From Farm to Fork: The Importance of Nitrosamine Testing in Food Safety

By Andrew James
March 24, 2020
• Categories.Nitrosamine Testing in Farm to Fork: The Importance of Nitrosamine in Food Safetyコンプライアンス、食品ラボ、食品製造、サステナビリティ

N-nitroso compounds (NOCs), or nitrosamines, has once more headline news as their occurrence in some pharmaceuticals has led to high profile product recalls in the United States.NOCsは、いくつかの医薬品に含まれていることが、米国で注目を浴びた。1 ニトロソアミンは発がん性や遺伝毒性があり、食品業界では食品の品質と安全性を損なう可能性があります。 特にニトロソアミンの 1 つである N-ニトロソジメチルアミン（NDMA）は、非常に強力な発がん性物質であり、その痕跡は食品中によく検出され、ニトロソアミンの存在の指標化合物として用いられることがあります2

NOC は、（これらに限らず）多くの方法でフードチェーンに入り込む可能性があります。 農業の収量を最大化するために使用される作物保護製品経由、特定の肉を細菌汚染から守るために加えられるナトリウムおよび/またはカリウム塩経由、特定の食品における直火乾燥プロセスの結果、および食事中の硝酸塩（土壌中の天然鉱床により多くの野菜に存在）の消費により、胃内の細菌および酸に反応してニトロサミンが作られます3

作物保護および食品製造業界は、食品中に存在するニトロサミンのレベルを最小限かつ安全にすることに注力しています。 しかし、試料に含まれるニトロソアミンの量（ppmレベル）を定量する検出技術は、最近まで40年近く進歩がありませんでした。 現在では、高感度で特異的な検出器である熱エネルギー分析器 (TEA) が、食品サプライ チェーン全体で迅速かつ高感度な分析を提供するために頼りにされています。

Regulatory Landscape

NDMA とニトロソアミン N-nitrososodiethylamine (NDEA) は、国内外の規制当局によって「推定ヒト発癌物質」として分類されました3 。

米国では、ベーコン、大麦麦芽、ハムおよび麦芽飲料中の NDMA または総ニトロソアミンに対する規制値が設定されていますが、EU では現在、食品中の N-ニトロソ化合物（NOC）に対する規制値はありません7。

作物保護製品の開発者は、ニトロソアミンがないことを確認するか、または認められたガイドラインの範囲内であることを確認するために、ppmレベルで量を定量することが求められています。

Crop Protection

ニトロサミンの存在は、農場からフォークまでの食品の道筋に沿って追跡しリスク管理されなければならないのです。 この問題は、特に、世界で最も規制の厳しい産業の 1 つである農作物保護の段階から、検査に影響を及ぼします。 作物保護がなければ、食品と飲料の支出は年間最大 7000 万ポンド増加し、世界の食品の 40% は存在しないことになります7

新しい作物保護製品（除草剤、殺菌剤、殺虫剤、種子処理）の開発にはいくつかの段階があります。 製品の発見と配合、試験とフィールド開発、毒性学、環境への影響、そして最終的な登録です。 新製品の登録には、環境、労働者、保護される作物、消費される食品のあらゆる側面に対する安全性を証明する必要があります。

ある世界的な農薬メーカーは、カスタム版のTEAを使って、ニトロソアミンがないことを確認したり、有効成分中のニトロソアミンの量（ppmレベル）を定量したりしています。 LC-TEAは、ニトロ、ニトロソ、窒素（窒素モード動作時）に対して高い選択性を実現し、目的の化合物のみを確認することが可能です。 さらに、非常に高い感度（<2pg N/秒 Signal to Noise 3:1）を実現しており、極めて微量な化合物も検出することができます。 この高感度と特異性を得るために、N-NO結合の選択的な熱切断と、オゾンとの反応によって生成する化学発光信号による遊離したNOラジカルの検出を利用しています。

また、このカスタムシステムでは、標準のパイロライザーではなく、炉と異なるインターフェースを使用して、必要な追加エネルギーとガスではなく液体サンプルを扱うための大径チューブを可能にしています。

Food Analysis

1960年代に亜硝酸塩が食品保存に導入されて以来、その安全性は議論されてきました。 ベーコンや生ハムなどの豚肉製品では、亜硝酸塩は、細菌汚染から肉を守るために加えられるナトリウム塩および/またはカリウム塩に多く含まれるためです。 7211>

食品中のN-ニトロソアミンの分析方法は、揮発性化合物と非揮発性化合物で異なることがあります。 揮発性のN-ニトロソアミンは抽出後、キャピラリーカラムを用いたGCで容易に分離でき、その後TEA検出器で検出することが可能である。 GC-MSでは困難であったニトロソアミンの定量が、TEAの導入により可能となったのである。

製造や加工の直接的な結果として形成される食品中のNOCの成分量を特定し決定するために、食品基準庁（FSA）はPremier Analytical Services（PAS）にスクリーニング法の開発を依頼した。

迅速かつ選択的な見かけの総ニトロソアミン含有量（ATNC）食品スクリーニング法がTEAを用いて開発されてきた。 これはまた、懸念される既知の食物NOCsに対して検証されている。 しかし、この方法は半選択的な化学的脱窒素反応に依存しており、偽陽性を与える可能性があります。 7211>

検査では、約半数（63検体中36検体）の検体がATNCの陽性結果を返した。 これらのサンプルをGC-MS/MSでさらに分析したところ、25サンプル中2サンプルから揮発性ニトロソアミン汚染が検出された。

この研究におけるTEAの重要な役割は、GC-MS/MSという代替分析法を検証することであった。 TEAによる技術の検証後、GC-MS/MSはこの種の検査において高い感度と選択性を持つことが証明された。

ニトロソアミン検査の将来

多くの国で、予め形成したNOCによる毒性リスクはもはや懸念すべき領域とは考えられないとのデータが発表された。 考えられるリスクは、亜硝酸塩のようなNOCs前駆体の意図しない食品への添加や汚染、NOCsの内因性生成から来る可能性があり、この分野ではさらなる研究が行われている。

研究とイノベーションは、競争力のある食品産業の基礎である。 植物保護産業における研究は、農業とフードチェーンがより効率的で安全な製品を求めることによって推進されている。 食品中のニトロソアミンが人間の健康に影響を及ぼす量はまだ不明であるため、ニトロソアミンの化学的形成と輸送、その発生と健康への影響について研究する余地があります。 新しいクロマトグラフィー技術はこの分野に適用され始めたばかりで、ニトロソアミンの定量化に大きく貢献する可能性があります。 品質とバリデーションに対するこれらの新しいアプローチをフードチェーン全体に適用することが不可欠である。

1. Christensen, J. (2020). 不純物でリコールされた人気の胸焼け薬が増加。 CNN.
2. Hamlet, C, Liang, L. (2017)． 英国で消費される食品中のN-ニトロソ化合物（NOC）の種類と濃度を確定するための調査。 Premier Analytical Services, 1-79.
3. Woodcock, J. (2019). ラニチジンのサンプルで見つかったNDMAについて、患者および医療専門家に注意を喚起する声明。 Center for Drug Evaluation and Research.
4. Scanlan, RA. (1983). 食品中のニトロソアミンの生成と発生。 Cancer res, 43(5) 2435-2440.
5. Dowden, A. (2019). 食品に含まれる硝酸塩の真実. BBC Future.
6. Park, E. (2015). 食品中の7種類のN-ニトロソアミンの分布. Toxicological research, 31(3) 279-288, doi: 10.5487/TR.2015.31.3.279.
7. Crews, C.（2019）. 食品中のN-ニトロソアミンの定量について。 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.)（リカード. The value of crop protection, Crop Protection Association.