Determinación de la acrilamida en los alimentos procesados

Euan Ross

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Un requisito para muchos procesadores de alimentos es conocer los niveles de acrilamida en sus productos y reducirlos si es posible. La acrilamida es un contaminante de proceso que se forma en los alimentos con almidón cuando se hornean, asan o fríen. La reacción entre un aminoácido y los azúcares reductores, conocida como reacción de Maillard, es el principal proceso químico que conduce a la formación de acrilamida. La acrilamida puede encontrarse en diferentes alimentos, como las patatas fritas, las patatas asadas, las patatas fritas/chips, las galletas y el café.

Los kits de consumibles para el análisis de acrilamida de Waters incluyen consumibles para la extracción, limpieza y separación de la acrilamida de los alimentos procesados mediante LC-MS/MS. Los kits ayudan a los laboratorios de análisis de alimentos proporcionando un flujo de trabajo sencillo que puede reducir la necesidad de un amplio desarrollo de métodos.

En 2015, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) publicó una evaluación del riesgo de la acrilamida en los alimentos. La conclusión de esta evaluación fue que los niveles de acrilamida en los alimentos podrían conducir a un mayor riesgo de cáncer para todos los grupos de edad. Sin embargo, no se pudo determinar una estimación sobre la magnitud del aumento del riesgo.

El reglamento 2017/2158 de la Unión Europea (UE), que entró en vigor en abril de 2018, establece medidas de mitigación y niveles de referencia para reducir la presencia de acrilamida en los alimentos. Para apoyar las acciones de reducción de los niveles de acrilamida, se espera que los grandes fabricantes de alimentos realicen muestreos y análisis representativos para evaluar las medidas de mitigación.

La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) ha publicado unas directrices que describen las recomendaciones actuales para reducir los niveles de acrilamida en determinados alimentos. La guía de la FDA recomienda que las empresas alimentarias sean conscientes de los niveles de acrilamida en sus productos y, si es posible, adopten enfoques para reducir esos niveles.

Pruebas de acrilamida en alimentos procesados

El análisis de la acrilamida en los alimentos procesados presenta varios retos analíticos a tener en cuenta, que incluyen

  • Retención: La acrilamida es un compuesto polar de bajo peso molecular.
  • Complejidad de la matriz: La extracción y la limpieza son necesarias para una serie de muestras complejas de alimentos procesados, que pueden variar mucho en su composición.
  • Rango de concentración: Los niveles de referencia de la UE difieren según el tipo de alimento y pueden oscilar entre 40 µg/kg en los alimentos para bebés y 4000 µg/kg en los sucedáneos del café, exclusivamente de achicoria.

Los niveles de acrilamida en los alimentos suelen determinarse mediante cromatografía líquida (CL) o cromatografía de gases (CG) como técnica de separación, unidas a la espectrometría de masas (EM) para la detección. Debido a la complejidad de las muestras de alimentos procesados, la extracción y la limpieza de las muestras pueden implicar a menudo métodos que requieren mucho trabajo. Antes del análisis por cromatografía de gases, las muestras también requieren una derivatización, que a menudo se consigue mediante bromación. Los métodos LC-MS no requieren este paso de derivatización, lo que ahorra tiempo al analista.

Preparación de muestras (extracción y limpieza) para el análisis de acrilamida en alimentos por LC-MS/MS

La cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas cuadrupolar en tándem (LC-MS/MS) es una técnica establecida para el análisis de la acrilamida en los alimentos procesados. Los métodos de LC-MS/MS heredados suelen implicar la preparación de la muestra con una larga limpieza de extracción en fase sólida (SPE) de varios pasos. En la nota de aplicación sobre la acrilamida en las patatas fritas se describe un ejemplo de procedimiento de limpieza SPE de varios pasos con cartuchos Oasis SPE.

Los métodos alternativos de preparación de muestras que utilizan la extracción QuEChERS (Rápida, Fácil, Barata, Eficaz, Resistente y Segura) con extracción en fase sólida dispersiva (dSPE) o limpieza SPE de paso pueden dar lugar a métodos de preparación de muestras más rápidos. La nota de aplicación Determinación de acrilamida en alimentos procesados con ACQUITY UPLC I-Class y Xevo TQ-S micro describe un ejemplo de flujo de trabajo de preparación de muestras que utiliza una extracción QuEChERS modificada con diferentes opciones de limpieza SPE antes del análisis por LC-MS/MS.

A la hora de seleccionar el método de limpieza que mejor se ajusta a los objetivos de su método analítico, en términos de coste por muestra, recuperación, repetibilidad, tiempo y recursos, también es importante tener en cuenta el impacto que la reducción de la limpieza de la muestra podría tener en su columna analítica y en el sistema LC-MS/MS. Si se consigue una menor limpieza en el paso de preparación de la muestra, esto podría afectar a la vida útil de la columna y al tiempo de funcionamiento del sistema. En la nota de aplicación Investigación de la robustez del sistema Xevo TQ-S cronos para la determinación de acrilamida en patatas fritas procesadas, se evaluó el rendimiento del sistema durante 500 inyecciones consecutivas de matriz de patatas fritas. Para este estudio, las muestras de patatas fritas se extrajeron y limpiaron utilizando el kit de limpieza mejorada de LCMS de Waters para la acrilamida.

Interferencias isobáricas que afectan a la cuantificación de la acrilamida

Un artículo publicado en 2019 en el Journal of Chromatography A por Desmarchelier A, Hamel J, Delatour T, identificó la presencia de otros compuestos que pueden interferir en la cuantificación de la acrilamida en ciertas muestras, como el café. En este trabajo, los autores identificaron que los fragmentos de n-acetil-β-alanina, 3-aminopropanamida y lactamida en la fuente podrían causar una sobreestimación de los niveles de acrilamida, si los compuestos coeluyen con la acrilamida.

A raíz de esta publicación, la química de aplicaciones de Waters Janitha De-Alwis llevó a cabo un trabajo adicional para evaluar si estos compuestos coeluyen con la acrilamida utilizando el método desarrollado en la columna ACQUITY UPLC HSS C18 SB, que forma parte de los kits de análisis de acrilamida de Waters. Los resultados de este trabajo se pueden encontrar en la nota de aplicación Determinación de la acrilamida: ¿Está evitando las interferencias isobáricas?

Proteger las marcas con flujos de trabajo precisos y fiables para las pruebas de alimentos y bebidas

Los instrumentos, la química y las soluciones de servicio de Waters permiten a los laboratorios de análisis de alimentos desarrollar métodos de análisis eficientes, ayudando a los fabricantes de alimentos a garantizar:

  • El control preciso de los niveles de acrilamida en los alimentos procesados
  • Se puede evaluar la eficacia de las medidas de mitigación de la acrilamida

 

Información adicional:

¿Cómo analizan los laboratorios de seguridad alimentaria la acrilamida?

Recursos:

  1. (2021) Acrilamida. https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/acrylamide
  2. EUR-Lex. (2017) Reglamento (UE) 2017/2158 de la Comisión, de 20 de noviembre de 2017, por el que se establecen medidas de mitigación y niveles de referencia para reducir la presencia de acrilamida en los alimentos. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2017/2158/oj
  3. S. FDA. (2021) Acrilamida. https://www.fda.gov/food/chemical-contaminants-food/acrylamide
  4. Comité Europeo de Normalización (CEN). (2015) Food analysis - Determination of acrylamide in food by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). EN 16618:2015
  5. Desmarchelier, A, Hamel, J, Delatour, T. (2020) Sources of Overestimation in the Analysis of Acrylamide in Coffee by Liquid Chromatography Mass Spectrometry. Journal of Chromatography A. 1610(460566).