Metallien määritys elintarvikkeista
Metallien määritys elintarvikkeista
Metallien määritys elintarvikkeista
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Metallien</strong> <strong>määritys</strong> <strong>elintarvikkeista</strong><br />
Cu, Mn, Fe, Se<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012<br />
Pb, Cd, As, Hg
Elintarviketurvallisuusvirasto Evira<br />
Elintarviketurvallisuusvirasto Eviran tehtävänä on varmistaa<br />
tutkimuksella ja valvonnalla elintarvikkeiden turvallisuutta<br />
ja laatua sekä kasvien ja eläinten terveyttä.<br />
Laboratoriotoiminta tukee viraston muuta toimintaa kuten<br />
siihen liittyvää valvontaa ja tarkastusta sekä tieteellistä<br />
tutkimusta.<br />
Eviran laboratorioilla on ISO 17025 standardin mukainen<br />
Finas-akkreditointi<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Eviran toimipaikat<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012<br />
Evirassa työskentelee<br />
noin 725 henkilöä,<br />
joista 510 Helsingissä<br />
ja 215 muissa toimi-<br />
paikoissa.
<strong>Metallien</strong> elintarvikemääritykset Evirassa<br />
• Vierasainevalvonta<br />
• Projektit<br />
• AAS<br />
• ICP-MS<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Vierasainevalvonta<br />
Toteutetaan kaikissa EU:n jäsenmaissa<br />
– valvotaan kiellettyjen aineiden käyttöä<br />
– elintarvikkeet eivät saa sisältää lääkeaineita yli<br />
asetettujen raja-arvojen<br />
– seurataan ympäristömyrkkyjen esiintymistä<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Ohjelmien suunnittelu<br />
• Tutkittavat yhdisteet ja näytemäärät tarkistetaan<br />
vuosittain<br />
• Ohjelmat hyväksyy EU:n komissio<br />
• Tutkimustulokset lähetetään EU:n komissiolle<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Vierasainevalvonnan kohteet<br />
• Elävät eläimet ja liha<br />
• nauta, sika, lammas, hevonen, siipikarja<br />
tarhattu riista (poro, villisika), riistaeläimet<br />
• Maito<br />
• Viljelty kala<br />
• Kananmuna<br />
• Hunaja<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Näytteitä otetaan<br />
• Tuotantotiloilta<br />
– lihantuotantotilat<br />
– maidontuotantotilat<br />
– kalanviljelylaitokset<br />
– munantuotantotilat<br />
– Hunajantuotantotilat<br />
• Tuotantolaitoksista<br />
– teurastamot<br />
– maitoalan laitokset<br />
– kala-alan laitokset<br />
– kananmunapakkaamot<br />
– hunajapakkaamot<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Näytemateriaalit<br />
• lihas<br />
• maksa<br />
• munuainen<br />
• virtsa<br />
• veri<br />
• karva<br />
• silmä<br />
• lanta<br />
• rehu, vesi<br />
• maito<br />
• muna<br />
• hunaja<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
ICP-MS<br />
• Soveltuu monenlaisille matriiseille<br />
eläinperäiset elintarvikkeet, rehut, lannoitteet<br />
• Mittausalue on laaja: Pienet ja suuret pitoisuudet<br />
mitattavissa samalla kertaa<br />
• Monialkuainetekniikka: Samalla kertaa saadaan<br />
analysoitua useampi alkuaine<br />
• Lyhyessä ajassa voidaan mitata paljon näytteitä<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
ICP-MS<br />
• Induktiivisesti kytketty plasma ionilähteenä<br />
• Useimmat alkuaineet ionisoituvat voimakkaasti<br />
80% alkuaineista on ionisoitunut plasmassa yli<br />
75%<br />
• Ionien erottelu m/z-suhteen perusteella<br />
• Näyte atomisoituu ja ionisoituu kuumassa<br />
plasmassa<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
ICP-MS<br />
• Massa-analysaattorissa tapahtuu ICP-lähteestä<br />
peräsin olevien ionien erottelu massa/varaussuhteen<br />
perusteella<br />
• Detektori muuttaa massa-analysaattorista tulevat<br />
ionit sähköisiksi pulsseiksi<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
ICP-MS Häiriönpoisto<br />
• Häiriöt on tunnistettava ja eliminoitava, jotta vältetään<br />
systemaattiset virheet<br />
• Näytteet hajotetaan mikroaaltouunihajotuksella<br />
happokonsentraatio n. 2%,<br />
liuenneen kiintoaineen määrä
ICP-MS Häiriönpoisto<br />
• Törmäys- tai reaktiokaasu<br />
• Työskentelyssä noudatetaan suurta huolellisuutta<br />
astioiden huolellinen pesu, hapot super- tai<br />
ultrapuhtaita, standardien epäpuhtaudet<br />
huomioitava, näytteiden säilytys<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
HPLC-ICP-MS<br />
• Orgaanisen ja epäorgaanisen arseenin määrittäminen<br />
riisistä HPLC-ICP-MS-tekniikkaan käyttäen<br />
AS (III), AS(V), MMM, AB, DMA<br />
Tulevaisuuden haasteita<br />
• Kromin eri hapetusasteet Cr (III)/Cr(VI)<br />
• Seleenin eri muodot<br />
• Orgaaninen ja epäorgaaninen elohopea.<br />
15<br />
Ajankohtaista laboratoriorintamalla 11.-12.10.2011<br />
ICP-MS, elintarvikkeiden<br />
metallianalytiikan työkalu
Elohopean <strong>määritys</strong><br />
• AMA 254-elohopea-analysaattori<br />
• Perustuu AAS-tekniikkaan<br />
• Näytteen sisältämät elohopeahöyryt johdetaan<br />
kuivauksen ja hajotuksen jälkeen<br />
amalgamaattoriin, josta edelleen elohopeahöyryt<br />
vapautetaan mittausyksikköön.<br />
• Ei vaadi esikäsittelyä<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Sienille asetetut enimmäispitoisuusrajat<br />
Sieni Kadmium Lyijy<br />
Kantarelli<br />
keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
Kuusenherkku<br />
sieni<br />
keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
Mustatorvisieni<br />
Keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
0,043<br />
0,020<br />
0,10<br />
1,8<br />
0,061<br />
8,1<br />
0,062<br />
0,042<br />
0,10<br />
0,029<br />
0,010<br />
0,080<br />
0,26<br />
0,050<br />
1,6<br />
0,19<br />
0,049<br />
0,38<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012<br />
Komission asetus (N:0 629/2008):<br />
Kadmiumin enimmäispitoisuusraja<br />
0,20 mg/kg (herkkusieni, siitake,<br />
osterivinokas) ja muut sienet 1,0<br />
mg/kg.<br />
Komission asetus (N:o 1881/2006):<br />
Viljeltyjen sienten lyijyn<br />
enimmäispitoisuusraja 0,30 mg/kg.
Eviran sienitutkimuksen tuloksia v. 2011<br />
(mg/kg tp)<br />
Sieni Kromi Mangaani Nikkeli Kupari Sinkki Arseeni Seleeni Kadmium Lyijy<br />
Kantarelli<br />
keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
Kuusenherkkusieni<br />
keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
Mustatorvisieni<br />
Keskiarvo<br />
minimi<br />
maksimi<br />
0,082<br />
0,026<br />
0,14<br />
0,074<br />
0,040<br />
0,15<br />
0,088<br />
0,035<br />
0,18<br />
1,9<br />
1,1<br />
2,9<br />
0,94<br />
0,67<br />
1,6<br />
4,3<br />
1,5<br />
8,6<br />
0,13<br />
0,052<br />
0,29<br />
0,055<br />
0,034<br />
0,087<br />
0,085<br />
0,019<br />
0,16<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012<br />
3,4<br />
2,3<br />
4,23<br />
9,3<br />
4,6<br />
21<br />
2,9<br />
1,6<br />
5,2<br />
6,4<br />
5,04<br />
8,5<br />
15<br />
8,2<br />
29<br />
10<br />
5,3<br />
16<br />
Citysieni/Metsäsieni (Kuusen herkkusieni)<br />
Kromi Mangaani Nikkeli Kupari Sinkki<br />
Helsinki 0,050 1,2 0,080 23 18<br />
Sipoo 0,041 1,1 0,045 12 18<br />
Arseeni Seleeni Kadmium Lyijy Elohopea<br />
Helsinki 0,085 0,082 1,2 0,18 0,09<br />
Sipoo 0,75 0,095 5,9 0,061 0,19<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Alkuaineiden spesiaatio<br />
• Spesiaatioanalytiikalla tarkoitetaan aineiden eri<br />
esiintymismuotojen määrittämistä.<br />
• Alkuaineet voivat esiintyä useassa eri muodossa,<br />
mikä määrää niiden välttämättömyyden,<br />
toksisuuden ja biosaatavuuden.<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Alkuaineiden spesiaatio<br />
• Kromi voi esiintyä kromi(III):na, joka on<br />
välttämätön hivenaine nisäkkäille, sekä<br />
kromi(VI):na, joka on epäilty karsinogeeni<br />
• Arseenin epäorgaaniset yhdisteet ovat<br />
huomattavasti toksisempia kuin orgaaniset<br />
muodot.<br />
• Elohopealla metyloidut muodot ovat epäorgaanisia<br />
muotoja toksisempia<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Alkuaineiden spesiaatio<br />
• Perinteisesti on mitattu ainoastaan eri<br />
alkuaineiden kokonaispitoisuuksia, jolloin näytteen<br />
haitallisuudesta saadaan vain vähän tietoa.<br />
• Toksikologian kannalta entistä tärkeämmäksi on<br />
muodostumassa alkuaineiden eri spesieksien<br />
tunteminen ja niiden pitoisuuksien määrittäminen<br />
• Spesiaatiotutkimuksilla voidaan selvittää<br />
yhdisteiden liikkumista, varastoitumista,<br />
imeytymistä ja toksisuutta niin ympäristössä,<br />
elintarvikkeissa kuin ihmisessäkin.<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseeni elintarvikkeissa<br />
• Elintarvikkeen arseenipitoisuus ja arseeniyhdisteet<br />
riippuvat elintarvikkeesta, kasvuolosuhteista ja<br />
prosessoinnista<br />
• Kokonaisarseenina mitattuna eniten arseenia on kala- ja<br />
äyriäisruoissa, levää sisältävissä elintarvikkeissa ja<br />
ravintolisissä sekä viljassa viljatuotteissa, riisissä ja<br />
riisituotteissa<br />
• Kala- ja äyriäisruoissa arseeni on pääasiassa orgaanisena<br />
arseenina<br />
• Riisissä ja riisituotteissa on havaittu olevan merkittäviä<br />
määriä epäorgaanista arseenia (75-90 %)<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin raja-arvoista<br />
• EU:n alueella on käytössä WHO:n vuonna 1993<br />
asettama raja-arvo juomaveden<br />
kokonaisarseenille, 10 µg/l<br />
• Elintarvikkeiden kokonais- epäorgaaniselle<br />
arseenille ei ole olemassa raja-arvoja EU:n<br />
alueella.<br />
• Asiantuntijatahojen, esim. EFSAn mukaan<br />
epäorgaanisen arseenin pitoisuuksista<br />
elintarvikkeissa tarvitaan lisätietoa.<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin raja-arvoista<br />
• Arseenin riskinarviointi ja mahdollisten rajaarvojen<br />
asettaminen epäorgaaniselle arseenille ei<br />
ole mahdollista ennen riittävän tutkimustiedon<br />
keräämistä<br />
• EFSAn mukaan turvamarginaali epäorgaanista<br />
arseenia sisältävien elintarvikkeiden<br />
suurkuluttajilla on pieni.<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin toksikologia<br />
• Epäorgaanisen arseenin on todettu aiheuttavan<br />
mm. keuhko-, iho-, ja rakkosyöpää<br />
• Vaurioittaa hengitysteiden limakalvoja ja ihoalueita<br />
• Neurotoksinen akuutissa altistuksessa<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin toksikologia<br />
• International Agency for Research on Cancer<br />
(IARC) on luokitellut arseenin I-luokan<br />
karsinogeeniksi vuonna 1987<br />
• Joint FAO/WHO Expert Committee on Food<br />
Additives eli JECFA on asettanut epäorgaanisen<br />
arseenin BMDL 0,5 -arvoksi 3 µg/kg ruumiinpainoa<br />
kohden vuorokaudessa = saantiarvo, joka lisää<br />
keuhkosyövän esiintymisriskiä 0,5%.<br />
• Arseenin PTWI poistettu 2010 (15 µg/kg/rp).<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin toksikologia<br />
• Epäorgaaniset arseeniyhdisteet ovat orgaanisia<br />
arseeniyhdisteitä toksisempia<br />
• Epäorgaanisista arseeniyhdisteistä arseniitti on<br />
toksisempi muoto<br />
• Orgaanisista arseeniyhdisteistä toksisimmiksi on<br />
arvioitu tetrametyyliarsoniumioni,<br />
monometyyliarsonihappo (MMA) ja<br />
dimetyyliarsonihappo (DMA)<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin toksikologia<br />
• JECFA:n tänä vuonna tekemän arseenin<br />
turvallisuusarvioinnin (WHO Food Additives Series<br />
63 / FAO JECFA Monographs 8: Safety evaluation<br />
of certain contaminants in food, prepared by the<br />
(2nd meeting of the JECFA) mukaan DMA on yhtä<br />
sytotoksista ihmisen soluille in vitro kuin<br />
epäorgaaninen arseeni. Sen imeytyminen ei<br />
ilmeisesti kuitenkaan ole yhtä tehokasta kuin<br />
epäorgaanisen arseenin.<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseeniyhdisteet<br />
• Arseenilla on kaksi epäorgaanista yhdistettä ja<br />
lukuisia orgaanisia yhdisteitä<br />
Epäorgaaniset arseeniyhdisteet, vasemmalla<br />
arsenaatti As V ja oikealla arseniitti As III<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
• Orgaanisia arseeniyhdisteitä, ylhäällä vasemmalta oikealle<br />
monometyyliarsonihappo (MMA), dimetyyliarsonihappo<br />
(DMA), trimetyyliarseenioksidi (TMAO),<br />
tetrametyyliarsonium-ioni (TMA+), keskellä arsenobetaiini,<br />
arsenokoliini, arsenosokerin perusrakenne ja alimmaisena<br />
arsenolipidin perusrakenne<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin spesiaatiomenetelmä<br />
• Riisi jauhettiin ennen <strong>määritys</strong>tä<br />
• Esikäsittelymenetelmänä käytettiin<br />
mikroaaltohajotusta 1 % HNO 3:ssa<br />
• Näytemäärä oli 2 g<br />
• Mikroaaltohajotusohjelmassa maksimilämpötila oli<br />
95 °C<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenin spesiaatiomenetelmä<br />
• Näyteliuos ultrasentrifugoitiin ja suodatettiin<br />
• HPLC-ajo:<br />
Kolonni: Hamilton PRP-X100 anioninvaihtokolonni<br />
(250 ×4,6 mm, partikkelikoko 5 µm)<br />
Ajoliuos: Ammoniumkarbonaatti, pH 8,9,<br />
pitoisuus 10 – 50 mM<br />
Injektiotilavuus: 100 µl<br />
Virtausnopeus: 1 ml/min<br />
Kolonnin lämpötila: huoneen lämpötila<br />
Ajo-ohjelman pituus: 45 min<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Tulokset, yhdisteiden tunnistus<br />
Standardiaineseoksen kromatogrammi. Käytetyt<br />
standardiyhdisteet olivat arsenobetaiini (AB), arseniitti<br />
(As III), dimetyyliarsonihappo (DMA),<br />
monometyyliarsonihappo (MMA) ja arsenaatti (As V).<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Arseenispesiaatiomenetelmä<br />
• ICP-MS-laitteella kerättiin koko ajan tietoa<br />
massaluvulla 75<br />
Edessä HPLC-laite, takana ICP-MS-laite<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Tuloksia<br />
• Määritysraja:<br />
As(III) 0,06 mg/kg, As(V) 0,014 mg/kg<br />
DMA 0,06 mg/kg<br />
• Tutkittu 28 riisinäytettä<br />
• Kokonaisarseenipitoisuus 0,10- 0,84 mg/kg,<br />
keskiarvo 0,22 mg/kg<br />
• Epäorgaaninen arseeni 0,10-0,29 mg/kg,<br />
keskiarvo 0,13 mg/kg<br />
• Keitinveteen jää 42-79 % epäorgaanisesta arseenista<br />
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012
Analytiikkapäivät 2012, Kokkola, Eija-Riitta Venäläinen, Evira<br />
29.11.2012<br />
Kiitos mielenkiinnosta!
Change language