Контроль мышьяка в рисе при помощи оборудования Agilent

Мышьяк – природный элемент, который содержится во многих соединениях в сочетании с неорганическими или органическими веществами. Загрязнения мышьяком токсичны и вредны для человека, даже если они присутствуют в пищевых продуктах в очень малых количествах. Поскольку неорганический мышьяк более токсичен по своей природе, чем органический мышьяк, необходимо проводить исследования для обеспечения того, чтобы уровни неорганического мышьяка в рисе (включая рис Басмати) не превышали максимально допустимую концентрацию 0,10 мг/кг в соответствии с директивами ЕС. Такие исследования не только помогают торговцам и экспортерам пищевой промышленности, но и регулирующим органам, контролирующим качество продукции. Использование оборудования Agilent ЖХ-ИСП-МС приведет к успеху в обеспечении безопасности пищевых продуктов и обеспечении качества, в то время как мировые потребители могут быть уверены, что их рис безопасен для употребления в пищу.

Опасения по поводу безопасности риса

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), помимо рака кожи, длительное воздействие мышьяка может также вызывать рак мочевого пузыря и легких. Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало мышьяк и соединения мышьяка как канцерогенные для человека, даже если они присутствуют в питьевой воде.

От загрязнения подземных вод мышьяком страдают миллионы людей во всем мире, при этом мышьяк накапливается не только в источниках питьевой воды, но и на рисовых полях при затоплении, что приводит к его впитыванию рисовыми зернами.

По оценкам, рис содержит в 10-20 раз больше мышьяка, чем другие зерновые культуры, поэтому оценка безопасности риса должна проводиться в плановом порядке, чтобы гарантировать, что продукт подходит для употребления в пищу.

Загрязнение грунтовых вод и риса мышьяком

Рис получает необходимые микроэлементы из почвы и грунтовых вод. Однако во время этого процесса впитываются и нежелательные элементы, например мышьяк. Вероятность накопления мышьяка в рисе выше, по сравнению с другими культурами, поскольку для роста ему требуется больше воды. Как только мышьяк попадает в рисовые растения, он существует в основном в восстановленной форме (то есть мышьяк (III)), образуя органо-мышьяковые комплексы, которые, в свою очередь, могут переноситься и накапливаться в вакуоли рисового растения. Виды мышьяка, которые, как известно, присутствуют в рисе и рисовых продуктах, представляют собой в основном арсенит (As (III)), арсенат (As (V)), метиларсоновую кислоту (MMA) и диметиларсиновую кислоту (DMA), которые можно разделить на две формы: а именно: неорганический мышьяк (арсенит и арсенат) и органический мышьяк (MMA и DMA).

Форма и концентрация мышьяка зависит от нескольких факторов, в том числе:

– обогащена ли вода кислородом;

– степени биологической активности;

– типа источника воды;

– близости источника воды к богатым мышьяком геологическим образованиям и другим источникам.

Известно, что неорганические формы мышьяка более токсичны по сравнению с органическими. Хотя обе формы неорганического мышьяка потенциально вредны для здоровья человека, даже если они присутствуют в незначительных концентрациях, As (III) считается более опасным, чем As (V), из-за его более низкой смертельной дозы, равной 14 мг/кг и 55 мг/кг соответственно. За последние несколько лет было опубликовано множество научных отчетов и статей в СМИ, посвященных серьезным проблемам со здоровьем из-за присутствия мышьяка в рисе. В частности данная проблема наиболее остро стоит в Индии. Различные национальные и международные регулирующие органы, такие как ВОЗ и Управление безопасности пищевых продуктов и стандартов Индии (FSSAI), установили строгие нормы для обеспечения безопасности и качества образцов риса, которые могут попадать под действие загрязнение мышьяком до того, как партии будут распространены по всему миру.

Согласно Постановлению Комиссии ЕС 2015/10006, максимальная концентрация неорганического мышьяка в образцах риса, предназначенных для производства продуктов питания для младенцев и детей младшего возраста, составляет 0,10 мг/кг. Для сырого молотого риса (шлифованного или белого), пропаренного и шелушенного риса эти значения составляют 0,20 и 0,25 мг/кг соответственно.

Чтобы соответствовать этим строгим ограничениям концентрации мышьяка в рисе, всегда существовала потребность в передовых аналитических методах, обеспечивающих надежность результатов загрязнения. Таким образом, качество аналитических данных имеет жизненно важное значение, поскольку эти данные лягут в основу решений относительно загрязнения риса мышьяком.

Инновации в методах высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

В Agilent Technologies в Индии команда тесно сотрудничает с различными сельскохозяйственными университетами, исследовательскими институтами и коммерческими испытательными лабораториями (такими как Бихарский сельскохозяйственный университет (BAU) и Фонд развития экспорта Басмати (BEDF)) для оценки различных видов мышьяка в рисе. Эксперты Agilent работают вместе с учеными и исследователями, чтобы предоставить точные и чувствительные аналитические методы для количественного определения мышьяка в образцах риса с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с индуктивно связанной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). В частности, применяется спектрометр Agilent 7800 ICP-MS.

Исследователь Анупам Диксит и его команда в Индии специализируются на анализе качества риса Басмати. В частности, методы ЖХ-ИСП-МС используются для обнаружения и количественного определения питательных элементов и тяжелых металлов, включая мышьяк, в рисе / рисе Басмати. Кроме того, его команда разработала методы и провела обучение по обнаружению других примесей в рисе Басмати.

Исследователь объясняет, что в его лаборатории анализ риса на мышьяк осуществляется при помощи оборудования Agilent, что экспортерам убедиться в качестве продукта. Все разработанные и проверенные методы являются точными и крайне чувствительными, так как позволяют обнаружить мышьяк даже в очень низких концентрациях. Режим столкновительной диссоциации с использованием гелия является наиболее эффективным решением для удаления помех в сложных матрицах. Гелиевый режим имеет несколько преимуществ перед реакционным газом:

– он инертен, поэтому не образуются новые ионные помехи продукта реакции;

– он не реагирует с ионами аналита, поэтому не происходит потери чувствительности в результате реакции;

– он эффективен против всех многоатомных перекрытий, поэтому разработка метода проста для конечного пользователя, а точный многоэлементный анализ возможен в сложных матрицах.

Рисунок показывает эффективность технологии при устранении многоатомных помех.

Agilent предоставляет инновационные решения ученым и исследователям в области сельского хозяйства и пищевой промышленности для обеспечения безопасности продуктов питания. Благодаря оптимизированным решениям для одновременной оценки органических и неорганических форм мышьяка, использованию самого чувствительного детектора и запатентованной технологии для минимизации влияния матрицы Agilent помогает клиентам найти наиболее подходящее решение для обнаружения низких уровней неорганического загрязнения мышьяком в рисовых продуктах. При таком подходе лаборатории по тестированию пищевых продуктов могут с уверенностью определять вещества, которые представляют угрозу для здоровья человека во всем мире.

Источник: Chemical Weekly, №8, 2020