Využití hmotnostní spektrometrie při odhalování falšování potravin

Aneta Štěpánová

Bachelor's thesis

The use of mass spectrometry for detection of food adulteration

Abstract:

Bakalářská práce shrnuje metody při odhalování falšování potravin. Falšování potravin si lze představit jako úmyslné či neúmyslné nahrazení suroviny s cílem dosáhnout většího zisku. Příkladem může být náhrada suroviny za levnější, či neuvedením všech látek na etiketu, a to může vést k závažným zdravotním problémům spotřebitele, například k alergické reakci. Bakalářská práce se skládá ze zpracování literární rešerše a komparace metod hmotnostní spektrometrie (z anglického mass spectrometry, zkratka MS) využívaných při odhalování falšování jednotlivých komodit. Zaměřuje se na potraviny jak rostlinného, tak i živočišného původu a čerpá z aktuálních vědeckých článků. U komodit, kde lze použít více metod, zohledňuje, jaká je nejlepší z několika hledisek například přesnost, náročnost na čas, vybavení a jiné. Nejčastěji falšované produkty jsou například oleje, víno, mléčné výrobky, koření, lihoviny a podobně. I když jde o nejčastěji falšované produkty, v této práci jde pouze o naznačení problematiky falšování a odhalování. Některé skupiny produktů, jako například koření, jsou velmi rozsáhlé, že by vystačily na celou práci, proto zde nejsou uvedeny.Podstatou hmotnostní spektrometrie je detekce nabitých částic (iontů). Ty vznikají v iontovém zdroji hmotnostního spektrometru z neutrálních molekul vzorku (při tzv. ionizaci). V další části spektrometru jsou pak všechny vzniklé ionty rozděleny podle podílu své hmotnosti a náboje (m/z) a následně detekovány. Metody, které patří do MS, jsou například MALDI-TOF MS, ESI, které ale mohou na začátku využít separaci molekul pomocí kapalinové (LC), vysokoúčinné kapalinové (HPLC) nebo plynové (GC) chromatografie. Práce nejdříve shrne definici falšování potravin, poté historii MS, principy metod a jejich rozdělení. Dále se pak dělí na jednotlivé falšované komodity, kdy nejprve je charakterizována potravina, přínosy její konzumace na lidské zdraví, pěstování či její významní producenti. Poté je popsáno, čím je falšována a metody, které takový podvod odhalí.

Abstract:

The bachelor thesis aims to summarize methods for detecting food adulteration. Food adulteration can be thought of as an intentional or unintentional substitution of a raw material in order to make higher profit. An example could be the substitution of a raw material for a cheaper one, or the omission of all substances on the label, and this can lead to serious health problems for the consumer, such as an allergic reaction. The bachelor's thesis consists of processing a literature research and comparing the methods of mass spectroscopy (from the English mass spectrometry, abbreviation MS) used in detecting adulteration of individual commodities. It focuses on foods of both plant and animal origin and draws on current scientific articles. For commodities where multiple methods can be used, it takes into account which is best in several respects (for example accuracy, time, equipment, etc.). The most commonly counterfeited products are, for example, oils, dairy products, spirits, etc. Although these are the most common counterfeited products, this work is only an indication of the issue of counterfeiting and detection. Some product groups, such as spices, are very large, so they would be enough for the whole new work, therefore they are not listed here.The principel of mass spectrometry is the detection of charged particles (ions). These are formed in the ion source of the mass spectrometer from neutral molecules of the sample (during the so-called ionization). In the next part of the spectrometer, all formed ions are divided according to the ratio of their mass and charge (m/z) and subsequently detected. Methods that belong to MS are, for example, MALDI-TOF MS, ESI, but they can initially use the separation of molecules by liquid (LC), high efficiency liquid (HPLC) or gas (GC) chromatography.The work first summarizes the definition of food adulteration, then the history of MS, the principles of methods and their division. It is then divided into individual counterfeit commodities, where the food is first characterized, than the benefits of its consumption on human health, cultivation or its major producers. It then describes what it counterfeits about and the methods by which such fraud is detected.

Keywords

hmotnostní spektrometrie, falšování potravin, MALDI-TOF MS, ESI, HPLC, mléko, maso, káva, kakao, alkoholické nápoje

Keywords

Mass spectrometry, food adulteration, MALDI-TOF MS, ESI, HPLC, milk, meat, coffee, cacao, alcoholic beverages

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matěj Božik

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Quality of Agricultural Products