Progress in Plant Protection

Optimization of the multiresidue method for the determination
of pesticide residues in root vegetables
Optymalizacja wielopozostałościowej metody oznaczania pozostałości pestycydów w warzywach korzeniowych

Piotr Kaczyński, e-mail: p.kaczynski@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska

Izabela Hrynko, e-mail: i.hrynko@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska

Ewa Rutkowska, e-mail: E.Rutkowska@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska

Patrycja Mojsak, e-mail: P.Mojsak@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska

Julia Szabuńko, e-mail: J.Szabunko@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska

Bożena Łozowicka, e-mail: B.Lozowicka@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna, Chełmońskiego 22, 15-195 Białystok, Polska
Streszczenie

The aim of this study was to develop the multiresidue method for the determination of 426 pesticide residues in root vegetables (beetroot, carrot, parsnip, parsley, radish and celery) based on QuEChERS method extraction. Optimization of the method included selection of the parameters such as a sample weight, extracting solvent and sorbent in a clean-up step. The optimum parameter was the application of 10 g sample weight/10 ml 1% formic acid in acetonitrile/clean-up 150 mg MgSO4 + 25 mg primary secondary amine + 2.5 mg graphitized carbon black. Active substances were determined by gas chromatography and liquid chromatography coupled with tandem quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS and LC-MS/MS). The average recoveries for most compounds were in the range 72.3−119.4% and the relative standard deviations were 0.3−16.2%. The developed method allowing the determination of very low concentration levels (0.005 mg/kg) has been adapted for routine tests defining the pesticide residues in root vegetables. The obtained results were highly satisfactory and demonstrated their compliance with the criteria recommended by the European Union document SANTE/11945/2015.

 

Celem badań było opracowanie wielopozostałościowej metody oznaczania pozostałości 426 substancji czynnych środków ochrony roślin w warzywach korzeniowych (buraku ćwikłowym, marchwi, pasternaku, pietruszce, rzodkiewce i selerze), opartej na metodzie QuEChERS. Optymalizacja obejmowała dobór takich parametrów, jak: masa próbki, rodzaj eluentu do ekstrakcji i sorbentu na etapie oczyszczania. Najbardziej optymalne okazało się zastosowanie układu 10 g próbki/10 ml 1% kwasu mrówkowego w acetonitrylu/150 mg MgSO4 + 25 mg pierwszo-drugorzędowej aminy + 2,5 mg czarnego węgla grafityzowanego. Substancje czynne oznaczono technikami chromatografii gazowej i cieczowej sprzężonymi z tandemową spektrometrią mas (GC-MS/MS i LC-MS/MS). Średnie odzyski dla większości związków mieściły się w granicach 72,3−119,4%, a względne odchylenie standardowe 0,3−16,2%. Opracowana metoda pozwalająca na oznaczenie niskich poziomów stężeń analitów (0,005 mg/kg), została zaadoptowana do badań rutynowych oznaczania pestycydów w warzywach korzeniowych. Wyniki walidacji były zadowalające i spełniały kryteria zalecane przez dokument Unii Europejskiej SANTE/11945/2015.

Słowa kluczowe
optimization; pesticide residues; root vegetables; application of the method; official control; optymalizacja; pozostałości pestycydów; warzywa korzeniowe; aplikacja metody; kontrola urzędowa
Referencje

Anastassiades M., Lehotay S.J., Stajnbaher D., Schenck F.J. 2003. Fast and easy multi-residue method employing acetonitrile extraction/partitioning and dispersive soild-phase extraction for the determination of pesticide residues in produce. Journal of AOAC International 86 (2): 412–431.

 

Kaczyński P., Hrynko I., Łozowicka B. 2017. Evolution of novel sorbents for effective clean-up of honeybee matrix in highly toxic insecticide LC/MS/MS analysis. Ecotoxycology and Environtal Safety 139: 124–131. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.01.033.

                                                

Klein C.S., Rodriguez-Concepcion M. 2015. Carotenoids in Carrot. Pigments in Fruits and Vegetables: 217–228. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2356-4_11.

 

Kujala T.S., Vienola M.S., Klika K.D., Loponen J.M., Pihlaja K. 2002. Betalain and phenolic compositions of four beetroot (Beta vulgaris) cultivars. European Food Research and Technology 214 (6): 505–510. DOI: https://doi.org/10.1007/s00217-001-0478-6.

 

Łozowicka B., Ilyasova G., Kaczynski P., Jankowska M., Rutkowska E., Hrynko I., Mojsak P., Szabunko J. 2016a. Multi-residue methods for the determination of over four hundred pesticides in solid and liquid high sucrose content matrices by tandem mass spektrometry coupled with gas and liquid chromatograph. Talanta 151: 51–61. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.01.020.

 

Łozowicka B., Rutkowska E., Hrynko I., Jankowska M., Kaczyński P. 2014. Opracowanie i optymalizacja metody oznaczania pozostałości środków ochrony roślin w liściach. [Development and evaluation of the metod for the determination of pesticide residue in the leaves]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 54 (4): 412–418. DOI: http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2014-070.

 

Łozowicka B., Rutkowska E., Jankowska M., Hrynko I., Kaczyński P. 2016b. Toxicological evaluation of multi-class pesticide residues in vegetables and associated human health risk study for adults and children. Human and Ecological Risk Assessment 22 (7): 1480–1505. DOI: https://doi.org/10.1080/10807039.2016.1185690.

 

Rejczak T., Tuzimski T. 2015. A review of recent developments and trends in the QuEChERS sample preparation approach. Open Chemistry 13: 980–1010. DOI: 10.1515/chem-2015-0109.

 

Rodriguez-Saona L.E., Giusti M.M., Wrolstad R.E. 1999. Color and pigment stability of red radish and red-fleshed potato anthocyanins in juice model systems. Journal of Food Science 64 (3): 451–456. DOI: 10.1111/j.1365-2621.1999.tb15061.x.

 

SANTE/11945/2015. Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticides residues analysis in food and feed. Supersedes SANCO/12571/2013. Implemented by 01/01/2016.

 

Zhou K., Zhao F., Liu Z., Zhuang Y., Chen L., Qiu F. 2009. Triterpenoids and flavonoids from celery (Apium graveolens). Journal of Natural Products 72 (9): 1563–1567. DOI: 10.1021/np900117v.

Progress in Plant Protection (2018) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2018-02-01 10:39:54
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2018-001
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy