Optymalizacja metody jednoczesnego oznaczania 490 środków ochrony roślin w piwie
Optimization of the method for the simultaneous determination of 490 pesticides in beer
Bożena Łozowicka, e-mail: b.lozowicka@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaEwa Rutkowska, e-mail: e.rutkowska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaIzabela Hrynko, e-mail: i.hrynko@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaJulia Rusiłowska, e-mail: j.rusilowska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22 , 15-195 Białystok, PolskaAleksandra Pietraszko, e-mail: a.pietraszko@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaMagdalena Jankowska, e-mail: m.jankowska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaMarta Czerwińska, e-mail: m.czerwinska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaOlga Nowakowska, e-mail: o.nowakowska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaPiotr Kaczyński, e-mail: p.kaczynski@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Białymstoku, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, PolskaAbstract |
Jednoczesne oznaczanie wielu pozostałości pestycydów w piwie jest złożonym i trudnym procesem analitycznym. Skomplikowana matryca wymaga indywidulanego podejścia badawczego. Kluczowym etapem niniejszej pracy było usunięcie substancji przeszkadzających poprzez dobór pojedynczych sorbentów lub ich mieszanin umożliwiających redukcję efektu matrycy (ME) przy jednoczesnym uzyskaniu akceptowalnych odzysków dla każdego analitu. Do badań wytypowano dwie matryce: piwo jasne i ciemne oraz 490 substancji czynnych środków ochrony roślin (ś.o.r.). Oznaczenia instrumentalne przeprowadzono techniką GC-MS/MS i LC-MS/MS. Najskuteczniejszym sposobem oczyszczania próbki było użycie PSA/MgSO4 jako sorbentu. Średnie odzyski mieściły się w akceptowalnym zakresie 71,5−114,2% (RSD > 17%). Ponad 80% analitów charakteryzowała się nieistotnymi wartościami efektu matrycy (-20% < ME < 20%). Pozostałości ś.o.r. wykryto w dwóch próbkach z 10 przebadanych, w których potwierdzono obecność fungicydów takich jak boskalid, dimetomorf oraz tiofanat metylu.
Simultaneous determination of multi pesticide residues in beer is a complex and difficult analytical process. A complex matrix requires an individual research approach. The key stage of this work was the removal of interfering substances by selecting individual sorbents or their mixtures enabling the matrix effect (ME) reduction while obtaining acceptable recoveries for each analyte. Two matrices were selected for the research: light and dark beer and 490 active substances of plant protection products (PPPs). Instrumental determinations were carried out using GC-MS/MS and LC-MS/MS technology. The most effective way to purify the sample was to use PSA/MgSO4 as a sorbent. The mean recoveries were within the acceptable range of 71.5−114.2% (RSD > 17%). More than 80% of the analytes had insignificant matrix effect values (–20% < ME < 20%). Residues of PPPs were detected in two samples out of 10 tested, in which the presence of fungicides was confirmed, such as boscalid, dimethomorph and thiophanate-methyl. |
Key words |
pozostałości środków ochrony roślin; piwo; oczyszczanie; efekt matrycy; aplikacja metody; pesticide residues; beer; clean-up; matrix effect; method application |
References |
Anastassiades M., Lehotay S.J., Stajnbaher D., Schenck F.J. 2003. Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and dispersive soildphase extraction for the determination of pesticide residues in produce. Journal of AOAC International 86 (2): 412–431. DOI: 10.1093/JAOAC/86.2.412
Bolaños P.P., Romero-González R., Frenich A.G., Vidal J.L. 2008. Application of hollow fibre liquid phase microextraction for the multiresidue determination of pesticides in alcoholic beverages by ultra-high pressure liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A 1208 (1–2): 16–24. DOI: 10.1016/j.chroma.2008.08.059
Dušek M., Jandovská V., Olšovská J. 2018. Tracking, behavior and fate of 58 pesticides originated from hops during beer brewing. Journal of Agricultural and Food Chemistry 66 (38): 10113–10121. DOI: 10.1021/acs.jafc.8b03416
Hengel M.J., Miller D., Jordan R. 2016. Development and validation of a method for the determination of pesticide residues in beer by liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of the American Society of Brewing Chemists 74 (1): 49–52. DOI: 10.1094/ASBCJ-2016-1115-01
Hrynko I., Łozowicka B., Kaczyński P. 2019. Comprehensive analysis of insecticides in melliferous weeds and agricultural crops using a modified QuEChERS/LC-MS/MS protocol and of their potential risk to honey bees (Apis mellifera L.). Science of the Total Environment 657: 16–27. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.470
Inoue T., Nagatomi Y., Suga K., Uyama A., Mochizuki N. 2011. Fate of pesticides during beer brewing. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59 (8): 3857–3868. DOI: 10.1021/jf104421q
Lopez S.H., Dias J., Mol H., Kok A. 2020. Selective multiresidue determination of highly polar anionic pesticides in plant-based milk, wine and beer using hydrophilic interaction liquid chromatography combined with tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A 1625: 461226. DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461226
Łozowicka B., Ilyasova G., Kaczynski P., Jankowska M., Rutkowska E., Hrynko I., Mojsak P., Szabunko J. 2016. Multi-residue methods for the determination of over four hundred pesticides in solid and liquid high sucrose content matrices by tandem mass spectrometry coupled with gas and liquid chromatograph. Talanta 151: 51–61. DOI: 10.1016/j.talanta.2016.01.020
Łozowicka B., Jankowska M., Rutkowska E., Lulewicz M., Kaczyński P., Konecki R., Iwaniuk P. 2019. Wpływ sorbentów „clean-up” na odzysk i efekt matrycy w wielopozostałościowej metodzie oznaczania pestycydów w winie. [Impact of „clean-up”sorbents on the recovery and the matrix effect in the multi-residue method for the determination of pesticides in wine]. Progress in Plant Protection 59 (4): 206–213. DOI: 10.14199/ppp-2019-027
Ma Ch., He Y., Cao Y., Bai X., Li H. 2016. Analysis of flavour compounds in beer with extruded sorghum as an adjunct using headspace solid-phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry. Journal of The Institute of Brewing 122 (2): 251–260. DOI: 10.1002/jib.330
Omote M., Harayama K., Sasaki T., Mochizuki N., Yamashita H. 2006. Analysis of simultaneous screening for 277 pesticides in malt and beer by liquid chromatography with tandem mass spectrometry. Journal of the American Society of Brewing Chemists 64 (3): 139–150. DOI: 10.1094/ASBCJ-64-0139
PPDB 2021. https://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/atoz.htm [dostęp: 03.02.2021].
Rozporządzenie WE 2005. Rozporządzenie (WE) nr 396/2005 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 lutego 2005 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów w żywności i paszy pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz na ich powierzchni, zmieniające dyrektywę Rady 91/414/EWG (Dz. Urz. L 70, str. 1 z 16.03.2005).
Rutkowska E., Łozowicka B., Kaczyński P. 2018. Modification of multiresidue QuEChERS protocol to minimize matrix effect and improve recoveries for determination of pesticide residues in dried herbs followed by GC-MS/MS. Food Analytical Methods 11: 709–724. DOI: 10.1007/s12161-017-1047-3
Rutkowska E., Łozowicka B., Kaczyński P. 2019. Three approaches to minimize matrix effects in residue analysis of multiclass pesticides in dried complex matrices using gas chromatography tandem mass spectrometry. Food Chemistry 279: 20–29. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.11.130
SANTE/12682/2019. Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed. Supersedes Document No. SANTE/2017/11813. Implemented by 01/01/2020.
Vela N., Pérez G., Navarro G., Navarro S. 2007. Gas chromatographic determination of pesticide residues in malt, spent grains, wort, and beer with electron capture detection and mass spectrometry. Journal of AOAC International 90 (2): 544–549. DOI: 10.1093/jaoac/90.2.544
Walorczyk S., Drożdżyński D., Kierzek R. 2015. Two-step dispersive-solid phase extraction strategy for pesticide multiresidue analysis in a chlorophyll-containing matrix by gas chromatography-tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A 1412: 22–32. DOI: 10.1016/j.chroma.2015.08.022
Walsh D.B., O’Neal S.D., George A.E., Groenendale D.P., Henderson R.E., Groenendale G.M., Hengel M.J. 2016. Evaluation of pesticide residues from conventional, organic, and nontreated hops on conventionally hopped, late-hopped, and wet-hopped beers. Journal of the American Society of Brewing Chemists 74 (1): 53–56. DOI: 10.1094/ASBCJ-2016-1115-02
www.gov.pl/web/rolnictwo/wyszukiwarka-srodkow-ochrony-roslin [dostęp: 03.02.2021]. |
Progress in Plant Protection (2021) 61: 53-61 |
First published on-line: 2021-03-10 13:20:51 |
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2021-006 |
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list |