Fra jord til bord: Vigtigheden af nitrosamintestning i fødevaresikkerhed

Af Andrew James

24. marts 2020
• Kategorier:Overholdelse, Fødevarelaboratorier, Fødevareproduktion, Bæredygtighed

N-nitrosforbindelser (NOC’er) eller nitrosaminer har endnu en gang været i overskrifterne, da deres forekomst i visse lægemidler har ført til højt profilerede tilbagekaldelser af produkter i USA.1 Nitrosaminer kan være kræftfremkaldende og genotoksiske, og i fødevareindustrien kan de kompromittere et fødevareprodukts kvalitet og sikkerhed. Især ét nitrosamin, N-nitrosodimethylamin (NDMA), er et meget potent kræftfremkaldende stof, som der ofte påvises spor af i fødevarer, og som kan anvendes som indikatorforbindelse for tilstedeværelsen af nitrosaminer.2

NOC’er kan potentielt komme ind i fødevarekæden på en række forskellige måder, herunder (men ikke begrænset til): Via de plantebeskyttelsesmidler, der anvendes til at maksimere udbyttet i landbruget; via det natrium- og/eller kaliumsalt, der tilsættes for at konservere visse kødtyper mod bakterieforurening; som følge af tørringsprocessen ved direkte brand i visse fødevarer; og via indtagelse af nitrater i kosten (som findes i mange grøntsager på grund af naturlige mineralaflejringer i jorden), som reagerer med bakterier og syrer i maven og danner nitrosaminer.3

Plantebeskyttelses- og fødevareproduktionsindustrien fokuserer på at sikre, at niveauerne af nitrosaminer i fødevarer er minimale og sikre. Detektionsteknologien til kvantificering af mængden af nitrosaminer (ppm-niveauer) i en prøve havde ikke udviklet sig i næsten 40 år – indtil for nylig. Nu er man afhængig af en termisk energianalysator (TEA) – en følsom og specifik detektor – til at levere hurtig og følsom analyse til aktører i hele fødevareforsyningskæden.

Reguleringslandskab

Både NDMA og nitrosaminet N-nitrososodiethylamin (NDEA) er af nationale og internationale tilsynsmyndigheder blevet klassificeret som “sandsynlige kræftfremkaldende stoffer for mennesker”.3 Især NDMA er langt det mest almindeligt forekommende medlem af denne gruppe af forbindelser.7

I USA findes der grænseværdier for NDMA eller samlede nitrosaminer i bacon, bygmalt, skinke og maltdrikke, men der findes i øjeblikket ingen lovbestemte grænseværdier for N-nitrosforbindelser (NOC) i fødevarer i EU7 .

Den, der udvikler plantebeskyttelsesmidler, skal verificere fraværet af nitrosaminer eller kvantificere mængden på ppm-niveau for at sikre, at de ligger inden for de accepterede retningslinjer.

Afgrødebeskyttelse

Forekomsten af nitrosaminer skal spores og risikostyres langs fødevarens vej fra jord til bord. Spørgsmålet påvirker testningen helt fra begyndelsen – især på plantebeskyttelsesstadiet, som er en af de mest regulerede industrier i verden. Uden plantebeskyttelse kunne udgifterne til fødevarer og drikkevarer stige med op til 70 mio. pund om året, og 40 % af verdens fødevarer ville ikke eksistere.7

Udviklingen af et nyt plantebeskyttelsesmiddel (herbicid, fungicid, insekticid eller frøbehandling) omfatter flere trin: Opdagelse og formulering af produktet, forsøg og udvikling i marken, toksikologi, miljøpåvirkninger og endelig registrering. Registrering af nye produkter kræver, at det påvises, at de er sikre for alle aspekter af miljøet, arbejdstagerne, de afgrøder, der beskyttes, og de fødevarer, der spises. Dette indebærer, at der gennemføres omfattende risikovurderinger baseret på data fra talrige sikkerhedsundersøgelser og en forståelse af god landbrugspraksis (GAP).

En global producent af landbrugskemikalier bruger en tilpasset version af TEA til at verificere fraværet af nitrosaminer eller kvantificere mængden af nitrosaminer (ppm-niveauer) i sine aktive ingredienser. LC-TEA giver høj selektivitet for nitro, nitroso og nitrogen (ved drift i nitrogentilstand), hvilket gør det muligt kun at se de forbindelser, der er af interesse. Desuden giver den en meget høj følsomhed (<2pg N/sek Signal til støj 3:1), hvilket betyder, at den er i stand til at detektere forbindelser af interesse på ekstremt lave niveauer. For at opnå denne høje følsomhed og specificitet er den afhængig af en selektiv termisk spaltning af N-NO-bindingen og påvisning af det frigjorte NO-radikal ved hjælp af det kemiluminescenssignal, der genereres ved dets reaktion med ozon.

Det tilpassede system anvender også en anden grænseflade med en ovn i stedet for standardpyrolysen for at tage højde for den ekstra energi, der kræves, og slanger med større diameter til at arbejde med en flydende prøve i stedet for gas.

Systemet giver en virksomhed mulighed for at køre fem til seks gange flere prøver med øget automatisering. Som et direkte resultat kan der opnås betydelige produktivitetsgevinster, reducerede vedligeholdelsesomkostninger og mere nøjagtige resultater.

Fødevareanalyse

Siden nitrit blev introduceret i fødevarekonservering i 1960’erne, har dets sikkerhed været debatteret. Debatten fortsætter i dag, hovedsagelig på grund af fordelene ved nitrit i fødevarer, især i forarbejdede kødprodukter.6 I svinekødsprodukter, såsom bacon og saltet skinke, er nitrit for det meste til stede i det natrium- og/eller kaliumsalt, der tilsættes for at konservere kødet mod bakteriel kontaminering. Selv om kødpålægningsprocessen var designet til at understøtte konservering uden køling, er man siden blevet opmærksom på en række andre fordele, f.eks. forbedring af farve og smag.

Analytiske metoder til bestemmelse af N-nitrosaminer i fødevarer kan variere mellem flygtige og ikke-flygtige forbindelser. Efter ekstraktion kan flygtige N-nitrosaminer let adskilles ved GC ved hjælp af en kapillærkolonne og derefter detekteres ved hjælp af en TEA-detektor. Indførelsen af TEA gav en ny mulighed for at bestemme nitrosaminniveauerne på et tidspunkt, hvor GC-MS kun vanskeligt kunne gøre det.

For at identificere og bestemme mængden af NOC’er i fødevarer, der dannes som et direkte resultat af fremstilling og forarbejdning, henvendte Food Standards Agency (FSA) sig til Premier Analytical Services (PAS) for at udvikle en screeningsmetode til at identificere og bestemme mængden af NOC’er i fødevarer, der dannes som et direkte resultat af fremstilling og forarbejdning.

Der er udviklet en hurtig og selektiv metode til screening af fødevarer med et tilsyneladende totalt nitrosaminindhold (ATNC) med TEA. Denne metode er også blevet valideret for de kendte problematiske NOC’er i kosten. Denne metode er imidlertid afhængig af semi-selektive kemiske denitroseringsreaktioner og kan give falske positive resultater. Resultaterne kan kun betragtes som en potentiel indikator og ikke som et endeligt bevis for tilstedeværelsen af NOC.

I testene gav ca. halvdelen (36 ud af 63) af prøverne et positivt ATNC-resultat. Yderligere analyse af disse prøver ved GC-MS/MS påviste flygtig nitrosaminforurening i to ud af 25 prøver.

En central rolle for TEA’en i denne undersøgelse var at validere den alternative analysemetode GC-MS/MS. Efter TEA’s validering af teknikken har GC-MS/MS vist sig at være yderst følsom og selektiv til denne type testning.

Fremtiden for nitrosamintestning

Mange lande har offentliggjort data, der viser, at den toksikologiske risiko fra præfabrikerede NOC’er ikke længere blev betragtet som et problemområde. Mulige risici kan komme fra utilsigtet tilsætning eller forurening af fødevarer med NOC-prækursorer som f.eks. nitrit og fra endogen dannelse af NOC’er, og der forskes mere på dette område.

Forskning og innovation er grundlaget for en konkurrencedygtig fødevareindustri. Forskning i plantebeskyttelsesindustrien er drevet af landbrugets og fødevarekædens krav om større effektivitet og sikrere produkter. Da den mængde nitrosaminer i fødevarer, der resulterer i sundhedsvirkninger hos mennesker, stadig er ukendt, er der mulighed for at forske i den kemiske dannelse og transport af nitrosaminer, deres forekomst og deres indvirkning på vores sundhed. Nyere kromatografiske teknikker er først lige begyndt at blive anvendt på dette område og vil i høj grad kunne gavne kvantificeringen af nitrosaminer. Det er vigtigt, at disse nye metoder til kvalitet og validering anvendes i hele fødevarekæden.

2. Christensen, J. (2020). Flere populære halsbrandmedicin tilbagekaldes på grund af urenheder. CNN.
3. Hamlet, C, Liang, L. (2017). En undersøgelse for at fastslå typer og niveauer af N-nitrosforbindelser (NOC) i fødevarer, der forbruges i Storbritannien. Premier Analytical Services, 1-79.
4. Woodcock, J. (2019). Erklæring med advarsel til patienter og sundhedspersonale om NDMA fundet i prøver af ranitidine. Center for Drug Evaluation and Research.
5. Scanlan, RA. (1983). Dannelse og forekomst af nitrosaminer i fødevarer. Cancer res, 43(5) 2435-2440.
6. Dowden, A. (2019). Sandheden om nitrater i din mad. BBC Future.
7. Park, E. (2015). Fordeling af syv N-nitrosaminer i fødevarer. Toxicological research, 31(3) 279-288, doi: 10.5487/TR.2015.31.3.279.
8. Crews, C. (2019). Bestemmelse af N-nitrosaminer i fødevarer. Quality Assurance and Safety of Crops & Foods, 1-11, doi: 10.1111/j.1757-837X.2010.00049.x
9. (1989) Toxicological profile for n-Nitrosodimethylamine., Agency for Toxic substances and disease registry.
10. Rickard, S. (2010). The value of crop protection, Crop Protection Association.