Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Медведевских М.Ю., Сергеева А.С., "Обзор метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье"

Обзор метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье




М.Ю. Медведевских, А. С. Сергеева.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Уральский научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «УНИИМ»), Россия, г. Екатеринбург E-mail: Iab241@uniim.ru

В статье рассматриваются основные нормативные документы, устанавливающие требования безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья, для подтверждения соответствия которым требуется проведения процедур идентификации. Проведен обзор мирового опыта количественной оценки достоверности идентификации. Представлены первые результаты разработки метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Показаны схемы прослеживаемости результатов идентификации.

Ключевые слова: идентификация, токсичные вещества, пищевые продукты и продовольственное сырье, стандартные образцы, эталон.

In the article the basic regulatory documents, establishing the requirements of foodstuffs and food raw materials safety are considered, for which the conformity assessment procedures of identification are required. A review of the world experience of quantitative estimation of reliability of the identification is made. The first results of the development of metrological assurance of the identification of toxic substances in foodstuffs and food raw materials are represented. Traceability schemes of identification results are shown.

Key words: identification, toxic substances, foodstuffs and food raw materials, reference materials, measurement standards.



Идентификация следовых количеств неизвестных органических соединений, входящих в состав сложных многокомпонентных смесей, является одной из наиболее сложных и важных задач современной аналитической химии. Идентифицировать (от латинского слова identificare) означает «установить (устанавливать) полное совпадение, соответствие одного предмета, явления и т.д. другому» [1]. В случае химической идентификации речь идет, прежде всего, об установлении соответствия обнаруженного индивидуального химического соединения (группы соединений) известному химическому соединению или группе таких соединений. Вопросы идентификации особенно актуальны при анализе наличия токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье при оценке их безопасности для здоровья и жизни людей. В пищевых продуктах и продовольственном сырье токсичными являются следующие вещества [2,3]:

- тяжелые металлы;

- микотоксины, некоторые токсины морепродуктов, бактериальные токсины;

- пестициды;

- нитраты, нитриты;

- полициклические ароматические углеводороды (бенз (а) пирен);

- полихлорированные бифенилы (ПХБ) и диоксины;

- антибиотики, гормоны, стимуляторы роста;

- радионуклиды.


Дополнительным требованием для всех без исключения пищевых продуктов является микробиологическая чистота, а для специализированной пищевой продукции (продукты для детского, диетического и лечебного питания) - отсутствие лактозы, глютена и прочих аллергенов.

Требования к содержанию токсичных веществ и процедуре их определения установлены в документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Европейского регионального бюро. Статус международных критериев безопасности пищевых продуктов в соответствии с Соглашением Всемирной торговой организации (ВТО) о применении санитарных и фитосанитарных мер 1995 г имеют стандарты Кодекса Алиментариус (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) и ВОЗ) [4]. В Российской Федерации требования к безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья установлены в Федеральных законах «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения [5] и «О качестве и безопасности пищевых продуктов» [6]. Показатели допустимого содержания токсичных веществ в пищевых продуктах прописаны в СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» [3], а также ряде Технических регламентов Таможенного союза (ТР ТС):

- ТР ТС 015/2011 «О безопасности зерна»;

- ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»;

- ТР ТС 023/2011 «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей;

- ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию»;

- ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания»;

- ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции»;

- ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции».

В таблице 1 приведен перечень некоторых категорий токсичных веществ, содержание которых в пищевых продуктах и продовольственном сырье подлежит обязательному контролю в соответствии с требованиями перечисленных выше Технических регламентов.



Таблица 1

Токсинные вещества в пищевых продуктах и продовольственном сырье, подлежащие обязательному контролю в соответствии с требованиями Технических регламентов Таможенного союза

Продукт Микотоксины Пестициды Бенз (а)пирен Диоксины ПХБ Антибиотики
 Зерно  афлатоксин В1 дезоксинива-ленол Т-2 токсин зеараленон охратоксин А фумонизин  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты, гексахлорбензол, ртутьорганические пестициды 2,4-Д кислота, ее соли и эфиры  +  +  +
 Жиры и масла  афлатоксин В1  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты  +  +  +  -
 Рыба и рыбные продукты  -  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты, 2,4-Д кислота, ее соли и эфиры  +  +  +  
 Фрукты и овощи  патулин афлатоксин В1 5-оксиметил-фурфурол  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты  -  -  -  -
 Соки  -  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты  -  -  -  -
 Мясо и мясные продукты супы и бульоны  -  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты  +  +  -  Левомицетин тетрациклиновая группа гризин бацитрацин
 Молоко и молочные продукты  афлатоксин М1 афлатоксин В1 зеараленон Т-2 токсин охратоксин А  ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты  -  -  - левомицетин тетрациклиновая группа стрептомицин пенициллин 
Сахара, продукты из какао и шоколада афлатоксин В1 дезоксиниваленол 5-оксиметил-фурфурол ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты - - - -

 

Идентификация неразрывно связана с вопросами качественного анализа. Задачей качественного анализа является обнаружение отдельных элементов или ионов, входящих в состав вещества. Эта задача может быть решена с помощью различных методов - химических, физико-химических и физических [7]. При этом для решения задач идентификации применяются наиболее надежные, чувствительные и универсальные методы анализа, такие как хроматография, электрофорез, масс-спектрометрия, ИК- и ЯМР-спектроскопия в их различных модификациях.

Для целей обеспечения безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья при их изготовлении, ввозе и рыночном обращении в настоящее время, по информации базы данных ФГУП «Стандартинформ» [8], разработано и введено в действие 112 межгосударственных и национальных стандартов на методики (методы) испытаний, предназначенных для получения результата качественного анализа. Тем не менее, они не охватывают всю номенклатуру представленных на рынке пищевых продуктов и продовольственного сырья, а также весь перечень токсичных веществ, подлежащих обязательному контролю. Более того, в настоящее время не решен вопрос метрологического обеспечения методик качественного анализа, которые не являются методиками измерений согласно Федеральному закону «Об обеспечении единства измерений» [9], ГОСТ Р 8.563 [10]. Полностью отсутствует нормативная и правовая база проведения процедур идентификации, допуска к применению методик идентификации как самостоятельной категории методик испытаний, стандартные образцы (СО) качественных свойств и эталонная база [11].

Нерешенным также остается вопрос, связанный с достоверностью идентификации, другими словами, с метрологическими подходами и алгоритмами, позволяющими провести оценку достоверности идентификации количественно. Так, например, авторы работы [12] полагают, что идентификация химических веществ может считаться достоверной только в случае, если она 
осуществлена двумя независимыми методами. В методиках идентификации, разработанных Агентством по охране окружающей среды США (United States Environmental Protection Agency; ЕРА) [13], в качестве идентификационных критериев введены интервалы для времен удерживания (ВУ) или относительных времен удерживания (ОВУ) и относительных интенсивностей пиков, по крайней мере, трех характеристичных (диагностических) ионов. Если значение одной из этих величин оказывается за границами соответствующего интервала, это означает отрицательный результат идентификации. Появившиеся позднее аналитические руководства, например [14], включают такие же или похожие критерии, но в развернутом виде. Отдельные интервальные критерии могут быть установлены для скрининговых и подтверждающих методов, применяемых последовательно. На стадии скрининга пестицидов, основанного на газовой хроматографии (ГХ), можно использовать относительно широкий интервал ВУ (разность ВУ аналита и аналитического стандарта), равный (1,5-3) % от ВУ стандарта. При подтверждении, в частности, методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) присутствия веществ этой группы в продуктах питания и продовольственном сырье, а также различных загрязняющих веществ в почвах более узкий рекомендуемый интервал определяется абсолютной величиной ВУ.

Масс-спектрометрические критерии идентификации, как правило, имеют эмпирическую основу и варьируются в зависимости от аналитической задачи. Так, в стандарте ISO 22892 [15] приняты интервалы для интенсивностей пиков трех характеристичных (диагностических) ионов, равные ±10%. При выборе характеристичных ионов предпочтение необходимо отдавать более тяжелым ионам (если возможно, включать молекулярный ион), интенсивным пикам (Іі > 15%), следует выбирать два пика из изотопных кластеров и др.

В работе [16] для проведения количественной оценки достоверности предлагается применение индексов удерживания, в [17] оценивание ведут с использованием критериев Стьюдента. В работах [18-21] упоминается, что одним из самых распространенных способов, применяемых при идентификации, в последнее время стал способ, основанный на использовании для этих целей баз данных. Это справедливо, например, для методов ГХ-МС и высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектроме-трическим детектированием (ВЭЖХ МС), при которых для идентификации используются масс-спектры. Между тем, вопросу достоверности такой идентификации не уделяется должного внимания. Обычно вещество считается идентифицированным, если значение величины степени совпадения, рассчитанной между экспериментальным масс-спектром и библиотечным масс-спектром соединения, возглавляющего список возможных кандидатов, превышает установленную исследователем границу. Строгое обоснование такого подхода в литературе отсутствует, а влияние условий регистрации аналитического сигнала на результаты поиска по базе данных не учитывается.

Таким образом, все предложенные подходы по оценке достоверности идентификации имеют свои достоинства и недостатки. Для метрологического обеспечения качественных методик измерений основным препятствием является отсутствие стандартизованных подходов. Понимание этой проблемы привело к тому, что в рамках международной организации по стандартизации ISO/REMCO была инициирована работа, посвященная проблеме метрологического обеспечения СО качественных свойств. Результатом этой работы был отчет, опубликованный ISO в 2013 году, посвященный общим вопросам создания СО качественных свойств [22].

Для установления степени идентичности при проведении процедуры характеризации СО для качественного анализа предлагаются математические методы определения идентичности результатов анализа (сходства экземпляров, сходства проб материала) при проведении межлабораторных экспериментов или процедур сличения с эталоном сравнения. В отчете ISO/TR 79 [22] для оценки идентичности предложены коэффициент корреляции, индекс корреляции, статистика «каппа», «каппа Флиса», «каппа Кохена», энтропия, пфи-коэффициент (среднеквадратическая сопряженность), коэффициент основного сходства Говера [23] и др. Часть предлагаемых математических методов позволяют проводить оценку сходства по нескольким характеристикам СО, что повышает их практическую ценность, например, коэффициент основного сходства Говера [23] позволяет оценить сходство проб (экземпляров) по семи характеристикам. В работе [24] представлен новый подход дисперсионного анализа (ORDNOVA), который применим для качественных и полуколиче-ственных результатов анализа.

Для выбора и стандартизации единого для Российской Федерации подхода к идентификации и решения проблем, связанных с обеспечением достоверности процедуры идентификации, специалистами Уральского научно-исследовательского института метрологии в рамках выполнения научно-исследовательской работы «Проведение исследований в области измерений физико-химического состава и свойств веществ по разработке комплекса метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье, ширф «ТОКСИН», начата разработка комплекса метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье.

Страница 1 из 3 Следующая

Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Медведевских М.Ю., Сергеева А.С., "Обзор метрологического обеспечения идентификации токсичных веществ в пищевых продуктах и продовольственном сырье"