно-секторные системы, такие как Thermo Scientific DFS, остаются «золотым стандартом» по абсолютной чувствительностью и соответствием всем существующим официальным методам. Они незаменимы для арбитражных анализов и для лабораторий, стремящихся к высокому уровню достоверности. Однако, их высокая стоимость и сложность эксплуатации являются существенными ограничениями. Решение на базе трехквадрупольных ГХ-МС/МС, например Thermo Scientific TSQ 9610 Dioxin Analyzer, предлагают привлекательный компромисс: они обеспечивают достаточную чувствительность для контроля установленных ПДК, значительно проще в эксплуатации и имеют более низкую общую стоимость владения.

Это делает их оптимальным выбором для многих рутинных лабораторий. Системы ГХ-ВРМС на базе технологии Orbitrap, такие как Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC, предоставляют уникальные возможности для исследовательских задач, сочетая высокое разрешение с гибкостью для нецелевого анализа, но их стоимость и специфика могут быть избыточными для чисто рутинного мониторинга ПДК. Таким образом, лаборатория должна тщательно оценить свои потребности: объемы анализов, необходимость проведения исследований нецелевых соединений, бюджетные ограничения, наличие квалифицированного персонала и регуляторные требования, применяемые к ее деятельности, прежде чем выбирать конкретную аналитическую платформу. Важно, что Thermo Scientific предлагает передовые решения для каждого из этих сценариев, позволяя лабораториям любого уровня оснащенности эффективно решать задачи контроля диоксинов и ПХБ.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – это большая группа органических соединений, образующихся при неполном сгорании органических материалов (древесина, уголь, нефть, табак) или во время пиролиза. В пищевые продукты ПАУ могут попадать из окружающей среды (загрязненный воздух, вода, почва) или образовываться непосредственно во время технологической обработки, такой как копчение, жарка, гриль, сушка и выпечка. Некоторые ПАВ являются известными канцерогенами и мутагенами. Бенз(а)пирен является наиболее изученным и часто используемым индикатором загрязнения ПАУ. Система RASFF фиксирует значительное количество сообщений о превышении норм для ПАУ.

Регулирование в ЕС и Украине 

В ЕС максимальные уровни для ПАВ в пищевых продуктах установлены Регламентом (ЕС) 2023/915. Контролю подлежит содержание бенз(а)пирена отдельно, а также сумма четырех ПАВ (ПАВ4): бенз(а)пирен, хризен, бенз(а)антрацен и бенз(b)флуорантен. ПДК установлены для широкого круга продуктов, включая масла и жиры, копченое мясо и рыбу, продукты переработки зерна, детское питание, пищевые добавки, специи и травы. В Украине эти контаминанты регулируются Приказом Минздрава №368 (с изменениями №1238). Также, приказ Минагрополитики № 3648 от 21.09.2024 о методах отбора образцов для определения микроэлементов и загрязняющих веществ в пищевых продуктах, гармонизирует Регламент ЕС 333/2007, устанавливает очень жесткие требования к методам анализа ПАВ: предел количественного определения (LOQ) должен быть менее 0.9 мкг/кг для каждого из четырех веществ ПАВ4, а предел детектирования (LOD) – менее 0.3 мкг/кг.

Стандартизированные методы анализа и чувствительность

Для масел и жиров:

  • ДСТУ EN ISO 22959:2017 (EN ISO 22959:2009) “Жиры и масла животные и растительные. Определение содержания полициклических ароматических углеводородов методом жидкостной хроматографии высокой эффективности с флуоресцентным детектированием и очисткой на колонке с донорно-акцепторным комплексом в режиме он-лайн”. Этот метод предусматривает автоматизированную он-лайн очистку образца на специальной колонке DACC (донорно-акцепторная хроматография) с последующим ВЭЖХ-ФЛД анализом. LOQ составляет 0.1 мкг/кг для индивидуальных ПАВ.
  • Существуют также более старые ДСТУ на основе ВЭЖХ-ФЛД и ГХ-МС.

 

Для других пищевых продуктов:

  • EN 16619 “Пищевые продукты. Определение бенз(а)пирена, бенз(а)антрацена, хризена и бенз(b)флуорантена в пищевых продуктах методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС)
  • Также используются методы ВЭЖХ-ФЛД. Чувствительность методов ГХ-МС и ВЭЖХ-ФЛД для пищевых продуктов является сопоставимой.

Аналитические вызовы

  1. Очень низкие ПДК и требования к LOQ/LOD: Это требует высокочувствительных методов детектирования и тщательной пробоподготовки для минимизации фоновых помех.
  2. Сложная пробоподготовка: Особенно для твердых матриц, может включать многоэтапную экстракцию, очистку на различных сорбентах (например, силикагель, оксид алюминия, флоризил) или гель-проникающую (эксклюзионную) хроматографию, что является трудоемким и дорогостоящим.
  3. Летучесть некоторых ПАВ: Возможны потери легких ПАВ на этапах выпаривания растворителей.

Решения Thermo Scientific

Thermo Scientific предлагает современные и автоматизированные решения для анализа ПАВ, отвечающие самым строгим требованиям.

1.Автоматизованная система ВЕРХ-ФЛД на базе Thermo Scientific™ Vanquish Core  с насосом Dual Pump (согласно ISO 22959). Это уникальное решение для анализа ПАВ в маслах и жирах.

Принцип работы: Система использует запатентованный насос Dual Pump, который обеспечивает две независимые линии растворителей. Одна линия используется для автоматической он-лайн очистки образца масла на колонке DACC (размещенной в термостате с клапанами-переключателями), где ПАВ удерживаются благодаря специфическому взаимодействию, а основная масса масла проходит сквозь. Затем, путем переключения клапанов и изменения потока, удержанные ПАВ элюируются на аналитическую ВЭЖХ колонку для разделения и детектируются флуоресцентным детектором.

Ключевые преимущества:

  • Полная автоматизация: От ввода образца до получения результата, что минимизирует ручной труд и человеческий фактор.
  • Високая эффективность : Он-лайн DACC обеспечивает эффективное удаление матричных компонентов масла.
  • Экономия времени и расстворителей: Общее время анализа (включая пробоподготовку) составляет около 80 минут. Значительно уменьшаются расходы растворителей и лабораторной посуды по сравнению с классическими методами пробоподготовки.
  • Надежность и воспроизводительнось: Автоматизация обеспечивает высокую воспроизводимость результатов. Система может работать 24/7.

2.ГХ-МС системы (например TSQ 7610) на основе EN 16619: Для анализа ПАВ в широком спектре пищевых продуктов (кроме масел).

Ключевые преимущества: Высокая чувствительность и селективность ГХ-МС позволяют определять до 15 ключевых ПАВ (включая основные 4 ПАВ и другие) на уровнях, соответствующих регуляторным требованиям. Обеспечивает лучшую чувствительность для некоторых матриц по сравнению с ВЭЖХ-ФЛД.

Чрезвычайно низкие регуляторные лимиты для ПАВ, особенно для бенз(а)пирена и суммы ПАВ, в сочетании с жесткими требованиями к пределам количественного определения и детектирования (<0.9 и <0.3 мкг/кг соответственно), делают анализ этих контаминантов настоящим вызовом. Традиционные методы пробоподготовки, часто включающие трудоемкие и многостадийные процедуры экстракции и очистки, являются не только времязатратными, но и источником потенциальных ошибок и потерь аналитов. В этом контексте, автоматизированные решения, такие как система Thermo Scientific ВЭЖХ-ФЛД с он-лайн DACC очисткой для анализа масел (на базе ISO 22959), становятся особенно привлекательными. Такая система кардинально меняет подход к анализу, интегрируя этап очистки непосредственно в аналитический цикл. Это не только минимизирует ручной труд и связанные с ним риски, но и существенно сокращает общее время анализа на один образец, уменьшает расходы дорогих растворителей и лабораторной посуды. Несмотря на более высокую начальную стоимость такого оборудования, для лабораторий, регулярно анализирующих большое количество образцов масел и жиров на содержание ПАВ, экономическая выгода достигается за счет повышения производительности, снижения операционных расходов и обеспечения стабильно высокого качества результатов.

Автор статьи

Марія Пасєкова

Мария Пасекова

руководитель отдела хроматографии ООО «АЛТ Украина»

Специализация: аналитическое оборудование, хроматография, масс-спектрометрия.

Будьте в курсе новостей

    A