Dall’azienda agricola alla forchetta: L’importanza dei test di nitrosamina nella sicurezza alimentare

Da Andrew James

March 24, 2020
• Categorie:Conformità, Laboratori alimentari, Produzione alimentare, Sostenibilità

I composti N-nitroso (NOC), o nitrosammine, hanno ancora una volta fatto notizia come la loro presenza in alcuni farmaci ha portato a ritiri di prodotti di alto profilo negli Stati Uniti.1 Le nitrosammine possono essere cancerogene e genotossiche e, nell’industria alimentare, possono compromettere la qualità e la sicurezza di un prodotto alimentare. Una nitrosammina in particolare, la N-nitrosodimetilammina (NDMA), è un cancerogeno molto potente, le cui tracce sono comunemente rilevate negli alimenti e possono essere usate come composto indicatore della presenza di nitrosammine.2

I NOC possono potenzialmente farsi strada nella catena alimentare in diversi modi, tra cui (ma non solo): Attraverso i prodotti di protezione delle colture utilizzati per massimizzare le rese agricole; attraverso il sale di sodio e/o potassio aggiunto per preservare alcune carni dalla contaminazione batterica; come risultato del processo di essiccazione a fuoco diretto in alcuni alimenti; e attraverso il consumo di nitrati nella dieta (presenti in molte verdure a causa di depositi minerali naturali nel terreno), che reagiscono con i batteri e gli acidi nello stomaco per formare nitrosammine.3

Le industrie di protezione delle colture e di produzione alimentare sono concentrate sull’assicurare che i livelli di nitrosammine presenti negli alimenti siano minimi e sicuri. La tecnologia di rilevamento per quantificare la quantità di nitrosammine (livelli ppm) in un campione non aveva fatto progressi in quasi 40 anni – fino a poco tempo fa. Ora, un analizzatore di energia termica (TEA) – un rivelatore sensibile e specifico – viene utilizzato per fornire un’analisi veloce e sensibile per gli attori di tutta la catena di approvvigionamento alimentare.

Sfondo normativo

Sia l’NDMA che la nitrosamina N-nitrososodietilamina (NDEA) sono stati classificati dalle autorità normative nazionali e internazionali come “probabili cancerogeni umani”.3 L’NDMA in particolare è di gran lunga il membro più comunemente incontrato di questo gruppo di composti.7

Negli Stati Uniti ci sono limiti per NDMA o nitrosamine totali in pancetta, malto d’orzo, prosciutto e bevande al malto, ma attualmente non ci sono limiti normativi per i composti N-nitroso (NOC) negli alimenti nell’UE.7

Gli sviluppatori di prodotti per la protezione delle colture sono tenuti a verificare l’assenza di nitrosammine o a quantificare la quantità a livelli ppm per garantire che rientrino nelle linee guida accettate.

Protezione delle colture

La presenza di nitrosammine deve essere tracciata e gestita a rischio lungo il percorso del cibo dalla fattoria alla tavola. La questione riguarda i test fin dall’inizio – in particolare nella fase di protezione delle colture, che è una delle industrie più altamente regolamentate al mondo. Senza la protezione delle colture, le spese per alimenti e bevande potrebbero aumentare fino a 70 milioni di sterline all’anno e il 40% del cibo mondiale non esisterebbe.7

Lo sviluppo di un nuovo prodotto per la protezione delle colture (erbicida, fungicida, insetticida o trattamento dei semi) comporta diverse fasi: Scoperta e formulazione del prodotto, prove e sviluppo sul campo, tossicologia, impatto ambientale e registrazione finale. La registrazione di un nuovo prodotto richiede la dimostrazione della sicurezza per tutti gli aspetti dell’ambiente, i lavoratori, le colture che vengono protette e il cibo che viene consumato. Ciò comporta la realizzazione di valutazioni di rischio complete, basate sui dati di numerosi studi di sicurezza e sulla comprensione delle buone pratiche agricole (GAP).

Un produttore globale di prodotti agrochimici utilizza una versione personalizzata del TEA per verificare l’assenza di nitrosammine o quantificare la quantità di nitrosammine (livelli ppm) nei suoi ingredienti attivi. La LC-TEA consente un’elevata selettività per nitro, nitroso e azoto (quando opera in modalità azoto), che permette di vedere solo i composti di interesse. Inoltre, fornisce una sensibilità molto elevata (<2pg N/sec Signal to Noise 3:1), il che significa che è in grado di rilevare i composti di interesse a livelli estremamente bassi. Per ottenere questa alta sensibilità e specificità, si basa su una scissione termica selettiva del legame N-NO e sul rilevamento del radicale NO liberato dal segnale chemiluminescente generato dalla sua reazione con l’ozono.

Il sistema personalizzato utilizza anche una diversa interfaccia con una fornace, piuttosto che il pirolizzatore standard, per consentire l’energia aggiuntiva richiesta e tubi di diametro maggiore per lavorare con un campione liquido piuttosto che con il gas.

Il sistema consente a una società di eseguire da cinque a sei volte più campioni con una maggiore automazione. Come risultato diretto, si possono ottenere significativi aumenti di produttività, costi di manutenzione ridotti e risultati più accurati.

Analisi degli alimenti

Da quando il nitrito è stato introdotto nella conservazione degli alimenti negli anni 60, la sua sicurezza è stata discussa. Il dibattito continua ancora oggi, in gran parte a causa dei benefici del nitrito nei prodotti alimentari, in particolare nelle carni lavorate.6 Nei prodotti a base di maiale, come la pancetta e il prosciutto stagionato, il nitrito è presente soprattutto nel sale di sodio e/o potassio aggiunto per preservare la carne dalla contaminazione batterica. Sebbene il processo di stagionatura della carne sia stato progettato per supportare la conservazione senza refrigerazione, da allora sono stati riconosciuti numerosi altri benefici, come il miglioramento del colore e del gusto.

I metodi analitici per la determinazione delle N-nitrosammine negli alimenti possono differire tra composti volatili e non volatili. Dopo l’estrazione, le N-nitrosammine volatili possono essere facilmente separate in GC usando una colonna capillare e poi rilevate da un rivelatore TEA. L’introduzione della TEA ha offerto un nuovo modo per determinare i livelli di nitrosamine in un momento in cui la GC-MS poteva farlo solo con difficoltà.

Per identificare e determinare le quantità costituenti di NOC negli alimenti formati come risultato diretto della produzione e della lavorazione, la Food Standards Agency (FSA) si è rivolta a Premier Analytical Services (PAS) per sviluppare un metodo di screening per identificare e determinare le quantità costituenti di NOC negli alimenti formati come risultato diretto della produzione e della lavorazione.

È stato sviluppato un metodo di screening alimentare rapido e selettivo del contenuto apparente di nitrosamina totale (ATNC) con una TEA. Questo è stato anche convalidato per i NOC dietetici noti di interesse. Questo metodo, tuttavia, si basa su reazioni di denitrosazione chimica semi-selettiva e può dare falsi positivi. I risultati possono essere considerati solo un indicatore potenziale piuttosto che una prova definitiva della presenza di NOC.

Nei test, circa la metà (36 su 63) dei campioni ha restituito un risultato ATNC positivo. Un’ulteriore analisi di questi campioni tramite GC-MS/MS ha rilevato una contaminazione da nitrosamine volatili in due dei 25 campioni.

Un ruolo chiave della TEA in questo studio è stato quello di convalidare il metodo analitico alternativo della GC-MS/MS. Dopo la convalida della tecnica da parte della TEA, la GC-MS/MS ha dimostrato di essere altamente sensibile e selettiva per questo tipo di test.

Il futuro dei test sulla nitrosamina

Molti paesi hanno pubblicato dati che mostrano che il rischio tossicologico dei NOC preformati non era più considerato un’area di preoccupazione. I possibili rischi possono provenire dall’aggiunta o dalla contaminazione involontaria di alimenti con precursori di NOCs come i nitriti e dalla formazione endogena di NOCs e si stanno facendo più ricerche in questo settore.

Ricerca e innovazione sono le basi di un’industria alimentare competitiva. La ricerca nel settore della protezione delle piante è guidata dall’agricoltura e dalla richiesta della catena alimentare di una maggiore efficienza e di prodotti più sicuri. Poiché la quantità di nitrosammine negli alimenti che si traduce in effetti sulla salute degli esseri umani è ancora sconosciuta, c’è spazio per la ricerca sulla formazione chimica e il trasporto delle nitrosammine, la loro comparsa e il loro impatto sulla nostra salute. Tecniche cromatografiche più recenti sono appena state applicate in questo settore e potrebbero beneficiare notevolmente la quantificazione delle nitrosammine. È essenziale che questi nuovi approcci alla qualità e alla convalida siano applicati in tutta la catena alimentare.

1. Christensen, J. (2020). Più popolari farmaci per il bruciore di stomaco richiamati a causa di impurità. CNN.
2. Hamlet, C, Liang, L. (2017). Un’indagine per stabilire i tipi e i livelli di composti N-nitroso (NOC) negli alimenti consumati nel Regno Unito. Premier Analytical Services, 1-79.
3. Woodcock, J. (2019). Dichiarazione che avverte i pazienti e gli operatori sanitari di NDMA trovato in campioni di ranitidina. Center for Drug Evaluation and Research.
4. Scanlan, RA. (1983). Formazione e presenza di nitrosammine negli alimenti. Cancer res, 43(5) 2435-2440.
5. Dowden, A. (2019). La verità sui nitrati nel tuo cibo. BBC Future.
6. Park, E. (2015). Distribuzione di sette N-nitrosamine nel cibo. Toxicological research, 31(3) 279-288, doi: 10.5487/TR.2015.31.3.279.
7. Crews, C. (2019). La determinazione delle N-nitrosamine negli alimenti. Quality Assurance and Safety of Crops & Foods, 1-11, doi: 10.1111/j.1757-837X.2010.00049.x
8. (1989) Toxicological profile for n-Nitrosodimethylamine., Agency for Toxic substances and disease registry.
9. Rickard, S. (2010). The value of crop protection, Crop Protection Association.