CC BY
442
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Для корреспонденции
Нурисламова Татьяна Валентиновна - доктор биологических наук, заведующая лабораторией методов газовой хроматографии ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, профессор кафедры охраны окружающей среды ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Адрес: 614045, Россия, г. Пермь, ул. Монастырская, д. 82 Телефон: (342) 233-10-37 E-mail: nurtat@fcrisk.ru http://orcid.org/0000-0002-2344-3037
Зайцева Н.В.1, 2, Чан Тао Шон3, Буи Тао Тиен3, Уланова Т.С.1, Нурисламова Т.В.1, 4, Мальцева О.А.1
Сравнительная оценка результатов исследования контаминации N-нитрозоаминами консервированных мясорастительных продуктов для детского питания разными методами в России и во Вьетнаме
1 ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, Пермь, Россия
2 ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России, Пермь, Россия
3 Национальный институт контроля пищевых продуктов, Ханой, Республика Вьетнам
4 ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия
1 Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, Russia
2 Perm State Medical University named after academician E.A. Wagner, Perm, Russia
3 National Institute for Food Control, Hanoi, Republic of Vietnam
4 Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia
Качество и безопасность пищевой продукции, в особенности предназначенной для детского питания, - одна из глобальных проблем современности. Особую опасность представляет группа канцерогенных N-нитрозоаминов, нормативы на содержание которых в настоящее время во Вьетнаме отсутствуют. Поэтому для обеспечения химической безопасности пищевой продукции для детей необходимо совершенствовать систему организации контроля, включая создание и развитие современной технической и методической базы.
Для цитирования: Зайцева Н.В., Чан Тао Шон, Буи Тао Тиен, Уланова Т.С., Нурисламова ТВ., Мальцева О.А. Сравнительная оценка результатов исследования контаминации N-нитрозоаминами консервированных мясорастительных продуктов для детского питания разными методами в России и во Вьетнаме // Вопр. питания. 2019. Т. 88, № 5. С. 93-102. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10058 Статья поступила в редакцию 24.06.2019. Принята в печать 19.09.2019.
For citation: Zaitseva N.V., Tran Cao Son, Bui Cao Tien, Ulanova T.S., Nurislamova T.V., Maltseva OA. Comparative assessment of N-nitrosamines' contamination of baby's canned meat with vegetables and cereals by various methods in Russia and Vietnam. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (5): 93-102. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10058 (in Russian) Received 24.06.2019. Accepted 19.09.2019.
Comparative assessment of N-nitrosamines' contamination of baby's canned meat with vegetables and cereals by various methods in Russia and Vietnam
Zaitseva N.V.i- Tran Cao Son3, Bui Cao Tien3, Ulanova T.S.i, Nurislamova T.V.1, 4, Maltseva O.A.1
Цель исследования - сравнительная оценка контаминации консервированных мясорастительных продуктов для детского питания высокотоксичными N-нитрозоаминами методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ/МС) с использованием автоматической системы твердофазной экстракции и методом тандемной масс-спектрометрии с газовой хроматографией (ГХ-МС/МС).
Материал и методы. Объектами исследований являлись гомогенизированные консервированные мясораститель-ные продукты для детского питания - 21 образец, отобранный из торговой сети Республики Вьетнам: овощи и рис с цыпленком (образец № 1), сладкая кукуруза с картофельным пюре и индейкой (образец № 2), картофель с телятиной (образец № 3), каждого вида по 7 образцов. Каждый образец пищевого продукта анализировали трижды двумя методами. В ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) выполнены исследования методом ГХ/МС с использованием автоматической системы твердофазной экстракции (ТФЭ) после дистилляции с применением щелочного катализа на этапе пробо-подготовки. В Национальном институте контроля пищевых продуктов Республики Вьетнам исследования образцов выполнены методом ГХ-МС/МС с использованием метода твердофазной экстракции QuEChERS.
Результаты и обсуждение. В процессе исследований в образцах обнаружены химические контаминанты: N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин, N-метилэтилнитрозоамин, N-дипропилнитрозоамин, N-дибу-тилнитрозоамин, N-пиперидиннитрозоамин, N-пирролидиннитрозоамин, N-морфолиннитрозоамин и N-дифе-нилнитрозоамин. Показано, что полученные в разных лабораториях результаты количественного определения содержания N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах производителей Вьетнама сопоставимы и имеют хорошие валидационные характеристики для определения N-нитрозоаминов в детском питании. Так, N-нитрозодиметиламин обнаружен во всех 3 анализируемых образцах в диапазоне концентраций от 0,00045 до 0,00077 мг/кг обеими методиками. Превышений допустимого уровня в образцах мясорастительных консервов по сумме N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин и N-нитрозодиэтиламин) 0,001 мг/кг (согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции») не установлено. Использование ГХ/МС низкого разрешения и применение автоматической системы ТФЭ позволило выйти на высокую сопоставимость результатов химического анализа N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах, полученных в лаборатории Центра и Института контроля пищевых продуктов Республики Вьетнам.
Заключение. Результаты исследований указывают на необходимость дальнейшего контроля содержания химических веществ в продуктах для детского питания с целью обоснования методических подходов к анализу риска одновременного воздействия химических контаминантов на здоровье детского населения. В связи с этим представляется чрезвычайно важным и актуальным вопрос гигиенической регламентации содержания изучаемых соединений в продуктах для детского питания.
Ключевые слова: N-нитрозоамины, консервированные продукты, детское питание, хромато-масс-спектромет-рический метод, твердофазная экстракция, метод тандемной масс-спектрометрии с газовой хроматографией
The quality and safety of food, intended for baby in particular, is one of the global issues of our time. The group of carcinogenic N-nitrosamines is of especially dangerous. It is worth mentioning that currently there are no standards for their content in Vietnam. Therefore, to ensure the chemical safety of infant food, it is necessary to improve the control system, including the development of modern technical and methodological base.
The aim of the research is the comparative assessment of contamination with highly toxic, N-nitrosoamines of baby canned meat and vegetable products by the gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) using an automatic solid-phase extraction system and gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS).
Material and methods. The objects of research were homogenized canned meat-vegetable products for baby nutrition - 21 samples taken from the distribution network of the Republic of Vietnam: vegetables and rice with chicken (sample No. 1); sweet corn with mashed potatoes and turkey (sample No. 2); potatoes with veal (sample No. 3); each species has 7 samples. Each food sample was analyzed thrice by two methods. At the Federal Center of Perm, the screening studies of canned foods were performed using GC/ MS with application of the automatic solid-phase extraction system (SPE) after distillation using alkaline catalysis at the sample preparation stage. At the National Institute of Food Control of Republic of Viеtnam, canned samples were studied using GC-MS/MS. The extraction method was developed on the base of QuEChERS-approach.
Results and discussion. During the research, the following chemical contaminants were found in the canned samples: N-nitrosodimethylamine, N-nitrosodiethylamine, N-methylethyl nitrosoamine, N-dipropylnitrosoamine, N-dibutyl nitrosoamine, N-piperidinitrozoamine, N-pyrrolidinin nitrosoamine, N-morpholinithrosamine and N-diphenyl nitrosoamine. It was demonstrated that the results of quantitative determination of the content of N-nitrosoamines in canned meat of Vietnam producers obtained in different laboratories are comparable and have good validation characteristics for the determination of N-nitrosoamines in baby food. Thus, N-nitrosodimethylamine was detected by both methods in all analyzed samples in the concentration range from 0.00045 to 0.00077 mg/kg. Values exceeding the maximum permissible level of N-nitrosoamines (N-nitrosodimethylamine and N-nitrosodiethylamine) in canned meat and vegetable samples (0.001 mg/kg according to Technical Regulations of the Customs Union TR TC 021/ 2011 "On Food Safety") were not found. The application of low-resolution gas chromatography-mass spectrometry and the use of an automatic SPE system made it possible to achieve high comparability of the results in chemical analysis of N-nitrosoamines in canned products obtained in the laboratory of the Center and the National Institute for Food Control of Vietnam.
Conclusion. The executed studies indicate the need for further monitoring of the content of chemicals in baby products in order to justify methodological approaches to the analysis of the risk of the simultaneous effect of chemical contaminants on the health of children. In this regard, it seems extremely important and relevant issue of hygienic regulation of the content of the studied compounds in products for baby food.
Keywords: N-nitrosamines, canned products, baby food, gas chromatography-mass spectrometry, solid-phase extraction, gas chromatography-tandem mass spectrometry
Качество и безопасность пищевой продукции, в особенности предназначенной для детского питания, - одна из глобальных проблем современности [1]. И в России, и во Вьетнаме в связи с ростом спроса сегмент рынка пищевой продукции для детей развивается наиболее быстрыми темпами. В структуре детского питания значительный удельный вес занимают мясо и мясные продукты, так как животный белок содержит ряд жизненно необходимых для детей аминокислот в наиболее предпочтительном соотношении [2]. Союз педиатров РФ рекомендует в питании ребенка использовать продукты и блюда прикорма промышленного производства, которые изготавливают из высококачественного сырья, они соответствуют строгим гигиеническим требованиям к показателям безопасности и имеют гарантированный химический состав [3, 4].
Химическая безопасность пищевой продукции для детей гарантируется соблюдением определенного уровня содержания загрязнителей химического и биологического происхождения в соответствии с гигиеническими нормативами, установленными Техническим регламентом ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», СанПиН 2.3.2.1078 «Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» и международными документами - Стандартами Комиссии Кодекс Алиментариус и Регламентом комиссии (ЕС) № 1881/2006. В соответствии с российскими санитарными нормами в составе мясорастительных консервов для детского питания должны отсутствовать такие соединения, как ми-котоксины, антибиотики, нитраты, нитриты и N-нитро-зоамины. Вместе с тем не все потенциально опасные соединения регламентируются в перечисленных документах. Особую опасность представляет группа высокотоксичных, канцерогенных N-нитрозоаминов [5]. В настоящее время во Вьетнаме отсутствуют нормативы для N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах.
Основным источником поступления нитратов и N-нитрозоаминов в детский организм являются продукты растительного происхождения (овощи до 70%), также мясо и консервированные продукты (до 10%) [6, 7]. Большую роль играет процесс приготовления, хранения и кулинарной обработки продуктов. Чем более интенсивна тепловая обработка, тем больше срок хранения продукта и больше образуется в нем производных N-нитрозосоединений [5] (в том числе N-нитрозодиметиламина), оказывающих широкий спектр канцерогенного и мутагенного действия и высокотоксичных по отношению к печени и почкам [8]. В процессе изучения возможных путей метаболизма N-нитрозоаминов установлено, что большая их часть (свыше 99%) метаболизируется в кишечнике и печени. Метаболизм N-нитрозоаминов микросомальной системой окисления приводит к образованию иона метилди-азония, который способен метилировать ДНК клеток, индуцируя возникновение злокачественных опухолей легких, желудка, пищевода, печени и почек. Основным продуктом взаимодействия N-нитрозоаминов с ДНК клетки является 7-метилгуанин-ДНК, но наи-
большей канцерогенностью обладает минорный продукт этого взаимодействия - О6-метилированный гуанин-ДНК [8].
Контаминация пищевых продуктов опасными органическими соединениями делает актуальным мониторинг содержания N-нитрозоаминов [9]. Для обеспечения химической безопасности пищевой продукции для детей необходимо совершенствовать систему организации контроля, включая создание и развитие современной технической и методической базы.
Цель исследования - сравнительная оценка контаминации консервированных мясорастительных продуктов для детского питания высокотоксичными N-нитрозоаминами методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ/МС) с использованием автоматической системы твердофазной экстракции (ТФЭ) и методом тандемной масс-спектрометрии с газовой хроматографией QuEChERS (ГХ-МС/МС).
Материал и методы
В соответствии с Меморандумом о взаимопонимании между ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь, Россия; далее - Федеральный центр г. Перми) и Национальным институтом по контролю пищевых продуктов (Ханой, Республика Вьетнам), подписанным в августе 2018 г., выполнена научно-исследовательская работа по количественному определению N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-метил-этилнитрозоамин, N-нитрозодиэтиламин, N-нитрозо-дипропиламин, N-нитрозодибутиламин, N-нитрозопи-перидин, N-нитрозопирролидин, N-нитрозоморфолин, N-нитрозодифениламин) в образцах мясорастительных консервов для детского питания, выпущенных и находящихся в обороте Республики Вьетнам.
Объектами исследований являлись стандартные образцы смеси 9 N-нитрозоаминов EPA 521 Nitrosamine Mix, состоящие из N-нитрозодиметиламина (N-DMNA), N-нитрозометилэтиламина (N-MENA), N-нитрозодиэтил-амина (N-DENA), N-нитрозодипропиламина (N-DPNA), N-нитрозодибутиламина (N-DBNA), N-нитрозопипери-динамина (N-PIPNA), N-нитрозопирролидинамина (N-PYRNA), N-нитрозоморфолинамина (N-MORNA) и N-нитрозодифениламина (N-DPHNA) концентрацией 2000 мкг/см3 в метаноле (Supelco, США), CAS № 62-75-9, а также гомогенизированные консервированные мясо-растительные продукты для детского питания (далее -детские мясорастительные консервы) - 21 образец, отобранный из торговой сети Республики Вьетнам методом случайной выборки. Они включали следующие виды: овощи и рис с цыпленком (образец № 1), сладкую кукурузу с картофельным пюре и индейкой (образец № 2), картофель с телятиной (образец № 3), каждого вида по 7 образцов. Каждый образец пищевого продукта анализировали трижды двумя методами. Всего выполнено 63 исследования, 567 элементоопределений.
Российская Федерация. В Федеральном центре г. Перми выполнены скрининговые исследования мясных консервов ГХ/МС с использованием автоматической системы ТФЭ на этапе пробоподготовки. Для построения градуировочной характеристики использовали стандартный раствор (0,16 мкг/см3) смеси 9 N-нитрозоаминов. Для работы автоматической системы ТФЭ использовали растворители дихлорметан (HPLC) 99,9% (PanReac AppliChem); ацетонитрил (HPLC) 99,9% (PanReac AppliChem); 2-пропанол multisolvent (HPLC) 99,99% (Scharlau); этилацетат multisolvent (HPLC) 99,97% (Scharlau), а также картридж угольный Coconut Charcoal SPE (30 pk 2 г/6 мл) (Supelco, США).
В режиме селективного ионного детектирования (SIM) с использованием стандартных растворов 9 N-нитрозоаминов по характеристическим ионам соединений 74, 88, 102, 130, 84, 114, 100, 116, 168 m/z в диапазоне концентраций 0,0002-0,0016 и 0,016-5,0 мг/кг строили градуировочную зависимость для количественного определения содержания N-нитрозоаминов. Проведенная аттестация методики в соответствии с РМГ 61-2010 [10] и ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений» позволила установить метрологические характеристики: показатель внутрилабора-торной прецизионности 4,84%, показатель правильности не более 10% и показатель точности 19%. Исследования стандартных образцов и пищевой продукции выполняли на газовом хроматографе Agilent 7890А (Agilent, США) с квадрупольным масс-спектрометрическим детектором (MCD) 5975С. Режим ионизации электронным ударом при 70 эВ. Высокая эффективность хроматографиче-ского разделения 9 N-нитрозоаминов с различными физико-химическими свойствами достигнута на капиллярной колонке серии HP-FFAP длиной 50 м, внутренним диаметром 0,320 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,50 мкм. Режим программирования температуры колонки: первоначально температуру устанавливали на 50 °C и выдерживали в течение 1 мин, затем температуру увеличивали до 120 °С со скоростью 8 °С/мин; от 120 до 180 °С со скоростью 12 °С/мин и от 185 °С до 240 °С со скоростью 25 °С/мин с выдержкой при конечной температуре 5 мин. Общее время анализа составляло 22,4 мин. Газ-носитель гелий; скорость газа-носителя 1,0 см3/мин в режиме постоянного потока. Температура аналитического интерфейса 220 °С. Ввод пробы осуществляли с помощью автосамплера Agilent ALS в режиме pulsed/splitless; объем пробы 2 мкм3.
Для устранения влияния матричных эффектов образцов консервов и недостаточной селективности процедур пробоподготовки на результаты ГХ/МС-определения N-нитрозоаминов выполняли очистку образцов от мешающих компонентов и жира методом дистилляции с использованием щелочного катализа, что обеспечивало увеличение полноты и селективности экстракционного извлечения аналитов из образца [11, 12]. После окончания процедуры дистилляции N-нитрозоаминов полученный дистиллят (объемом 70 см3) пропускали через
картридж Coconut 6 см3 автоматической системы ТФЭ с использованием оптимальной схемы элюирования (полнота извлечения 92-99%), идентификации соединений по масс-спектрам и времени выхода; количественного ГХ/МС-определения по градуировочному графику. Для подтверждения присутствия N-нитрозоаминов в образцах применяли идентификационные параметры: время удерживания N-нитрозоаминов, два иона: основной и подтверждающий ионы m/z, соотношение интенсивностей сигналов основного и подтверждающего ионов.
Республика Вьетнам. В Национальном институте контроля пищевых продуктов исследования выполнены методом QuEChERS ГХ-МС/МС. Метод экстракции был разработан на основе подхода QuEChERS, модифицированного из исследования Lehotay et al. [13]. Процедуру экстракции и очистки проводили следующим образом: 5 г гомогенизированных образцов помещали в центрифужные пробирки объемом 50 см3, добавляли 50 мкм3 раствора внутреннего стандарта 10 мкг/см3, выдерживали 15 мин. Затем добавляли 15 см3 смеси ацетонитрила и воды (50:50, об/об), а затем 5,5 г NH4Cl. После интенсивного перемешивания в течение 1 мин обрабатывали ультразвуком в течение 30 мин и центрифугировали при 6000 об/мин в течение 5 мин. 2 см3 супернатанта переносили в пробирку объемом 15 см3, которая содержала 300 мг безводного сульфата магния и 100 мг сорбента С18. После добавления 2 см3 н-гексана пробирку энергично перемешивали и центрифугировали при 6000 об/мин в течение 5 мин. Слой н-гексана удаляли и 0,5 см3 ацетонитрила переносили в ампулу, которая содержала 0,5 см3 дихлорметана. Затем 1 мкм3 дихлорметана впрыскивали в систему ГХ-МС/МС, которая состояла из газового хроматографа 7890 и масс-спектрометра 7000B (Agilent, США). Для разделения N-нитрозоаминов использовали колонку DB-1701 (Supelco, США). Режим программирования температуры колонки: первоначально температуру устанавливали на 50 °C и выдерживали в течение 1 мин, затем температуру увеличивали до 160 °С со скоростью 10 °С/мин; от 160 до 250 °С со скоростью 30 °С/мин. Общее время анализа составляло 16 мин.
При настройке MS/MS использовали положительный режим ионизации EI (70 эВ). С целью повышения чувствительности и селективности анализа настройки мониторинга множественных реакций (MRM) были оптимизированы: для каждого N-нитрозоамина и внутреннего стандарта выбраны два иона. Ион N-нитрозоамина с более высокой интенсивностью был использован для количественной оценки, другой ион был использован для подтверждения его присутствия в анализируемой пробе. Для количественной оценки N-нитрозодиметиламина в образцах консервов использовали основной ион m/z 74 и подтверждающий m/z 42.
Оценку содержания суммы N-нитрозоаминов (N-нитро-зодиметиламин и N-нитрозодиэтиламин), обнаруженных в образцах детских мясорастительных консервов, выполняли относительно допустимого уровня, установ-
Таблица 1. Содержание N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах производителей Вьетнама, определенное хромато-масс-спектрометрическим методом с использованием автоматической системы твердофазной экстракции (мг/кг, M±m)
N-нитрозоамин Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3
1. N-DMNA 0,00057±0,0009 0,00045±0,00008 0,0005±0,00009
2. N-MENA 0,0010±0,00014 0,0010±0,0006 0,0008±0,0001
3. N-DENA 0,00013±0,0002 нпо нпо
4. N-DPNA 0,0014±0,0002 0,0005±0,00008 0,00095±0,00015
5. N-PYRNA 0,0017±0,0004 0,002±0,0004 0,002±0,0003
6. N-DBNA 0,0026±0,0003 0,00105±0,0002 0,0004±0,0007
7. N-PIPNA 0,0002±0,0004 0,0001 ±0,000017 0,0003±0,00005
8. N-MORNA 0,0020±0,0003 нпо 0,016±0,0027
9. N-DPHNA 0,0005±0,00003 нпо нпо
П р и м е ч а н и е. нпо - ниже предела обнаружения: для N-DENA и N-MORNA - 0,0002 мг/кг; для N-DPHNA - 0,0001 мг/кг.
ленного ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (приложение 3. Гигиенические требования безопасности к пищевой продукции).
Результаты и обсуждение
Российская Федерация. Результаты исследований образцов детских мясорастительных консервов, полученные в лаборатории методов газовой хроматографии Федерального центра г. Перми, приведены в табл. 1.
Анализ результатов исследований (см. табл. 1) показал, что максимальное количество N-нитрозоаминов обнаружено в образце № 1 (овощи и рис с цыпленком). Наиболее высокое содержание N-нитрозодиметиламина также отмечено в образце № 1, которое превышало содержание контаминанта в образцах № 2 и 3 соответственно в 1,3 и 1,2 раза. В образце № 1 обнаружены N-морфолиннитрозоамин и N-дифенилнитрозоамин.
Хроматограмма N-нитрозоаминов, обнаруженных в образце № 1, представлена на рис. 1.
Анализ полученных результатов (см. табл. 1) показал, что в образце мясорастительных консервов № 1 (овощи и рис с цыпленком) обнаружены N-нитрозодиметила-мин и N-нитрозодиэтиламин. Присутствие N-нитрозо-
диметиламина в образце № 1 подтверждено получением масс-спектра, что позволило провести его идентификацию с библиотечным масс-спектром. Масс-спектрограмма сравнения масс-спектра N-нитрозо-диметиламина, обнаруженного в образце № 1, с библиотечным спектром по характеристическим ионам (m/z 74, 42) представлена на рис. 2.
Соотношение интенсивностей сигнала основного и подтверждающего ионов N-нитрозодиметиламина показано на масс-спектрограмме (рис. 3).
Наличие на масс-хроматограмме пиков с точно заданной массой (m/z=74, 42), временем удерживания (7,255 мин) для N-нитрозодиметиламина и соотношение интенсивностей подтверждающего и основного ионов 70% являются подтверждением его присутствия в исследуемом образце № 1.
Анализ результатов количественного определения N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах в режиме селективного ионного мониторинга (SIM) показал, что превышений допустимого уровня по сумме N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин и N-нитро-зодиэтиламин) 0,001 мг/кг согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» не обнаружено. Вместе с тем в исследуемых образцах установлено на-
2 600 000 2 200 000
CÛ
Е
ci 1 800 000
о S
£ 1 400 000
X
s
° 1 000 000
600 000
200 000
7.00 9.00
Рис. 1. Хроматограмма N-нитрозоаминов (образец № 1)
11.00
13.00
15.00
74.0
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
42.0
Ц-ГГ+п
131.1
м-д^
160.8
191.8 220.7 251.9
I ■■ ■ 11 fi h i 11 i .ff i-м i i'i
289.9
328.1
i 1111 i
395.6
431.1
Iiiiii
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
т/2
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
т/2
Рис. 2. Масс-спектр 1\1-нитрозодиметиламина, обнаруженного в образце № 1 (верхняя часть рисунка), и масс-спектр 1\1-нитрозодиметил-амина из библиотеки N181 081 (нижняя часть рисунка)
личие ряда Ы-нитрозоаминов: (Ы-метилэтилнитрозоамин, Ы-дипропилнитрозоамин, Ы-дибутилнитрозоамин, Ы-пипе-ридиннитрозоамин, Ы-пирроли-диннитрозоамин и Ы-ди-фенилнитрозоамин) в диапазоне концентраций 0,00040,0026 мг/кг (см. табл. 1). Содержание этих соединений в мясорастительных консервах для детей в РФ в настоящее время не регламентировано.
Республика Вьетнам. Результаты исследований образцов детских мясорастительных консервов вьетнамских производителей, полученные в лаборатории национального института контроля пищевых продуктов Республики Вьетнам, приведены в табл. 2.
Анализ результатов исследований (см. табл. 2) показал, что максимальное количество Ы-нитрозоаминов
74.0
9000 -
8000 :
CÜ 7000 -I
м
6000:
о
М 5000 :
л
а н 4000 :
иг о 3000 ^
2000 -I
1000 ^
04
42.0
15.0
30.0
59.0
111.11111
т/2
15 25
35
45
55
65
75
Рис. 3. Масс-спектр N-нитрозодиметиламина, обнаруженного в образце № 1 (ионы m/z 42 и 74)
обнаружено в образцах № 1 и 2. При этом во всех исследуемых образцах наиболее высоким было содержание Ы-нитрозодиметиламина. Содержание Ы-метил-этилнитрозоамина, Ы-пиперидиннитрозоамина, Ы-пир-ролидинамина и Ы-морфолиннитрозоамина в анализируемых образцах не обнаружено.
Хроматограммы стандартной смеси 9 Ы-нитрозоа-минов и образца мясорастительных консервов, который содержал Ы-нитрозоамины, представлены на рис. 4.
Идентификацию Ы-нитрозоаминов, обнаруженных в образце детских мясорастительных консервов методом ГХ-МС/МС, проводили по хроматограмме стандартного раствора с учетом параметров удерживания соединений (см. рис. 4). Совпадение времени удерживания Ы-нитрозоаминов, обнаруженных в образце детских мясорастительных консервов, с Ы-нитрозоаминами стандартного раствора свидетельствует об идентичности анализируемых соединений в образце и стандартном растворе.
Сравнение основных валидационных характеристик методик анализа, применяемых в лабораториях методов газовой хроматографии Федерального центра г. Перми и Национального института контроля пищевой продукции Республики Вьетнам (табл. 3), позволяет сделать вывод о том, что методики достоверны и сопоставимы по таким метрологическим показателям, как точность (характеристика погрешности) и нижний предел количественного определения.
Методика анализа Ы-нитрозоаминов в детских мя-сорастительных консервах лаборатории газовой хроматографии института контроля пищевой продукции
Таблица 2. Содержание N-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах производителей Вьетнама, определенное методом тандемной масс-спектрометрии с газовой хроматографией (мг/кг, M±m)
N-нитрозоамин Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3
1. N-DMNA 0,00077±0,00014 0,00075±0,00014 0,0006±0,0001
2. N-MENA нпо нпо нпо
3. N-DENA 0,00009±0,000016 0,00009±0,000016 0,0001 ±0,000018
4. N-DPNA 0,00014±0,000025 0,00013±0,000023 0,00013±0,000023
5. N-PYRNA нпо нпо нпо
6. N-DBNA 0,00016±0,000029 0,00018±0,00003 0,00018±0,00003
7. N-PIPNA нпо нпо нпо
8. N-MORNA нпо нпо нпо
9. N-DPHNA 0,00013±0,000023 0,00015±0,00003 0,00015±0,00003
П р и м е ч а н и е. нпо - ниже предела обнаружения: для N-MENA и N-DPHNA - 0,00005 мг/кг; для N-PYRNA и N-MORNA -0,0001 мг/кг.
Рис. 4. Хроматограмма (TIC) стандартного раствора N-нитрозоаминов в концентрации 10 мкг/кг продукта (А) и N-нитрозоаминов, обнаруженных в образце № 1 (Б)
Таблица 3. Основные валидационные характеристики методик анализа 1\1-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах
^нитрозоамин Хромато-масс-спектрометрия (ГХ/МС) с автоматической системой ТФЭ Тандемная масс-спектрометрия с экстракцией и газовой хроматографией QuEChERS (ГХ-МС/МС)
линейность, мг/кг точность, % мг/кг линейность, мг/кг точность, % мг/кг
1\1-нитрозодиметиламин 17 0,0001 0,00005
1\1-нитрозометилэтиламин 14 0,0002 0,0001
1\1-нитрозодиэтиламин 16 0,0002 0,0001
1\1-нитрозодипропиламин 16 0,0002 0,0001
1\1-нитрозодибутиламин 0,0002-0,0016 17 0,0002 0,0001-0,003 18-19 0,0001
1\1-нитрозопиперидинамин 17 0,0002 0,0001
1\1-нитрозопирролидинамин 17 0,0002 0,0001
1\1-нитрозоморфолинамин 17 0,0002 0,0001
1\1-нитрозодифениламин 17 0,0001 0,00005
Республики Вьетнам предусматривает экстракцию органическим растворителем на основе подхода QuEChERS с последующим анализом методом ГХ-МС/МС. Следует отметить длительность и трудоемкость выполнения подготовки проб мясорастительных консервов к химическому анализу.
Высокая эффективность, селективность и чувствительность методики определения содержания Ы-нитро-зоаминов в детских мясорастительных консервах Федерального центра г. Перми достигнута использованием автоматической системы ТФЭ на этапе пробоподготовки пищевого продукта. Преимуществами этого метода является то, что все этапы пробоподготовки выполняются селективно, мешающие компоненты и целевые соединения отделяются от матрицы, в результате чего происходит высокоэффективное извлечение и наблюдается хорошая воспроизводимость результатов анализа.
Использование ГХ/МС низкого разрешения и применение автоматической системы ТФЭ позволило выйти на высокую сопоставимость результатов химического анализа Ы-нитрозоаминов в детских мясорастительных консервах, полученных в лаборатории Федерального центра г. Перми и института контроля пищевых продуктов Республики Вьетнам.
Полученные в разных лабораториях результаты химического анализа Ы-нитрозоаминов показали хорошую воспроизводимость. Так, содержание Ы-нитро-зодиметиламина обнаружено в 3 анализируемых образцах в диапазоне концентраций от 0,00045 до 0,00077 мг/кг обеими методиками. Анализ полученных результатов исследований подтвердил эффективность разработанной в Федеральном центре г. Перми ГХ/МС-методики с использованием автоматической системы ТФЭ на этапе пробоподготовки.
Выводы
1. В процессе исследований, выполненных в лаборатории Центра и института контроля пищевых продуктов Республики Вьетнам, образцов консервирован-
ных мясорастительных продуктов для детского питания выявлены химические загрязнители Ы-нитрозоамины: Ы-нитрозодиметиламин, Ы-нитрозодиэтиламин, Ы-метил-этилнитрозоамин, Ы-дипропилнитрозоамин, Ы-дибутил-нитрозоамин, Ы-пиперидиннитрозоамин, Ы-пирролидин-нитрозоамин, Ы-морфолиннитрозоамин и Ы-дифенил-нитрозоамин, не превышающие предельно допустимые уровни, но требующие их гигиенической оценки.
2. Анализ полученных данных показал, что превышений допустимого уровня в образцах мясораститель-ных консервов по сумме Ы-нитрозоаминов (Ы-нитро-зодиметиламин и Ы-нитрозодиэтиламин) 0,001 мг/кг (согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции») не установлено.
3. Сопоставлены результаты определения содержания Ы-нитрозоаминов в детском питании производителей Вьетнама, полученные двумя методиками. Ы-нитрозодиметиламин обнаружен во всех анализируемых образцах в диапазоне концентраций от 0,00045 до 0,00077 мг/кг обоими методиками. Эти результаты подтвердили, что обе методики сопоставимы и имеют хорошие валидационные характеристики для определения Ы-нитрозоаминов в детском питании.
4. Полученные данные указывают на необходимость дальнейших исследований содержания химических веществ в продуктах для детского питания с целью обоснования методических подходов к анализу риска одновременного воздействия химических кон-таминантов на здоровье детского населения. В связи с этим представляется чрезвычайно важным и актуальным вопрос гигиенической регламентации содержания изучаемых соединений в продуктах для детского питания.
Полученные результаты могут использоваться для совершенствования государственного санитарно-эпидемиологического контроля и надзора, а также для принятия управленческих решений.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Сведения об авторах
Зайцева Нина Владимировна (Zaitseva Nina V.) - академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, заведующая кафедрой общественного здоровья и здравоохранения № 2 с курсом информатизации ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России (Пермь, Россия) E-mail: root@fcrisk.ru http://orcid.org/0000-0003-2356-1145
Чан Тао Шон (Tran Cao Son) - доктор химических наук, заведующий лабораторией пищевой токсикологии и тестирования аллергенов Национального института контроля пищевых продуктов (Ханой, Республика Вьетнам) E-mail: sontc@nifc.gov.vn https://orcid.org/0000-0002-9779-2715
Буи Тао Тиен (Bui Cao Tien) - научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и тестирования аллергенов Национального института контроля пищевых продуктов (Ханой, Республика Вьетнам) E-mail: sontc@nifc.gov.vn https://orcid.org/0000-0001-8147-1012
Уланова Татьяна Сергеевна (Ulanova Tatyana S.) - доктор биологических наук, заведующая отделом химико-аналитических методов исследования ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь, Россия) E-mail: ulanova@fcrisk.ru http://orcid.org/0000-0002-9238-5598
Нурисламова Татьяна Валентиновна (Nurislamova Tatyana V.) - доктор биологических наук, заведующая лабораторией методов газовой хроматографии ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», профессор кафедры охраны окружающей среды факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (Пермь, Россия) E-mail: nurtat@fcrisk.ru http://orcid.org/0000-0002-2344-3037
Мальцева Ольга Андреевна (Maltseva Olga A.) - научный сотрудник лаборатории методов газовой хроматографии ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь, Россия) E-mail: malceva@fcrisk.ru http://orcid.org/0000-0001-7664-3270
Литература
1. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации (утв. Указом Президента РФ № 120 от 30.01. 2010).
2. Национальная программа по оптимизации вскармливания детей первого года жизни в Российской Федерации. М. : Союз педиатров России, 2011. 68 с.
3. Гофман В.Р. Экологические и социальные аспекты безопасности продовольственного сырья и продуктов питания : учебное пособие. Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2004. 551 с.
4. Reinik M., Tamme T., Roasto M., Juhkam K., Jurtsenko S., Tenno T. et al. Nitrites, nitrates and N-nitrosoamines in Estonian cured meat products: intake by Estonian children and adolescents // Food Addit. Contam. 2005. Vol. 22, N 11. P. 1098-1105. doi: 10.1080/02652030500241827
5. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Lyon, 1991. Vol. 52. 473 p.
6. Scheeren M.B., Arul J., Gariepy C. Comparison of different methods for nitrite and nitrate determination in meat products // 59th International Congress of Meat Science and Technology. Izmir, Turkey, 18-23 August 2013. URL https://www.academia. edu/20453626/Comparison_of_different_methods_for_Nitrite_ and_Nitrate_determination_in_Meat_Products
7. Pegg R.B., Shahidi F. Nitrite Curing of Meat: The N-Nitrosamine Problem and Nitrite Alternatives. Trumbull : Food and Nitrition Press, 2000. 280 p.
8. Опополь Н.И., Добрянская Е.В. Нитраты гигиенические аспекты и проблемы. Кишинев, 1990. 115 c.
9. Sipetic S.B., Vlajinac H.D., Kocev N.I., Marinkovic J.M., Radma-novic S.Z., Bjekic M.D. The Belgrade childhood diabetes study: a multivariate analysis of risk determinants for diabetes // Eur. J. Public Health. 2005. Vol. 15, N 2. P. 117-122.
10. РМГ 61-2010. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200094703 (дата обращения: 20.06.2017)
11. Ярошенко Д.В., Карцова Л.А. Матричный эффект и способы его устранения в биоаналитических методиках, использующих хромато-масс-спектрометрию // Журн. аналит. химии. 2014. Т. 69, № 4. С. 1-8.
12. 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. Anal. Chem. 2016. Vol. 71, N 4. Р. 359-364. doi: 10.1134/S10619348 16020027
13. Lehotay S.J., Son K.A., Kwon H., Koesukwiwat U., Fu W., Mas-tovska K. et al. Comparison of QuEChERS sample preparation methods for the analysis of pesticide residues in fruits and vegetables // J. Chromatogr. A. 2010. Vol. 1217, N 16. P. 2548-2560. doi: 10.1016/j.chroma.2010.01.044
References
1. Food Security Doctrine of the Russian Federation (conf. by Presi- 8. dential Decree of the Russian Federation No. 120 from 30.01.2010).
(in Russian) 9.
2. National Program in Feeding Optimization of Children in the First Year of Life in the Russian Federation. Moscow: Soyuz pediatrov Rossii, 2011: 68 p. (in Russian)
3. Gofman V.R. Ecological and Social Aspects of Alimentary Raw 10. Materials and Food: Study guide. Chelyabinsk: Izdatel'stvo YuUrGU, 2004: 551 p. (in Russian)
4. Reinik M., Tamme T., Roasto M., Juhkam K., Jurtsenko S., Tenno T., et al. Nitrites, nitrates and N-nitrosoamines in Estonian cured meat products: intake by Estonian children and 11. adolescents. Food Addit Contam. 2005; 22 (11): 1098-105.
doi: 10.1080/02652030500241827
5. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Lyon, 1991; 52: 473 p. 12.
6. Scheeren M.B., Arul J., Gariepy C. Comparison of different methods for nitrite and nitrate determination in meat products. 59th International Congress of Meat Science and Technology. Izmir, Turkey, 18-23 August 2013. URL https://www.academia. edu/20453626/Comparison_of_different_methods_for_Nitrite_ 13. and_Nitrate_determination_in_Meat_Products
7. Pegg R.B., Shahidi F. Nitrite Curing of Meat: The N-Nitrosamine Problem and Nitrite Alternatives. Trumbull: Food and Nitrition Press, 2000: 280 p.
Opopol' N.I., Dobrianskaia E.V. Nitrates: Hygienic Aspects and Problems. Kishinev, 1990: 115 p. (in Russian) Sipetic S.B., Vlajinac H.D., Kocev N.I., Marinkovic J.M., Radma-novic S.Z., Bjekic M.D. The Belgrade childhood diabetes study: a multivariate analysis of risk determinants for diabetes. Eur J Public Health. 2005; 15 (2): 117-22.
Interstate Standardization Recommendations 61-2010. State System for Ensuring the Uniformity of Measurements. Indicators of Accuracy, Correctness, Precision Methods of Quantitative Chemical Analysis. Assessment Methods URL: http://docs.cntd.ru/docu-ment/1200094703 (date of access June 20, 2017) (in Russian) Iaroshenko D.V., Kartsova L.A. Matrix effect and its elimination methods in bioanalytical methods using chromatography-mass spectrometry. Zhurnal analiticheskoy khimii [Journal of Analitical Chemistry]. 2014; 69 (4): 1-8. (in Russian)
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 chroma-tography with a mass-spectrometric detector. J Anal Chem. 2016; 71 (4): 359-64. doi: 10.1134/S1061934816020027 Lehotay S.J., Son K.A., Kwon H., Koesukwiwat U., Fu W., Mas-tovska K., et al. Comparison of QuEChERS sample preparation methods for the analysis of pesticide residues in fruits and vegetables. J Chromatogr A. 2010; 1217 (16): 2548-60. doi: 10.1016/ j.chroma.2010.01.044
