Toxicological ReviewToxicological ReviewТоксикологический вестник0869-7922Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64151610.47470/0869-7922-2023-31-5-329-339ukqajaResearch methodsМетоды исследованийNew approaches to the determination of organochlorine pesticides in food products and food raw materialsНовые подходы к определению хлорорганических пестицидов в пищевой продукции и продовольственном (пищевом) сырьеhttps://orcid.org/0000-0001-8278-6382FedorovaNataliya E.ФедороваНаталия Евгеньевна
Russian Federation

Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher of the Department of Analytical Control Methods of Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing, Mytischi, 141014, Moscow Region, Russian Federation.

e-mail: analyt1@yandex.ru

Доктор биологических наук, главный научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, Мытищи.

e-mail: analyt1@yandex.ru

analyt1@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9415-1007DobrevaNataliya I.ДобреваНаталья Ивановна
Russian Federation

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, г. Мытищи, Российская Федерация.

e-mail: analyt1@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-1482-6319BondarevaLidiya G.БондареваЛидия Георгиевна
Russian Federation

Кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, г. Мытищи, Российская Федерация. 

e-mail: analyt1@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0001-8181-4409SuslovaAlyena V.СусловаАлена Вячеславовна
Russian Federation

Младший научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, г. Мытищи, Российская Федерация.

e-mail: analyt1@yandex.ru

Federal Scientific Centre of Hygiene named after F.F. Erisman of Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man WellbeingФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека1311202331532933904112024Copyright ©; 2023, Fedorova N.E., Dobreva N.I., Bondareva L.G., Suslova A.V.Copyright ©; 2023, Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Суслова А.В.2023Fedorova N.E., Dobreva N.I., Bondareva L.G., Suslova A.V.Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Суслова А.В.https://journals.eco-vector.com/0869-7922/article/view/641516

Introduction. The current methods for determining the residual amounts of organochlorine pesticides – 4,4-dichlorodiphenyltrichloromethylmethane (DDT) and its metabolites, hexachlorocyclohexane (HCH) (α, β, γ isomers) in food products and food raw materials, subject to mandatory declaration for their content, despite a fairly high sensitivity, are characterized by low measurement selectivity and are based on the use of obsolete equipment, time-consuming sample preparation.

Material and methods. In the work, the method of gas chromatography with mass spectrometric detection on a gas chromatograph “Khromatek-Kristall 5000.2” was used. Sample preparation was carried out by the method of matrix solid-phase dispersion, based on the destruction and dispersion of the analysed sample together with florisil in order to obtain a free-flowing dry mixture.

Results. The effectiveness of the method has been proven by validation on 16 model samples of food products of animal origin of various compositions. The versatility of the analysis procedure is ensured by the systematization of food products according to their structural and mechanical properties into groups: liquid, having a finely dispersed structure and a high water content (group A); viscous and pasty products having a fine structure (group B); products of animal origin requiring grinding and dispersion (semi-solid and solid), having a high water and/or fat content, not free-flowing (Group B); dry products of animal origin (dried or freeze-dried), and/or free-flowing powdered products with a low water content that require wetting, grinding and dispersion (Group D). Ingredient composition (water, fat, protein, hydrocarbons) does not significantly affect the stability and reproducibility of the developed method.

Limitations. The method has been tested and validated on samples of food products of animal origin.

Conclusion. The developed method for the determination of DDT and its metabolites, HCH (isomers α, β, γ), providing a range of measured concentrations (0.01–1.0 mg/kg) will make it possible to control the content of substances in all groups of food products of animal origin identified in the TR CU 021/11 “On food safety”, including products for baby food.

Compliance with ethical standards. The study does not require the submission of a Biomedical Ethics Committee conclusion or other documents.

Contribution:Fedorova N.E. — concept and design of the study, writing the text;Dobreva N.I. — concept and design of the study, collection and processing of material, collection of literature data, writing the text;Bondareva L.G. — concept and design of the study, collection of literature data, editing;Suslova A.V. — collection and processing of material, statistical processing of the material.All co-authors — approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.

Funding. The study doesn’t have any sponsorship.

Conflict of interests. Authors declare no conflict of interests.

Received: September 5, 2023 / Accepted: October 19, 2023 / Published: October 30, 2023

Введение. Действующие методики определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов — ДДТ (4,4-дихлордифенилтрихлорметилметан) и его метаболитов, ГХЦГ (гексахлорциклогексан, гексахлоран) (изомеры α, β, γ) — в пищевой продукции и продовольственном сырье, подлежащих обязательному декларированию на их содержание, несмотря на достаточно высокую чувствительность, характеризуются низкой избирательностью измерения и основываются на использовании морально устаревшего оборудования, трудоемкой пробоподготовкой.

Материал и методы. В работе использовался метод газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.2». Пробоподготовку осуществляли методом матричной твердофазной дисперсии, основанном на разрушении и диспергировании анализируемого образца совместно с флорисилом с целью получения сыпучей сухой смеси.

Результаты. Эффективность метода доказана валидацией на 16 модельных образцах пищевых продуктов животного происхождения различного состава. Универсальность процедуры анализа обеспечивается систематизацией пищевых продуктов по их структурно-механическим свойствам на группы: жидкие, имеющие мелкодисперсную структуру и высокое содержание воды (группа А); вязкие и пастообразные продукты, имеющие мелкодисперсную структуру (группа Б); продукты животного происхождения, требующие измельчения и диспергирования (полутвердые и твердые), имеющие высокое содержание воды и/или жира, не сыпучие (Группа В); сухие продукты животного происхождения (высушенные или сублимированные), и/или сыпучие порошкообразные продукты с низким содержанием воды, требующие смачивания, измельчения и диспергирования (Группа Г). Ингредиентный состав (вода, жир, белок, углеводороды) не оказывают существенного влияния на стабильность и воспроизводимость разрабатываемого метода.

Ограничения исследования. Методика апробирована и валидирована на образцах пищевой продукции животного происхождения.

Заключение. Разработанный метод определения ДДТ и его метаболитов, ГХЦГ (изомеры α, β, γ), обеспечивающий диапазон измеряемых концентраций (0,01–1,0 мг/кг) позволит контролировать содержание веществ во всех группах пищевой продукции животного происхождения, выделенных в ТР ТС 021/11 «О безопасности пищевой продукции», включая продукцию для детского питания.

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;Добрева Н.И. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, сбор данных литературы, написание текста;Бондарева Л.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор данных литературы, редактирование;Суслова А.В. — сбор и обработка материала, статистическая обработка материала.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию: 05 сентября 2023 / Принята к печати: 19 октября 2023 / Опубликована: 30 октября 2023

organochlorine pesticidesfood products of animal originanalytical controlgas chromatographymass-selective detectorхлорорганические пестицидыматричная твердофазная дисперсияпищевая продукция животного происхожденияаналитический контрольгазовая хроматографиямасс-селективный детекторAll POPs listed in the Stockholm Convention. https://chm.pops.int/TheConvention/ThePOPs/AllPOPs/tabid/2509/Default.aspx (accessed 29 August 2023).TR TS 021/2011 “On food safety[O bezopasnosti pishhevoj produkcii]”; 2013. https://eec.eaeunion.org/upload/medialibrary/6ad/TR-TS-PishevayaProd.pdf (accessed: June 10, 2022) (in Russian)ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»; 2013. https://eec.eaeunion.org/upload/medialibrary/6ad/TR-TS-PishevayaProd.pdf (дата обращения: 10 июня 2022 г.).Uniform sanitary and epidemiological and hygienic requirements for goods subject to sanitary and epidemiological supervision (control), Chapter II, Section 1 Requirements for the safety and nutritional value of food), Approved by the Decision of the Commission of the Customs Union dated May 28, 2010 No. 299 (as amended by Decisions of the Commission of the Customs Union No. 341 of 17.08.2010, No. 456 of 18.11.2010, No. 571 of 02.03.2011, No. 622 of 07.04.2011, No. 829 of 18.10.2011, No. 889 of 09.12.2011, decisions of the Collegium Ev Razi Economic Commission dated 19.04.2012 No. 34, dated 16.08.2012 No. 125, dated 06.11.2012 No. 208, dated 15.01.2013 No. 6, dated 10.11.2015 No. 149, dated 06.08.2019 No. 132. (in Russian)Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащих санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), Глава II, Раздел 1 Требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов), Утверждены Решением Комиссии таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299 (в ред. решений Комиссии Таможенного союза от 17.08.2010 № 341, от 18.11.2010 № 456, от 02.03.2011 № 571, от 07.04.2011 № 622, от 18.10.2011 № 829, от 09.12.2011 № 889, решений Коллегии Евразийской экономической комиссии от 19.04.2012 № 34, от 16.08.2012 № 125, от 06.11.2012 № 208, от 15.01.2013 № 6, от 10.11.2015 № 149, от 06.08.2019 № 132.Fedotov P.S., Malofeeva G.I., Savonina E.Yu., Spivakov B.Ya. Solid-phase extraction of organic substances: non-traditional methods and approaches. Zhurnal analiticheskoj ximii. 2019; 74(3): 163–72. https://doi.org/10.1134/S0044450219030046 (in Russian)Федотов П.С., Малофеева Г.И., Савонина Е.Ю., Спиваков Б.Я. Твёрдофазная экстракция органических веществ: нетрадиционные методы и подходы. Журнал аналитической химии. 2019; 74(3): 163–72. https://doi.org/10.1134/S0044450219030046Collection of methodological documents necessary to ensure the application of the Federal Law of 12.06.08 Nо. 88-FZ «Technical Regulations for Milk and Dairy Products». Part 12 [Sbornik metodicheskix dokumentov, neobxodimy`x dlya obespecheniya primeneniya Federal`nogo zakona ot 12.06.08 Nо. 88-FZ «Texnicheskij reglament na moloko i molochnuyu produkciyu». Chast` 12]. Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2009. (in Russian)Сборник методических документов, необходимых для обеспечения применения Федерального закона от 12.06.08 N 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Часть 12. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009 г.Methods for determining microquantities of pesticides in food, feed and environment: Reference book. Gos.komis. according to chem. Means of combating pests, plant diseases and weeds under the Ministry of Agriculture of the USSR; ed. M.A. Klisenko [Metody` opredeleniya mikrokolichestv pesticidov v produktax pitaniya, kormax i vneshnej srede: Spravochnoe izdanie/Gos.komis. po xim. Sredstvam bor`by` s vreditelyami, boleznyami rastenij i sornyakami pri MSX SSSR; pod red. M.A. Klisenko]. Moscow: Kolos, 1977. (in Russian)Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде: Справочное издание. Гос. комис. по хим. средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками при МСХ СССР; под ред. М.А. Клисенко. М.: Колос; 1977.Barker S.A. Matrix solid-phase dispersion. Journal of Chromatography A. 2000; 885(1–2): 115–27. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)00249-1Long A.R., Soliman M.M., Barker S.A. Matrix Solid Phase Dispersion (MSPD) Extraction and Gas Chromatographic Screening of Nine Chlorinated Pesticides in Beef Fat. Journal of Association of Official Analytical Chemists. 1991; 74(3): 493–6. https://doi.org/10.1093/jaoac/74.3.493Yalin Cao, Hua Tang, Dazhou Chen, Lei Li. A novel method based on MSPD for simultaneous determination of 16 pesticide residues in tea by LC–MS/MS. Journal of Chromatography B. 2015; (998–999): 72–9.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. Journal of Chromatography B. 2016; (1036): 93. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2016.10.005Valsamaki V.I., Boti V.I., Sakkas V.А., Triantafyllos A. Albanis. Determination of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in chicken eggs by matrix solid phase dispersion. Analytica Chimica Acta. 2006; (573–574): 195–201. https://doi.org/10.1016/j.aca.2006.03.050Kodba Z.C., Vončina D.B. A Rapid Method for the Determination of Organochlorine, Pyrethroid Pesticides and Polychlorobiphenyls in Fatty Foods Using GC with Electron Capture Detection. Chroma. 2007; 66; 619–24. https://doi.org/10.1365/s10337-007-0369-5Guerra 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.2017.10.063Koryachkina S.Ya., Prigarina O.M. Scientific foundations of food production: a textbook for higher professional education [Nauchny`e osnovy` proizvodstva produktov pitaniya: uchebnoe posobie dlya vy`sshego professional`nogo obrazovaniya]. Orel: FGBOU VPO “State University-UNPK”; 2011. (in Russian)Корячкина С.Я., Пригарина О.М. Научные основы производства продуктов питания: учебное пособие для высшего профессионального образования. Орёл: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК»; 2011.RMG 61–2010. Recommendations for interstate standardization. State system for ensuring the uniformity of measurements. Indicators of accuracy, correctness, precision of methods of quantitative chemical analysis. Assessment methods [RMG 61–2010. Rekomendacii po mezhgosudarstvennoj standartizacii. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij. Pokazateli tochnosti, pravil`nosti, precizionnosti metodik kolichestvennogo ximicheskogo analiza. Metody` ocenki]. Moscow: Standartinform; 2013. (in Russian)РМГ 61–2010. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. М.: Стандартинформ; 2013.