Resumen de Aplicación de técnicas avanzadas de espectrometría de masas para el análisis de residuos de plaguicidas en productos de origen vegetal y animal
El comercio internacional de productos alimenticios ha permitido la disponibilidad de una gran variedad de frutas y verduras durante todo el año. Los agricultores y productores han cambiado la forma en que producen los cultivos para mejorar y estabilizar el rendimiento de los cultivos, proteger la integridad nutricional de los alimentos, facilitar el almacenamiento y proporcionar productos alimenticios de calidad y atractivos. Para ello, el uso de pesticidas y otros productos químicos se ha convertido en una práctica agrícola común.
Cientos de plaguicidas diferentes están siendo ampliamente utilizados en todo el mundo para controlar, repeler o prevenir los efectos de organismos dañinos (enfermedades fúngicas, malezas, plagas de insectos u otros organismos no deseados). Los pesticidas se usan en diversas combinaciones y en diferentes etapas de cultivo e incluso durante el almacenamiento poscosecha para proporcionar una preservación de calidad. Sin embargo, a pesar de los efectos beneficiosos, el uso de pesticidas es bastante controvertido y crea un desafío para los reguladores de la seguridad alimentaria que buscan garantizar un suministro seguro de la cadena alimentaria. La exposición a los pesticidas y los efectos adversos para la salud se producen a través de los residuos restantes en el alimento de origen.
En este sentido, la determinación de plaguicidas en matrices alimentarias es un tema de extraordinaria relevancia. Los residuos de plaguicidas en los alimentos se controlan de conformidad con el Reglamento (CE) No. 396/2005 de la UE. Este reglamento entró en vigencia en septiembre de 2008, donde se establecieron los Límites Máximos de Residuos (LMR) para un gran número de sustancias activas en alimentos de origen vegetal y animal. Los LMR se establecen sobre la base de ensayos de residuos que indican qué residuos se mantendrán en un cultivo alimentario tratado de acuerdo con las buenas prácticas agrícolas, y una evaluación de la ingesta dietética para garantizar que los residuos no representen ningún riesgo para los consumidores.
Por otro lado, existe un desafío para los laboratorios de residuos de pesticidas de analizar con precisión tantos plaguicidas como sea posible. Las técnicas más ampliamente utilizadas para la extracción de residuos de plaguicidas de las matrices de alimentos consisten en una extracción con un disolvente adecuado (acetonitrilo) que generalmente va seguido de una extracción dispersiva en fase sólida. Mientras más compuestos naturales contenga la matriz, más desafiante es el paso de extracción. En esta tesis, se ha destacado la extracción de residuos de plaguicidas en matrices complejas. Por matrices complejas, nos referimos a las matrices de alto contenido en grasa, como el aceite de oliva, con alto contenido en clorofila, como las abejas y el polen, y las matrices secas (especias), que requieren una preparación diferente de la muestra. En una revisión sobre el análisis de residuos de plaguicidas en aceite de oliva y otros aceites vegetales, se han discutido diferentes métodos de extracción en términos de recuperaciones, repetibilidad y efecto de matriz. Se ha hecho hincapié en el reciente desarrollo de la extracción de residuos de plaguicidas en matrices grasas, que consiste en una modificación del método QuEChERS (acrónimo del inglés “Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, y Safe”). Las modificaciones incluyen la adición de un paso de congelación con hielo seco, un paso muy fácil y rápido de 5 a 7 minutos en el caso del aceite de oliva, que permite la precipitación de compuestos coextraidos que pueden causar interferencias durante el análisis. Después de la comprobación de los sorbentes utilizados habitualmente en la etapa de limpieza, se utilizaron y estudiaron cuidadosamente nuevos sorbentes disponibles comercialmente, que son más selectivos y más eficaces, especialmente para matrices grasas. El método de dilución de la muestra también se propuso para reducir el efecto de la matriz en el análisis de residuos de plaguicidas en especias.
En cuanto al instrumento analítico, la espectrometría de masas de triple cuadrupolo acoplada a cromatografía de gases y cromatografía de líquidos (GC-QqQ-MS y LC-QqQ-MS) han sido las más utilizadas en el análisis de residuos de plaguicidas, ofreciendo alta sensibilidad y selectividad. El análisis de compuestos objetivos en Métodos Multirresiduo (MRM) se aplica comúnmente para cumplir los requisitos de la UE. Siempre están surgiendo nuevas innovaciones en la espectrometría de masas de triple cuadrupolo, como fuentes de iones más eficientes y hornos nuevos que permiten lograr una mejor sensibilidad y desarrollar métodos rápidos. En esta tesis, se desarrolla un análisis rápido de cromatografía de gases que permite reducir el tiempo de inyección total a 13 minutos, mediante la modificación del programa de temperatura y el uso de un nuevo sistema de GC con un nuevo diseño de horno, aumentando así el rendimiento del laboratorio.
Sin embargo, lo que es más relevante en los últimos años, es la aparición de la espectrometría de masas de alta resolución (HRMS), en la cual es preferible trabajar en modo de barrido debido a la alta precisión de masa que ofrecen estos sistemas. Por otra parte, los análisis para compuestos no objetivo son más demandados ahora, y se pueden aplicar con alta resolución de masa y masa precisa en un instrumento de tiempo de vuelo (ToF) y analizadores de transformada de Fourier. En esta tesis, para beneficiarse de las ventajas que ofrece el ToF-MS, se ha desarrollado un análisis no objetivo de contaminantes en abejas melíferas y polen.
El propósito de este estudio es presentar mejoras en los métodos de extracción, técnicas cromatográficas y de detección para un análisis más preciso y más sensible de residuos de plaguicidas en alimentos. Por lo tanto, se estudian los métodos de extracción profundamente y se mejoran selectivamente para productos agrícolas complejos. También se presentan sugerencias para un análisis más rápido acortando el método de tiempo de análisis en GC-MS/MS. Los análisis para compuestos no objetivo se abordan en GC-ToF-MS para la detección de contaminantes en matrices de abejas y polen.
