Βελτίωση και αξιολόγηση μεθοδολογίας για τον προσδιορισμό ορισμένων τοξικών παραγόντων σε παιδικές τροφές

Abstract

The presence of pesticide residues is regarded as a potential chemical risk both in the final products and in the raw materials of ready-to-eat baby foods, such as fruits and vegetables. Bearing in mind the vulnerability of the infancy and early childhood stages, the Maximum Residue Limits (MRLs) for baby foods have been set at extremely low levels of ≤0.01 mg/kg. These strict values have impelled many researchers to search for modern effective and expensive analysis techniques not being available by a lot of analytical laboratories. Contrary to the performance of such approaches, the applicability of cost-effective conventional multiresidue methods (MRMs) employing extraction by ethyl acetate, acetone or QuEChERS and determination by gas chromatography plus Nitrogen-Phosphorus Detector (GC-NPD) has not extensively been evaluated. The objectives of the present study were to evaluate: (a) the application of conventional methods in the pesticide residue analysis of fruits and vegetables belonging to the same or different botanical category (b) the efficiency of cost-effective MRMs for residues monitoring in non-fatty baby foods (c) the residues extraction ability from low-fatty baby foods (1.9 to 4.5% total fat) using QuEChERS method with modifications on the sorbent addition (octadecyl, C₁₈) and quantity per sample (d) the effects of common homemade processing steps on residues in vegetable-based baby food. The main results indicate that: (a) pesticide recoveries are significantly affected by a variety of parameters, such as the type of the examined matrix (botanical category, co-extracts, total fat), the fortification level, the analyte examined, the amount of added sorbent, the type of quantification (based on solvent or matrix-matched standards) (b) conventional cost-effective MRMs may be successfully applied in non-fatty baby foods with the matrix-matched standard determination (c) modifications of QuEChERS in sorbent C₁₈ quantities according to the examined concentration and matrix total fat may be effectively utilized in the low-fatty baby meals residue analysis (d) common procedures for homemade baby meals preparation may reduce residues to undetectable levels in potatoes- and carrots-based meals, but not in meals made of processed spinach.

Η παρουσία υπολειμμάτων ψυχοφαρμάκων στις πρώτες ύλες αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους χημικούς κινδύνους για την ασφάλεια των έτοιμων γευμάτων παιδικών τροφών. Δεδομένης της υψηλής ευαισθησίας κατά το στάδιο της βρεφικής ηλικίας, έχουν τεθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση Ανώτατα Όρια Υπολειμμάτων (MRLs) για τις παιδικές τροφές σε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα (≤0.01 mg/kg). Οι μέθοδοι ανάλυσης που έχουν έως σήμερα εφαρμοστεί απαιτούν τη χρήση πολύπλοκου και εξειδικευμένου εξοπλισμού, γεγονός που συνεπάγεται αυξημένο κόστος ανάλυσης. Αντίθετα, οι απλές, συμβατικές μέθοδοι εκχύλισης με οξικό αιθυλεστέρα ή ακετόνη, καθώς και ορισμένες σύγχρονες, όπως η QuEChERS (εκχύλιση με ακετονιτρίλιο και καθαρισμός με εκχύλιση στερεάς φάσης εν διασπορά, dSPE), σε συνδυασμό με τον προσδιορισμό με αέρια χρωματογραφία με ανιχνευτή Φωσφόρου-Αζώτου (GC- NPD) δεν έχουν εκτενώς χρησιμοποιηθεί προκειμένου να διαπιστωθεί η καταλληλότητά τους. Στα επιμέρους κεφάλαια της παρούσης, παρατίθενται έρευνες σχετικά με: (α) την εφαρμογή συμβατικών, σχετικά φθηνών μεθόδων, σε φρούτα και λαχανικά της ίδιας ή διαφορετικής βοτανικής ταξινόμησης (β) την εφαρμογή των ίδιων μεθόδων σε μη λιπαρά γεύματα παιδικών τροφών (γ) την τροποποίηση της QuEChERS στις ποσότητες επιπρόσθετου προσροφητή λίπους «δεκαοκτύλιο» (C₁₈ sorbent) στα χαμηλής λιποπεριεκτικότητας γεύματα παιδικών τροφών (1.9-4.5% λίπος) και (δ) τη συνεισφορά των σταδίων οικιακής επεξεργασίας στη μείωση των υπολειμμάτων κατά την παρασκευή γευμάτων με βάση τα λαχανικά. Τα κύρια αποτελέσματα έδειξαν ότι: (α) το ποσοστό ανάκτησης εξαρτάται από πληθώρα αλληλοεξαρτώμενων παραγόντων, όπως υπόστρωμα (βοτανική κατηγορία, επιμέρους συστατικά, συνεκχυλίσματα και λιποπεριεκτικότητα), επίπεδο φόρτισης, δραστική ουσία, ποσότητες προστιθέμενων προσροφητών, υπολογισμό με πρότυπα σε διαλύτη ή πρότυπα σε «τυφλό εκχύλισμα του αντίστοιχου υποστρώματος» (β) οι συμβατικές μέθοδοι με οξικό αιθυλεστέρα και, ιδίως, κατανομή ακετόνης και GC-NPD δύνανται επιτυχώς να χρησιμοποιηθούν σε αναλύσεις μη λιπαρών παιδικών γευμάτων (γ) η τροποποίηση, στις ποσότητες C₁₈, της QuEChERS έδωσε κατάλληλες συνθήκες ανάλυσης χαμηλής λιποπεριεκτικότητας γευμάτων μέσω μοντέλων που περιελάμβαναν τους παράγοντες επίπεδο φόρτισης - ποσότητα C₁₈ - λιποπεριεκτικότητα υποστρώματος και (δ) οι συνήθεις διαδικασίες προετοιμασίας παιδικών γευμάτων επιφέρουν μείωση σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα σε προϊόντα με βάση τις πατάτες και τα καρότα, εν αντιθέσει με γεύματα που έχουν ως βάση το σπανάκι.