Безопасность пищевой продукции: диспергирование образца в аналитическом контроле хлорорганических пестицидов (4,4’-дихлордифенилтрихлорэтана и его метаболитов, альфа-, бета- и гамма-изомеров гексахлорциклогексана)

Введение. В оценке безопасности пищевой продукции аналитический контроль остаточных количеств пестицидов актуален не только для препаратов, применяемых в настоящее время, но и для целого ряда стойких токсичных веществ, производство и применение которых запрещено или ограничено по всему миру. К таким веществам принадлежат хлорорганические пестициды (ХОП) – 4,4’-дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и его метаболиты, гексахлорциклогексан (ГХЦГ, альфа-, бета- и гамма-изомеры), относящиеся к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ) с высокой устойчивостью в окружающей среде.

Цель исследования – разработать экономичный и быстрый метод матричной твердофазной дисперсии в сочетании с газовой хромато-масс-спектрометрией (МТФД-ГХ-МС) для определения содержания ХОП в сырье и пищевой продукции животного происхождения, а также продуктов с преобладающим содержанием компонентов животного происхождения.

Материалы и методы. По процедуре пробоподготовки методом матричной твердофазной дисперсии измельчённые и гомогенизированные образцы пищевых продуктов диспергировали в сорбент флорисил. Из полученной сыпучей смеси ХОП экстрагировали смесью органических растворителей, далее экстракт подвергали очистке концентрированной серной кислотой. Анализ образцов выполняли на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.2» (Россия) с масс-спектрометрическим детектором.

Результаты. Разработан простой метод определения хлорорганических пестицидов в различных продуктах животного происхождения с помощью МТФД-ГХ-МС. Использование флорисила в качестве диспергатора и смеси гексана с дихлорметаном (1 : 1 по объёму) в качестве элюирующего растворителя, включение дополнительного этапа обработки образца концентрированной серной кислотой позволяет добиться хорошего эффекта извлечения и очистки. Диапазон линейности калибровочных кривых 0,005–0,2 мкг/см³. Нижний предел количественного определения для всех веществ – 0,01 мг/кг, степень извлечения составляла 85–104% с относительным стандартным отклонением (RSD) 6–8% (n = 5).

Ограничение исследования. Объектами исследования были отдельные виды пищевой продукции животного происхождения.

Заключение. Метод отличается быстротой, простотой, достаточной чувствительностью, хорошей воспроизводимостью и точностью. Он подходит для анализа большого количества образцов и соответствует техническим требованиям для определения остаточных количеств ХОП в пищевых продуктах животного происхождения с нижним пределом количественного определения индивидуального вещества 0,01 мг/кг.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Федорова Н.Е. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Добрева Н.И. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;
Бондарева Л.Г. – написание текста, редактирование;
Горячева Л.В. – концепция и дизайн исследования;
Суслова А.В. – сбор и обработка материала.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 29.04.2025 / Поступила после доработки: 02.06.2025 / Принята к печати: 26.06.2025 / Опубликована: 20.10.2025

1. Цыганков В.Ю., Боярова М.Д., Лукьянова О.Н. Химические и экологические аспекты стойких органических загрязняющих веществ. Владивосток; 2015. https://elibrary.ru/watbtd

2. Aktar M.W., Sengupta D., Chowdhury A. Impact of pesticides use in agriculture: their benefits and hazards. Interdiscip. Toxicol. 2009; 2(1): 1–12. https://doi.org/10.2478/v10102-009-0001-7

3. Chandra R., Sharpanabharathi N., Prusty B.A.K., Azeez P.A., Kurakalva R.M. Organochlorine pesticide residues in plants and their possible ecotoxicological and agri food impacts. Sci. Rep. 2021; 11(1): 17841. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97286-4

4. Bulut S., Akkaya L., Gök V., Konuk M. Organochlorine pesticide (OCP) residues in cow’s, buffalo’s, and sheep’s milk from Afyonkarahisar region, Turkey. Environ. Monit. Assess. 2011; 181(1–4): 555–62. https://doi.org/10.1007/s10661-010-1849-x

5. Luzardo O.P., Almeida-González M., Henríquez-Hernández L.A., Zumbado M., Alvarez-León E.E., Boada L.D. Polychlorobiphenyls and organochlorine pesticides in conventional and organic brands of milk: occurrence and dietary intake in the population of the Canary Islands (Spain). Chemosphere. 2012; 88(3): 307–15. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.03.002

6. Barker S.A. Matrix solid-phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2000; 885(1–2): 115–27. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)00249-1

7. Duarte F.A., Soares B.M., Vieira A.A., Pereira E.R., Maciel J.V., Caldas S.S., et al. Assessment of modified matrix solid-phase dispersion as sample preparation for the determination of CH3Hg+ and Hg2+ in fish. Anal. Chem. 2013; 85(10): 5015–22. https://doi.org/10.1021/ac4002436

8. Pan S., Guo Y., Wang L., Zhang D. Simultaneous determination of 29 pesticides residues in bayberry by pass-through solid-phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry. Se Pu. 2021; 39(6): 614–23. https://doi.org/10.3724/SP.J.1123.2020.11011 (in Chinese)

9. Gañán J., Morante-Zarcero S., Gallego-Picó A. Garcinuño R.M., Fernández-Hernando P., Sierra I. Evaluation of a molecularly imprinted polymer for determination of steroids in goat milk by matrix solid phase dispersion. Talanta. 2014; 126: 157–62. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.03.041

10. Salemi A., Shafiei E., Vosough M. Optimization of matrix solid phase dispersion coupled with gas chromatography electron capture detection for determination of chlorinated pesticides in soil. Talanta. 2012; (101): 504–9. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.10.009

11. Ziarrusta H., Olivares M., Delgado A., Posada-Ureta O., Zuloaga O., Etxebarria N. Multiscreening determination of organic pollutants in molluscs using matrix solid phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2015; 1391: 18–30. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.02.072

12. Guerra E., Llompart M., Garcia-Jares C. Miniaturized matrix solid-phase dispersion followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the quantification of synthetic dyes in cosmetics and foodstuffs used or consumed by children. J. Chromatogr. A. 2017; 1529: 29–38. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2017.10.063

13. Djatinika R., Hsieh C.C., Chen J.M., Ding W.H. Determination of paraben preservatives in seafood using matrix solid-phase dispersion and on-line acetylation gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2016; 1036–1037: 93–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2016.10.005

14. Cao Y., Tang H., Chen D., Li L. A novel method based on MSPD for simultaneous determination of 16 pesticide residues in tea by LC–MS/MS. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2015; 998–999; 72–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.06.013

15. Корячкина С.Я., Пригарина О.М. Научные основы производства продуктов питания: учебное пособие для высшего профессионального образования. Орел; 2011. https://elibrary.ru/qnjcpt

16. Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Суслова А.В. Новые подходы к определению хлорорганических пестицидов в пищевой продукции и продовольственном (пищевом) сырье. Токсикологический вестник. 2023; 31(5): 329–39. https://elibrary.ru/ukqaja

17. Frías M.M., Torres M.J., Frenich A.G., Martínez Vidal J.J., Olea-Serrano F., Olea N. Determination of organochlorine compounds in human biological samples by GC-MS/MS. Biomed. Chromatogr. 2004; 18(2): 102–11. https://doi.org/10.1002/bmc.300

18. Leandro C.C., Fussell R.J., Keely B.J. Determination of priority pesticides in baby foods by gas chromatography tandem quadrupole mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2005; 1085(2): 207–12. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.054

19. Nakamura Y., Yasuhide N., Yuhikira S. Multiresidue analysis of 48 pesticides inagricultural products by capillary gas chromatography. J. Agric. Food Chem. 1994; 42(11): 2508–18.

20. Zheng G., Han C., Liu Y., Wang J., Zhu M., Wang C., et al. Multiresidue analysis of 30 organochlorine pesticides in milk and milk powder by gel permeation chromatography-solid phase extraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry. J. Dairy Sci. 2014; 97(10): 6016–26. https://doi.org/10.3168/jds.2014-8192

21. Belda M.P., González-Franco J.A., Rubio R., Campillo N., Hernández-Córdoba M., Torres C., et al. Occurrence of organochlorine pesticides in human tissues assessed using a microextraction procedure and gas chromatography – mass spectrometry. J. Anal. Toxicol. 2021; 45(1): 84–92. https://doi.org/10.1093/jat/bkaa036