Журнал аналитической химии, 2019, T. 74, № 7-app, стр. 48-56
Экспресс-идентификация и определение N-нитрозаминов в пищевых продуктах методом ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии–квадруполь-времяпролетной масс-спектрометрии высокого разрешения по точным массам протонированных молекул
В. Г. Амелин 1, 2, *, Д. С. Большаков 1
1 Федеральный центр охраны здоровья животных
600901 Владимир, мкрн. Юрьевец, Россия
2 Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
600000 Владимир, ул. Горького, 87, Россия
* E-mail: amelinvg@mail.ru
Поступила в редакцию 10.06.2018
После доработки 18.01.2019
Принята к публикации 18.01.2019
Аннотация
Предложен способ экспресс-идентификации и определения семи N-нитрозаминов в пищевых продуктах методом ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с квадруполь-времяпролетной масс-спектрометрией высокого разрешения. Диапазоны определяемых содержаний N-нитрозаминов составили от 0.001–5 до 2–100 нг/мл для жидких (вода, пиво) и от 2–50 до 4–100 нг/г для твердых (мясо, рыба, мидии, солод, зерно, колбаса, сосиски, сардельки) продуктов. Пределы обнаружения составили 0.0005–2 нг/мл, 2–5 нг/г для жидких и твердых продуктов соответственно. Степень извлечения аналитов – от 62 до 105%. Оценен матричный эффект при определении N-нитрозаминов в объектах различной природы. Матричный эффект незначителен (≤20%) при определении N-нитрозаминов в воде и значителен для пива, мясных продуктов, зерна, солода и рыбы (>20%). Предложена методика экспресс-идентификации и определения N-нитрозаминов методом стандартной добавки и с использованием матричной градуировки. Относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышает 0.17. Продолжительность идентификации проб 40 мин, определение обнаруженных аналитов занимает 1–1.5 ч.
Большинство N-нитрозаминов (НА) обладает выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами и включены в списки приоритетных загрязнителей объектов окружающей среды и пищевых продуктов во многих странах. В соответствии с Техническим регламентом Таможенного Союза “О безопасности пищевой продукции” (ТР ТС 021/2011) максимально допустимый уровень (МДУ) нитрозаминов во всех видах рыбной продукции и морских млекопитающих (в том числе сушеной продукции) составляет 0.003 мг/кг; в мясных консервах из мяса птицы с добавлением нитрита натрия, консервах из субпродуктов (в том числе паштетных) – 0.002 мг/кг; в пивоваренном солоде – 0.015 мг/кг; в жире-сырце, шпике свином и продуктах из них – 0.002 мг/кг; в пиве – 0.003 мг/кг [1].
В отличие от многих других токсикантов, остаточные количества которых могут присутствовать в пищевой продукции и оказывать значительный вред здоровью человека (микотоксины, пестициды, полициклические ароматические углеводороды), задача определения НА по своему нормативно-методическому обеспечению является недостаточно проработанной для повсеместного внедрения и использования в испытательных лабораториях, проводящих рутинные исследования на показатели безопасности пищевой продукции. Поэтому разработка новых более совершенных методик определения НА – весьма актуальная задача аналитической химии продовольственного сырья и пищевых продуктов.
В настоящее время методики определения НА можно разделить на две группы: первая группа включает методики определения производных НА, как правило, методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии; вторая группа – методики определения немодифицированных НА методами газожидкостной хроматографии (ГЖХ) (реже ВЭЖХ).
Первая группа методов в силу увеличения числа стадий пробоподготовки и ужесточения требований к чистоте конечного экстракта является более трудоемкой. Утвержденные в Российской Федерации методические указания [2] основаны на выделении летучих НА путем перегонки с водяным паром или в вакууме, экстракции дихлорметаном НА из водного дистиллята, концентрировании экстракта, денитрозировании НА бромоводородом в уксусной кислоте, алкилировании аминов 8-метокси-5-хинолинсульфонилазиридином, разделении и полуколичественном определении флуоресцирующих 8-метокси-5-[N-(2-N-диэтиламино)]хинолинсульфонамидных производных в тонком слое силикагеля. Разработаны методики ВЭЖХ-определения НА в продовольственном сырье и пищевых продуктах с флуориметрическим [3–5] и УФ-детектированием [6]. Особенность методик [3–5] – высокая концентрационная чувствительность детектирования остаточных количеств НА, обусловленная природой флуориметрических методов анализа: пределы обнаружения достигают 0.075–0.08 нг/г [3] и 0.01–0.07 нг/г [5]. Для получения производных соответствующих аминов (продуктов денитрозирования НА) используют, как правило, 5-(диметиламино)нафталин-1-сульфохлорид (дансилхлорид) [3, 4]. Следует отметить, что подобные работы описывают определение небольшого числа НА, несмотря на то, что в пищевых продуктах могут содержаться остаточные количества НА различной природы [7, 8].
Вторая группа методов является приоритетной, поскольку требует меньших манипуляций с анализируемым образцом. Для идентификации и количественного определения НА все чаще применяют ГЖХ с термоэнергетическим, пламенно-ионизационным (ПИД) [9, 10] и масс-спектрометрическим (МС) детектированием [7, 11–13]. Невысокая стоимость ПИД делает подобные разработки более доступными для исследовательских лабораторий, однако методики недостаточно чувствительны к летучим НА с низкой молекулярной массой.
Ввиду сложного состава матрицы пищевых продуктов и низких концентраций в них НА необходимы процедуры концентрирования пробы и очистки полученного экстракта [7, 8]. Для извлечения НА из жидких проб (кровь, вода и т.д.) используют твердофазную (ТФЭ) или жидкостно-жидкостную экстракцию (ЖЖЭ), твердофазную микроэкстракцию [7, 13, 14]. N-нитрозамины извлекают из проб пищевых продуктов в основном перегонкой с водяным паром, затем используют ЖЖЭ слабо полярными органическими растворителями (обычно дихлорметаном) и ТФЭ [14]. Из пищевых продуктов НА также извлекают экстракциией с микроволновым нагревом в сочетании с дисперсионной жидкостно-жидкостной [11, 12] и твердофазной микроэкстракцией (используют углеродные молекулярные сита) [14]. Подобные методы позволяют существенно сократить продолжительность подготовки пробы, однако масса навески (обычно 1 г), подвергаемая микроволновому разложению, накладывает дополнительные требования к коэффициенту концентрирования пробы, который должен быть достаточным для детектирования аналитов на уровне МДУ.
Значительный интерес представляет определение немодифицированных НА с использованием ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии с МС-детектированием (УВЭЖХ–МС) [15, 16]. В указанных работах представлены методики определения НА в питьевых и сточных водах с применением метода ТФЭ для концентрирования и очистки пробы. Перспективность развития таких методик обусловлена особенностями метода УВЭЖХ–МС, к которым можно отнести высокую концентрационную чувствительность, высокую селективность определения аналитов различных классов и низкий расход токсичных растворителей.
Анализ литературы показывает, что в настоящее время отсутствуют простые скрининговые методики, позволяющие быстро идентифицировать НА в пищевых продуктах. Кроме того, существующие методики определения НА весьма трудоемки, многостадийны и зачастую требуют перевода целевых компонентов в подходящую для чувствительного детектирования форму.
В данной работе предлагается простая методика экспресс-идентификации и определения N-нитрозаминов в пищевых продуктах методом УВЭЖХ с детектированием квадруполь-времяпролетной МС высокого разрешения по точным массам протонированных молекул.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Аппаратура. Использовали ультравысокоэффективный жидкостный хроматограф UltiMate 3000 (Thermo Scientific, США) в сочетании с квадруполь-времяпролетным масс-спектрометрическим детектором maXis 4G и ионизацией электрораспылением в устройстве ionBooster (Bruker Daltonics, Германия). Разделение проводили на колонках 30 × 2.1 мм, 50 × 2.1 мм, 100 × 2.1 мм AC-QUITY UPLC® BEN C18, 50 × 2.1 мм ACQUITY UPLC® Shield RP18, 50 × 2.1 мм ACQUITY UPLC® Phenyl (1.7 мкм) (Waters, США), 50 × 2.1 мм Acclaim™ 120 C18 (2.2 и 3.0 мкм) (Thermo Scientific, США) в режиме градиентного элюирования.
Применяли весы аналитические Sartorius TE214S I специального класса точности (Sartorius, Германия), центрифугу MPW-260R (MPW Med. Instruments, Польша), ножевую мельницу Grindomiks GM200 (Retch, Германия), роторный испаритель Buchi (Германия), мембранные фильтры Corning®, 0.20 мкм (Германия).
Реактивы. Использовали стандартный раствор (2 мг/мл) смеси нитрозаминов в дихлорметане EPA 521 Nitrosamine Mix (Supelco Analytical, США), состоящей из N-нитрозометилэтиламина (НМЭА), N-нитрозодибутиламина (НДБА), N-нитрозодипропиламина (НДПА), N-нитрозодиэтиламина (НДЭА), N-нитрозодиметиламина (НДМА), N-нитрозопиперидина (НПП) и N-нитрозопирролидина (НПР).
Использовали CCl4, C2H2Cl4, CHCl3 (Sigma-Aldrich, США); СH2Cl2 (Scharlab S.L., Испания); CH3OH (Fisher Chemical, Германия).
Идентификация и определение. Для идентификации нитрозаминов по полученным хроматограммам использовали программный продукт DataAnalysis-4.1, TargetAnalysis (Bruker Daltonics, Германия), для составления картины изотопного распределения аналитов – IsotopePattern (Bruker Daltonics, Германия). Неизвестную концентрацию аналита в пробе определяли по матричной градуировке каждого из исследуемых продуктов или рассчитывали методом стандартной добавки по формуле:
Оценка матричного эффекта. Для оценки матричного эффекта (МЭ) использовали площади хроматографических пиков аналитов с концентрацией 5 и 50 нг/г, полученные в условиях анализа экстракта из анализируемого продукта, не содержащего исследуемых соединений, и деионированной воды. Расчет МЭ проводили по формуле:
Степень извлечения устанавливали на уровне концентраций для воды 0.001 и 1 нг/мл, для пива 3 и 50 нг/мл, для мяса, рыбы, мидий, солода, зерна, колбасы, сосисок, сарделек 5 и 50 нг/г. Степени извлечения (R) рассчитывали по формуле:
где Х – найденное значение массовой концентрации аналита в образце, нг/г (мл); Х0 – истинное значение массовой концентрации аналита в образце, нг/г (мл).Условия хроматографического разделения и детектирования. Подвижная фаза состояла из 0.1%-ной муравьиной кислоты в воде (А) и 0.1%-ной муравьиной кислоты в ацетонитриле (В). Осуществляли градиентное элюирование: 0 мин – 5% В, 0.5 мин – 5% В, 2 мин – 50% В, 5 мин – 100% В, 6 мин – 5% В, 8 мин – 5% В. Расход подвижной фазы 0.4 мл/мин. Оптимальная температура термостата хроматографической колонки 50°С, объем вводимой пробы 50 мкл. Температура термостата автоматического дозатора 10°С.
Использовали ионизацию электрораспылением в устройстве ionBooster (Bruker Daltonics, Германия). Установлены следующие оптимальные значения параметров: напряжение на щите капилляра 400 В, на капилляре 1000 В, давление газа-распылителя азота 4.76 атм, поток газа-осушителя азота 6 л/мин, температура газа-осушителя азота 200°С, газа-испарителя азота 250 л/ч, температура газа-испарителя азота 250°C.
Диапазон регистрируемых масс ионов 50–300 Да. Для калибровки использовали раствор формиата натрия 10 мМ в смеси вода–изопропанол (1 : 1) в интервале хроматографирования 7.5–8 мин.
Пробоподготовка. Пиво. В центрифужную пробирку емк. 15 мл отбирали 5 мл пива, добавляли 5 мл дихлорметана (ДХМ), встряхивали вручную в течение 5 мин, центрифугировали 5 мин при 2700 об./мин, экстракт переносили в колбу для упаривания. Данную операцию повторяли дважды. Объединенные экстракты упаривали на роторном испарителе при 10–15°С досуха. К остатку прибавляли 50 мкл ацетонитрила и 950 мкл воды и тщательно перемешивали. Полученный раствор фильтровали через мембранный фильтр в микрофлакон и хроматографировали.
Вода. В делительную воронку емк. 200 мл помещали 100 мл исследуемой воды, добавляли 10 мл ДХМ и экстрагировали в течение 5 мин, экстракт переносили в колбу для упаривания. Данную операцию повторяли дважды. Объединенные экстракты упаривали на роторном испарителе при 10–15°С досуха. К остатку прибавляли 50 мкл ацетонитрила и 950 мкл воды и тщательно перемешивали. Полученный раствор фильтровали через мембранный фильтр в микрофлакон и хроматографировали.
Колбаса, сосиски, сардельки, мидии, мясо, рыба, зерно, солод. Навеску измельченного исследуемого образца массой 2.0 г помещали в центрифужную пробирку емк. 50 мл, добавляли 10 мл ДХМ и выдерживали на ультразвуковой ванне 15 мин, затем центрифугировали 5 мин при 2700 об./мин. Данную операцию повторяли дважды, объединяя экстракты в колбу для упаривания. Экстракт упаривали на роторном испарителе при 10–15°С досуха. К остатку прибавляли 50 мкл ацетонитрила и 950 мкл воды и тщательно перемешивали. Полученный раствор фильтровали через мембранный фильтр в микрофлакон и хроматографировали.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Оптимизация условий анализа. Выбор колонки. Оценивали свойства следующих колонок: 30 × × 2.1 мм, 50 × 2.1 мм, 100 × 2.1 мм ACQUITY UPLC® BEN C18, 50 × 2.1 мм ACQUITY UPLC® Shield RP18, 50 × 2.1 мм ACQUITY UPLC® Phenyl (все с диаметром зернения 1.7 мкм), 50 × 2.1 мм Acclaim™ 120 C18, диаметр зернения 2.2 мкм и 3.0 мкм (Thermo Scientific, США). Установлено, что использование любых из перечисленных колонок не приводит к существенному изменению разрешения и эффективности разделения нитрозаминов. Продолжительность анализа (разделение + кондиционирование) на колонках длиной 5 см составила 10 мин, на колонке 3 см – 8 мин. Колонка 30 × 2.1 мм, ACQUITY UPLC® BEN C18 выбрана для дальнейших исследований.
Выбор подвижной фазы. Использовали воду, ацетонитрил и метанол без добавок и с добавками муравьиной кислоты и формиата аммония. В качестве оптимального выбрали следующий вариант: А – 0.1%-ный водный раствор муравьиной кислоты, В – 0.1%-ный ацетонитрильный раствор муравьиной кислоты. Добавки формиата аммония и использование метанола в качестве подвижной фазы не приводит к существенному увеличению хроматографических пиков аналитов.
Расход подвижной фазы и градиент подбирали таким образом, чтобы исследуемые аналиты распределялись по времени удерживания от 0.5 до 6 мин. Лучшие результаты получили при расходе подвижной фазы 0.4 мл/мин и градиенте: 0 мин – 5% В, 0.5 мин – 5% В, 2 мин – 50% В, 5 мин – 100% В, 6 мин – 5% В, 8 мин – 5% В. В результате продолжительность разделения составила 6 мин, и после кондиционирования колонки в течение 2 мин переходили к следующему анализу. Общая продолжительность хроматографирования одной пробы составила 8 мин.
Выбор температуры, объема пробы. Варьировали температуру термостата хроматографической колонки (30, 40, 50 и 60°С) и объем вводимой пробы (5, 10, 20, 50, 60 и 100 мкл). Установлено, что для достижения высокой чувствительности определения следует использовать температуру хроматографической колонки 50°С (при этом давление подвижной фазы на хроматографической колонке составило 120–130 бар) и объем вводимой в дозатор пробы 50 мкл (ввод более 50 мкл приводит к нарушению симметричности хроматографического пика).
Все исследуемые НА в условиях ионизации электрораспылением образуют протонированные молекулы [M + H]+ (табл. 1). В значительной степени стабильность образования протонированных форм обусловлена строением НА, а именно наличием атомов азота с неподеленными парами электронов, главным образом в составе аминного фрагмента.
Таблица 1.
Основные характеристики N-нитрозаминов, определяемых методом ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии–квадруполь-времяпролетной масс-спектрометрии высокого разрешения (колонка ACQUITY UPLC® BEH C18, 2.1 × 30 мм, 1.7 мкм)
| Аналит | Брутто-формула | Ион | tR, мин | Моноизотопная масса, m/z | Δ, млн–1 (n = 3, P = 0.95) | Инструмен-тальная чувствитель-ность, нг/мл |
|---|---|---|---|---|---|---|
| НДМА | C2H6N2O | [M + H]+ | 1.41 | 75.0560 | 6 ± 5 | 5 |
| НМЭА | C3H8ON | [M + H]+ | 0.81 | 89.0709 | 0.0 ± 0.1 | 1 |
| НПР | C4H8ON2 | [M + H]+ | 0.80 | 101.0709 | 0.9 ± 0.1 | 0.1 |
| НДЭА | C4H10ON2 | [M + H]+ | 1.52 | 103.0866 | 0.4 ± 0.5 | 0.5 |
| НПП | C5H10ON2 | [M + H]+ | 1.75 | 115.0866 | 0.0 ± 0.1 | 0.05 |
| НДПА | C6H14ON2 | [M + H]+ | 3.95 | 131.1174 | 0.6 ± 0.8 | 0.1 |
| НДБА | C8H18ON2 | [M + H]+ | 4.72 | 159.1492 | 0.9 ± 0.6 | 0.05 |
Погрешность определения масс ионов не превышала ±1 млн–1 (для НДМА ± 6 млн–1) (n = 3). В табл. 2–5 указаны пределы обнаружения (сmin) и пределы определения (сн) для матриц различной природы, установленные по соотношениям сигнал/шум, равным 3 и 10 соответственно. Пределы обнаружения составили от 0.0005 до 2 нг/мл для жидких (вода, пиво) и от 2 до 5 нг/г – для твердых (мясо, рыба, мидии, солод, зерно, колбаса, сосиски, сардельки) продуктов, что позволило определять НА на уровне МДУ [1].
Таблица 2.
Метрологические характеристики определения N-нитрозаминов в пиве (n = 3, P = 0.95)
| Аналит | R, % | MЭ, % | cmin, нг/мл | сн, нг/мл | Диапазон линейности, нг/мл (коэффициент корреляции, r) |
|---|---|---|---|---|---|
| НДМА | 100 ± 2 | +0.2 | 1 | 2 | 2–100 (0.9959) |
| НМЭА | 87 ± 5 | –45 | 0.5 | 1 | 1–40 (0.9899) |
| НДЭА | 76 ± 8 | –24 | 0.02 | 0.1 | 0.1–40 (0.9904) |
| НДПА | 93 ± 5 | –38 | 0.05 | 0.1 | 0.1–100 (0.9949) |
| НПП | 86 ± 6 | –16 | 0.02 | 0.1 | 0.1–100 (0.9986) |
| НДБА | 93 ± 5 | –42 | 0.01 | 0.02 | 0.02–20 (0.9886) |
| НПР | 99 ± 7 | –48 | 0.02 | 0.1 | 0.1–100 (0.9956) |
Таблица 3.
Метрологические характеристики определения N-нитрозаминов в воде (n = 3, P = 0.95)
| Аналит | R, % | MЭ, % | cmin, нг/мл | сн, нг/мл | Диапазон линейности, нг/мл (коэффициент корреляции, r) |
|---|---|---|---|---|---|
| НДМА | 78 ± 6 | –20 | 0.1 | 0.5 | 0.5–5 (0.9921) |
| НМЭА | 89 ± 5 | –20 | 0.05 | 0.1 | 0.1–5 (0.9946) |
| НДЭА | 83 ± 8 | –17 | 0.001 | 0.005 | 0.005–5 (0.9971) |
| НДПА | 99 ± 4 | –1.0 | 0.001 | 0.005 | 0.005–5 (0.9871) |
| НПП | 83 ± 9 | –17 | 0.0005 | 0.001 | 0.001–5 (0.9926) |
| НДБА | 105 ± 2 | +19 | 0.0005 | 0.001 | 0.001–5 (0.9980) |
| НПР | 89 ± 5 | –12 | 0.0005 | 0.001 | 0.001–5 (0.9900) |
Таблица 4.
Метрологические характеристики определения N-нитрозаминов в мясе, колбасе, сосисках, сардельках, мидиях, зерне, солоде (n = 3, P = 0.95)
| Аналит | R, % | МЭ, % | cmin, нг/мл | сн, нг/мл | Диапазон линейности, нг/г (коэффициент корреляции, r) |
|---|---|---|---|---|---|
| НДМА | 98 ± 10 | +1.0 | 1 | 2 | 2–50 (0.9901) |
| НМЭА | 97 ± 15 | –4.0 | 1 | 2 | 2–25 (0.9943) |
| НДЭА | 85 ± 9 | –28 | 1 | 2 | 2–50 (0.9904) |
| НДПА | 86 ± 11 | –41 | 1 | 2 | 2–50 (0.9949) |
| НПП | 76 ± 7 | –3.0 | 2 | 4 | 4–100 (0.9986) |
| НДБА | 91 ± 12 | –32 | 1 | 2 | 2–50 (0.9886) |
| НПР | 89 ± 13 | –35 | 2 | 5 | 5–100 (0.9956) |
Таблица 5.
Метрологические характеристики определения N-нитрозаминов в рыбе (n = 3, P = 0.95)
| Аналит | R, % | МЭ, % | смин, нг/мл | сн, нг/мл | Диапазон линейности, нг/г (коэффициент корреляции, r) |
|---|---|---|---|---|---|
| НДМА | 93 ± 8 | –27 | 2 | 3 | 3–50 (0.9801) |
| НМЭА | 77 ± 20 | –48 | 2 | 3 | 3–50 (0.9900) |
| НДЭА | 76 ± 8 | –46 | 2 | 3 | 3–50 (0.9854) |
| НДПА | 66 ± 20 | –48 | 3 | 3 | 3–50 (0.9849) |
| НПП | 62 ± 9 | –57 | 2 | 3 | 3–100 (0.9980) |
| НДБА | 65 ± 22 | –55 | 3 | 4 | 4–50 (0.9886) |
| НПР | 49 ± 14 | –42 | 2 | 4 | 4–100 (0.9900) |
Пробоподготовка. В табл. 1 представлена инструментальная чувствительность определения НА предлагаемым методом (анализ стандартных растворов НА). Видно, что с учетом МДУ для различных матриц требуется концентрирование проб путем выбора объема и массы навески, степени концентрирования. В связи с этим для пива (табл. 2) выбран объем анализируемой пробы 5 мл и двукратная экстракция по 5 мл ДХМ, для воды – объем пробы 100 мл и двукратная экстракция по 10 мл ДХМ (табл. 3). В этих случаях достигаются максимальные значения степени извлечения аналитов (62–105%), указанные в табл. 2, 3. Для твердых продуктов потребовалась двукратная интенсификация экстракции путем обработки ультразвуком в течение 15 мин (табл. 4, 5).
Оценка матричного эффекта. Матричный эффект обусловлен влиянием присутствующих в экстракте соэкстрагируемых компонентов на ионизацию целевых аналитов. В условиях ионизации электрораспылением они могут как усиливать (+), так и понижать (–) интенсивность сигнала аналита. В табл. 2–5 представлены значения МЭ для различных проб. Согласно данным [17] МЭ можно пренебречь, когда его значения находятся в диапазоне ±20%. В связи с этим МЭ можно пренебречь для воды (табл. 3). Однако для других исследуемых продуктов МЭ значителен (табл. 4, 5). Существует несколько способов нивелирования МЭ при анализе объектов биологического происхождения: уменьшение объема вводимой пробы, разбавление конечного экстракта водой, использование дейтерированного внутреннего стандарта, использование метода стандартной добавки, использование матричной градуировки.
Нами выбраны два последних способа как наиболее простые и доступные. Для матричной градуировки использовали следующие концентрации аналитов: 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0 и 5.0 нг/мл для воды; 2.0, 3.0, 5.0, 10.0, 20.0, 50.0, 80.0 и 100.0 нг/г для мясных и рыбных продуктов, зерна и солода; 0.02, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0, 20.0, 40.0 и 100.0 нг/г для пива. Коэффициенты корреляции линейности градуировочных графиков (r) составили не менее 0.99 (табл. 2–5).
Более простым и эффективным вариантом нивелирования МЭ оказался метод стандартной добавки. В данном случае влияние компонентов матрицы на аналит и введенную добавку одинаков, что позволяет предотвратить погрешность оценки содержания определяемого соединения в анализируемом экстракте.
Анализ реальных объектов. Образцы для исследования были приобретены в местных супермаркетах. Воду для анализа отбирали в водоемах Владимирской области, или из центрального водоснабжения г. Владимира. В качестве примера на рис. 1 показаны масс-хроматограммы НА, полученные при определении их в образце пива, не содержащего определяемых соединений с добавкой 20 нг/мл каждого компонента. В табл. 6 представлены результаты определения НА в объектах различного происхождения с использованием метода стандартной добавки. Относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышает 0.17. На рис. 2 представлены масс-хроматограммы НДБА, НДЭА и НДПА, которые обнаружены при анализе образца пива на уровне 1.7, 1.0 и 0.8 нг/мл соответственно. Продолжительность идентификации проб составила 40 мин, определения обнаруженных аналитов – 1–1.5 ч.
Рис. 1.
Масс-хроматограммы N-нитрозаминов (добавка 20 нг/мл) для экстракта пива, не содержащего N-нитрозаминов.
Таблица 6.
Результаты определения N-нитрозаминов в продуктах питания (n = 3, P = 0.95)
| Объект анализа | Обнаруженный аналит | Найдено, нг/г(мл) (sr) | |
|---|---|---|---|
| Пиво | |||
| 1 | НДБА | 1.7 ± 0.3 (0.14) | |
| НДЭА | 1.0 ± 0.1 (0.15) | ||
| НДПА | 0.8 ± 0.2 (0.17) | ||
| 2 | НПП | 3.0 ± 0.4 (0.12) | |
| 3 | НДБА | <0.02 | |
| 4 | н/о | – | |
| Рыбные продукты | Рыба копченая (скумбрия) | НДМА | <3 |
| Мидии копченые | НДМА | 11 ± 2 (0.10) | |
| Рыба копченая (мойва) | НМЭА | <3 | |
| НПР | <4 | ||
| Шпроты | н/о* | – | |
| Мясные продукты | Колбаса | То же | – |
| Сосиски | –/– | – | |
| Вода | Вода питьевая | –/– | – |
| Вода из пруда | НДБА | <0.001 | |
Список литературы
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011. О безопасности пищевой продукции: утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 г. № 880. 242 с.
МУК 4.4.1.011-93. Методические указания по методам контроля “Определение летучих N-нитрозаминов в продовольственном сырье и пищевых продуктах”. М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1993. 16 с.
Cardenes L., Ayala J.H., Gonzalez V., Afonso A.M. Fast microwave-assisted dansylation of N-nitrosamines analysis by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection // J. Chromatogr. A. 2002. V. 946. P. 133.
Комарова Н.В., Великанов А.А. Определение летучих N-нитрозоаминов в пищевых продуктах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 4. С. 407. (Komarova N.V., Velikanov A.A. Determination of volatile N-nitrosamines in food by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection // J. Analyt. Chem. 2001. V. 56. № 4. P. 359.)
Lu S., Wu D., Li G., Lv Z., Gong P., Xia L., Sun Z., Chen G., Chen X., You J., Wu Y. Facile and sensitive determination of N-nitrosamines in food samples by high-performance liquid chromatography via combining fluorescent labeling with dispersive liquid-liquid microextraction // Food Chem. 2017. V. 234. P. 408.
Li W., Chen N., Zhao Y., Guo W., Muhammd N., Zhu Y., Huang Z. Online coupling of tandem liquid-phase extraction with HPLC-UV for the determination of trace N-nitrosamines in food products // Anal. Methods. 2018. V. 10. № 15. P. 1733.
Crews C. The determination of N-nitrosamines in food // Qual. Assur. Saf. Crop. 2010. V. 2. № 1. P. 2.
Herrmann S.S., Duedahl-Olesen L., Granby K. Simultaneous determination of volatile and non-volatile nitrosamines in processed meat products by liquid chromatography tandem mass spectrometry using atmospheric pressure chemical ionisation and electrospray ionization // J. Chromatogr. A. 2014. V. 1330. P. 20.
Drabik-Markiewicz G., Dejaegher B., De Mey E., Kowalska T., Paelinck H., Vander Heyden Y. Influence of putrescine, cadaverine, spermidine or spermine on the formation of N-nitrosamine in heated cured pork meat // Food Chem. 2011. V. 126. P. 1539.
Al-Kaseem M., Al-Assaf Z., Karabeet F. Determination of seven volatile N-nitrosamines in fast food // Pharmacol. Pharm. 2014. V. 5. P. 195.
Амелин В.Г., Лаврухин Д.К. Сочетание экстракции с микроволновым нагревом и дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракции при определении нитрозаминов в пищевых продуктах методом газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором // Журн. аналит. химии. 2016. Т. 71. № 4. С. 377. (Amelin V.G., Lavrukhin D.K. Combination of microwave heating extraction and dispersive liquid-liquid microextraction for the determination of nitrosoamines in foods using gas-liquid chromatography with a mass-spectrometric detector // J. Analyt. Chem. 2016. V. 71. №. 4. Р. 359.)
Kamankesh M., Ghasemzadeh-Mohammadi V. Mohammadi A. Rapid determination of nitrosamines in sausage and salami using microwave-assisted extraction and dispersive liquid-liquid microextraction followed by gas chromatography-mass spectrometry // Eur. Food. Res. Technol. 2015. V. 240. P. 441.
Yuan Y., Meng W., Yutian M., Fang C., Xiaosong H. Determination of eight volatile nitrosamines in meat products by ultrasonic solvent extraction and gas chromatography-mass spectrometry method // Int. J. Food Prop. 2014. https://doi.org/10.1080/10942912.2014.898652
Huang M.-C., Chen H.-C., Fu S.-C., Ding W.-H. Determination of volatile N-nitrosamines in meat products by microwave-assisted extraction coupled with dispersive micro solid-phase extraction and gas chromatography – chemical ionisation mass spectrometry // Food Chem. 2013. V. 138. P. 227.
Qian Y., Wu M., Wang W., Chen B., Zheng H., Krasner S.W., Hrudey S.E., Li X.-F. Determination of 14 nitrosamines at nanogram per liter levels in drinking water // Anal. Chem. 2015. V. 87. P. 1330.
Ngongang A.D., Duy S.V., Sauve S. // Analysis of nine N-nitrosamines using liquid chromatography-accurate mass high resolution-mass spectrometry on a Q-Exactive instrument // Anal. Methods. 2015. V. 7. P. 5748.
Ferrer C., Lozano A., Aguera A., Giron A.J., Fernandez A.R. Overcoming matrix effects using the dilution approach in multiresidue methods for fruits and vegetables // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. P. 7634.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Журнал аналитической химии
Пн.-пт.: 10.00-19.00