Détermination de l'acrylamide dans les aliments transformés

L'une des exigences de nombreux transformateurs alimentaires est de connaître les niveaux d'acrylamide dans leurs produits et de réduire ces niveaux si possible. L'acrylamide est un contaminant de processus qui se forme dans les aliments riches en amidon lorsqu'ils sont cuits, rôtis ou frits. Une réaction entre un acide aminé et des sucres réducteurs, connue sous le nom de réaction de Maillard, est le principal processus chimique qui conduit à la formation d'acrylamide. L'acrylamide peut être trouvé dans un certain nombre d'aliments différents, notamment les frites, les pommes de terre rôties, les chips, les biscuits et le café.

Les kits de consommables Waters pour l'analyse de l'acrylamide comprennent des consommables pour l'extraction, le nettoyage et la séparation de l'acrylamide des aliments transformés par LC-MS/MS. Les kits soutiennent les laboratoires d'analyse alimentaire en fournissant un flux de travail simple qui peut réduire la nécessité de développer des méthodes approfondies.

En 2015, l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a publié une évaluation des risques liés à la présence d'acrylamide dans les aliments. La conclusion de cette évaluation était que les niveaux d'acrylamide dans les aliments pourraient entraîner une augmentation du risque de cancer pour tous les groupes d'âge. Cependant, aucune estimation sur l'ampleur de l'augmentation du risque n'a pu être déterminée.

Le règlement 2017/2158 de l'Union européenne (UE), entré en vigueur en avril 2018, établit des mesures d'atténuation et des niveaux de référence pour réduire la présence d'acrylamide dans les aliments. Pour soutenir les actions visant à réduire les niveaux d'acrylamide, les grands fabricants de produits alimentaires sont censés procéder à un échantillonnage et à une analyse représentatifs pour évaluer les mesures d'atténuation.

La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a publié un guide qui décrit les recommandations actuelles pour réduire les niveaux d'acrylamide dans certains aliments. Les directives de la FDA recommandent aux entreprises alimentaires de connaître les niveaux d'acrylamide dans leurs produits et, si possible, d'adopter des approches pour réduire ces niveaux.

Recherche d'acrylamide dans les aliments transformés

L'analyse de l'acrylamide dans les aliments transformés présente plusieurs défis analytiques à prendre en compte, notamment :

• Rétention : L'acrylamide est un composé polaire de faible poids moléculaire.
• Complexité des matrices : L'extraction et le nettoyage sont nécessaires pour une série d'échantillons complexes d'aliments transformés, dont la composition peut varier considérablement.
• Plage de concentration : Les niveaux de référence de l'UE diffèrent selon le type d'aliment et peuvent aller de 40 µg/kg dans les aliments pour bébés à 4000 µg/kg pour les substituts de café, exclusivement à base de chicorée.

Les niveaux d'acrylamide dans les aliments sont souvent déterminés par chromatographie liquide (LC) ou par chromatographie en phase gazeuse (GC) comme technique de séparation, couplée à la spectrométrie de masse (MS) pour la détection. En raison de la complexité des échantillons d'aliments transformés, l'extraction et le nettoyage des échantillons peuvent souvent impliquer des méthodes à forte intensité de main-d'œuvre. Avant d'être analysés par chromatographie en phase gazeuse, les échantillons doivent également être dérivés, ce qui est souvent réalisé par bromation. Les méthodes LC-MS ne nécessitent pas cette étape de dérivatisation, ce qui permet aux analystes de gagner du temps.

Préparation d'échantillons (extraction et nettoyage) pour la recherche d'acrylamide dans les aliments par LC-MS/MS

La chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse quadripolaire en tandem (LC-MS/MS) est une technique établie pour l'analyse de l'acrylamide dans les aliments transformés. Les anciennes méthodes LC-MS/MS impliquent souvent une préparation de l'échantillon avec un nettoyage long et en plusieurs étapes de l'extraction en phase solide (SPE). Un exemple de procédure de nettoyage par SPE en plusieurs étapes utilisant les cartouches Oasis SPE est décrit dans la note d'application acrylamide dans les chips.

Des méthodes alternatives de préparation d'échantillons utilisant l'extraction QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) avec extraction en phase solide dispersive (dSPE) ou le nettoyage SPE pass-through peuvent aboutir à des méthodes de préparation d'échantillons plus rapides. La note d'application intitulée Determination of Acrylamide in Processed Foods using ACQUITY UPLC I-Class and Xevo TQ-S micro décrit un exemple de flux de travail de préparation d'échantillons qui utilise une extraction QuEChERS modifiée avec différentes options de nettoyage SPE avant l'analyse par LC-MS/MS.

Lorsque vous choisissez la méthode de nettoyage qui répond le mieux aux objectifs de votre méthode d'analyse, en termes de coût par échantillon, de récupération, de répétabilité, de temps et de ressources, il est également important de prendre en compte l'impact qu'un nettoyage réduit de l'échantillon pourrait avoir sur votre colonne d'analyse et votre système LC-MS/MS. Si l'étape de préparation de l'échantillon permet de réduire le nettoyage, cela peut avoir un impact sur la durée de vie de la colonne et le temps de fonctionnement du système. Dans la note d'application " Investigation of the Xevo TQ-S cronos System's Robustness for the Determination of Acrylamide in Processed Potato Chips", la performance du système a été évaluée sur 500 injections consécutives de matrice de chips. Pour cette étude, les échantillons de chips ont été extraits et nettoyés à l'aide du kit de nettoyage amélioré LCMS Acrylamide de Waters.

Interférences isobariques ayant un impact sur la quantification de l'acrylamide

Un article publié en 2019 dans le Journal of Chromatography A par Desmarchelier A, Hamel J, Delatour T, a identifié la présence d'autres composés qui peuvent interférer avec la quantification de l'acrylamide dans certains échantillons, comme le café. Dans cet article, les auteurs ont identifié que les fragments de n-acétyl-β-alanine, de 3-aminopropanamide et de lactamide présents à la source pouvaient entraîner une surestimation des niveaux d'acrylamide, si ces composés sont co-élués avec l'acrylamide.

Suite à cette publication, Janitha De-Alwis, chimiste d'application chez Waters, a effectué des travaux supplémentaires pour évaluer si ces composés co-éluent avec l'acrylamide en utilisant la méthode développée sur la colonne HSS C18 SB de l'ACQUITY UPLC, qui fait partie des kits d'analyse de l'acrylamide de Waters. Les résultats de ces travaux peuvent être consultés dans la note d'application Determination of Acrylamide : Are You Avoiding Isobaric Interferences ?

Protéger les marques grâce à des flux d'essais précis et fiables sur les aliments et les boissons

Les solutions de Waters en matière d'instruments, de chimie et de services permettent aux laboratoires d'analyse alimentaire de mettre au point des méthodes d'analyse efficaces, aidant ainsi les fabricants de produits alimentaires à s'assurer que.. :

• Le contrôle précis des niveaux d'acrylamide dans les aliments transformés
• L'efficacité des mesures d'atténuation de l'acrylamide peut être évaluée.

Informations supplémentaires :

Comment les laboratoires de sécurité alimentaire testent-ils l'acrylamide ?

Ressources :

1. (2021) Acrylamide. https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/acrylamide
2. EUR-Lex. (2017) Règlement (UE) 2017/2158 de la Commission du 20 novembre 2017 établissant des mesures d'atténuation et des niveaux de référence pour la réduction de la présence d'acrylamide dans les denrées alimentaires. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2017/2158/oj
3. S. FDA. (2021) Acrylamide. https://www.fda.gov/food/chemical-contaminants-food/acrylamide
4. Comité européen de normalisation (CEN). (2015) Analyse des aliments - Détermination de l'acrylamide dans les aliments par spectrométrie de masse en tandem par chromatographie liquide (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).