WYKŁAD 1

ANALITYKA -

dyscyplina naukowa zajmująca się uzyskiwaniem informacji o układach materialnych, zwłaszcza o rodzajach i ilości składników, włącznie z ich przestrzennym rozmieszczeniem i zmianami w czasie.

Stosowanie optymalnych metod pozwalających na uzyskiwanie wiarygodnych informacji dotyczących natury rożnych obiektów znajdujących się w naszym otoczeniu i przebiegających procesach

Co? - jakosciowa

ile? - ilościowa

Jak ? - strukturalna, budowa chemiczna

Jak się zmienia ? - analityka procesowa

Analityka- SKLADU

Ilościowa i jakościowa - jednowymiarowa

Analityka - PROCESOWA - czas dwuwymiarowa - dynamiczna.

Analityka - Rozmieszczenia - wymiar przestrzenny -

Postępowanie analityczne

To szereg logicznych instrukcji dotyczących:

• Pobierania próbek,

• Przygotowania - włącznie z odczynnikami, sprzętem i materiałami pomocniczymi, szkłem, warunków środ.

• Układu pomiarowego, parametrów pomiarów i zmienności parametrów,

• Wzorcowania i podstaw wzorcowania,

• Zakresu oznaczalności i zakresu zastosowań,

• Selektywności lub specyficzności,

• Niepewności wyników, wartości ślepej i granic oznaczalności.

• Informacji koszt/rezultat

Skład żywnosci - matryce żywnościowe

Poziomy występowania składników

■ Główne >10%

■ Inne ważne 1%-0.01%

■ Dodatki 100-500ppm

■ Zapachowe 1 -10-⁶ ppm a nawet 1O-¹⁵g/kg

■ Zanieczyszczenia

- Pozostałości pestycydów < 1 ppm

- Aflatoksyny, WWA, =>1ppb

- Dioksyny, PCB i inne => 1 ppt

Część na milion part per miinon (ppm) ekwiwalent to :

Jeden grosz w 10,000 złotych.

Jedna minuta w dwóch latach.

Jedna kolba w 2 tonach kukurydzy.

Część na miliard one part per bHHon (ppb) ekwiwalent to:

Jeden grosz w 10,000,000 złotych.

Szczypta soli w 10 tonach płatków kartoflanych

Jedna sekunda w 22 latach.

Jedna kolba w 2000 tonach kukurydzy.

Zakres wielkości próbki

Ilość analitu

Gramy Makropróbka Składnik 10³

Decygramy Główny 10³

Mezopróbka

Centygramy Składnik 10²

Miligramy Milipróbka Składnik 10

Mikrogramy Submikropróbka ślady 10^-3

Nanogramy ślady 10^-6

Pikogramy Ultrapróbka ^ ^

Femtogramy ślady 10^-12

Attogramy ślady 10^-15

Przedrostek Symbol

1 000 000 000 000 000 000 = 10¹⁸ Exa E

1 000 000 000 000 000 = 10¹⁵ Peta P

1 000 000 000 000 = 10¹² Tera T

1 000 000 000 = 10⁹ Giga G

1000 000 = 10⁶ Mega M

1000 = 10³ Kilo k

100 = 10² Hekto h

10 = 10¹ Deka da

0,1=10-¹ Dęci d

0,01 = 10-² Centi c

0,001=10-³ Mili m

0,000 001 =10- Mikro |J

0,000 000 001 =10⁹ Nano n

0,000 000 000 001 =10-¹² Piko p

0,000 000 000 000 001 =10¹⁵ Femto f

0.000 000 000 000 000 001 = 10¹⁸ Atto a

Łańcuch żywnościowy - zainteresowanych i zaangażowanych wiele ogniw

Gospodarstwo, farma transport skup / ubój, przetwórstwo transport/ Import Restauracja/ obrot Konsument

Żywność zagrożenie, zanieczyszczenie możliwe w każdym ogniwie od farmy do widelca.

1.Atrybuty bezpieczeństwa

> Mikroflora patogenna,

> Metale ciężkie, Pozostałości pestycydów*

> Dodatki do żywności,

> Naturalnie 'występujące substancje toksyczne,

> Pozostałości leków i inne

> Skażenia środowiskowe

2. Atrybuty żywieniowe

> Kalorie,

> Tłuszcz i cholesterol,

> Białko,

> Cukry i włókno.

> Witaminy,

> Substancje mineralne,

3. Atrybuty ceny, wartości

> Czystość,

> Integralność składu.

> Wielkość,

> Wygląd,

> Smak, zapach

> Dogodność przygotowania

4. Atrybuty opakowania

> Materiał

> Oznakowanie "labeling”

> Podane inne informacje

Wymagania regulacji prawnych dla produktów żywnościowych:

- Standardy "na wejściu" do produkcji

- Standardy procesu produkcyjnego,

- Standardy stanu produktu,

- Dotyczące informacji,

- Dotyczące sprzedaży lub podania do konsumpcji,

- Dotyczące zastosowania i funkcjonalności.

PRAWO ŻYWNOŚCIOWE UE

• W celu zastosowania możliwie jednolitego systemu przyjęto podstawowe zasady charakteryzujące prawo Wspólnoty:

• autonomiczność prawa wspólnotowego w stosunku do prawa wewnętrznego krajów członkowskich,

• nadrzędność prawa wspólnotowego nad prawem wewnętrznym krajów członkowskich,

• bezpośredniość w stosunku do wszystkich państw członkowskich i ich obvwateli.

Autonomiczność oznacza niezależność porządku prawnego Wspólnot zarówno od prawa wewnętrznego państw członkowskich, jak i w stosunku do prawa międzynarodowego.

Skutkiem prymatu prawa wspólnotowego nad prawem krajowym państw członkowskich jest nadrzędność prawa wspólnotowego nad przepisami wewnętrznymi krajów członkowskich stojących w sprzeczności z prawem wspólnotowym.

ZASADY PRAWA UE

Zgodnie z orzecznictwem:

Bezpośrednie obowiązywanie prawa wspólnotowego oznacza, że jego postanowienia mają pełną moc, jednolitą we wszystkich państwach członkowskich, począwszy od momentu wejścia w życie przez cały okres ważności.

Rozporządzenie - jest podstawowym źródłem ustawodawstwa Unii Europejskiej. Rozporządzenia mają ogólne zastosowanie, obowiązują w całości we wszystkich krajach członkowskich od daty, od której weszły w życie. Rozporządzenie jest stosowane

bezpośrednio, co oznacza, że wywiera ono skutek prawny w kraju członkowskim, bez potrzeby jego transformacji.

Rozporządzenia mogą być uchwalane przez Radę jak i Komisję z zachowaniem odpowiedniej procedury, obejmującej również proces konsultacji. W istotnych i strategicznych postanowieniach, jak na przykład w sprawach bezpieczeństwa żywności stroną wprowadzającą akt prawny może być Parlament Europejski łącznie z Komisją lub Radą. Chociaż rozporządzenia mają moc prawną, kraje członkowskie mogą wprowadzać własne akty prawne obowiązujące na ich terytorium, które nie mogą być jednak sprzeczne z rozporządzeniami Wspólnoty

Dyrektywy - były do tej pory najczęściej stosowaną formą prawodawstwa żywnościowego. Rozróżniane są Dyrektywy Rady oraz Dyrektywy Komisji. Dyrektywy są adresowane do krajów członkowskich i są dla nich wiążące w zakresie celów, jakie mają być osiągnięte. Są one przede wszystkim stosowane w celu harmonizacji prawa państw członkowskich a sposób wdrażania dyrektyw do prawa krajowego zależy od decyzji każdego z państw. Obowiązują w każdym kraju członkowskim, do którego są adresowane, lecz wybór sposobów i metod osiągania celów w nich zawartych pozostawiony jest do decyzji samych krajów członkowskich.

Pytania które wymagają odpowiedzi

Czy deklarowane praktyki produkcji są zgodne z prawdą?

ekologiczne, organiczne produkty, hodowlane i dzikie zwierzęta, i drób karmiony w specyficzny sposób np.; owsem, kukurydzą etc, jaja z hodowli wybiegowej. Zgodność deklaracji z nazwą i QUID.

Czy pochodzenie produktu jest zgodne z deklaracją?

Mleko, produkty - pochodzenie od różnych zwierząt,

Mięso, ryby - pochodzenie, sposób produkcji,

Rodzaje mikroorganizmów i ilość w mlecznych produktach fermentowanych,

Wykrywanie składników pochodzenia zwierzęcego w żywności wegetariańskiej,

Rodzaj owoców w produktach owocowych itp.

Czy pochodzenie geograficzne produktu jest zgodne z deklaracją?

Produkty mleczne, sery, Produkty chronione PDO, PGI, TSG. Herbata i jej różnorodne rodzaje, kawa, Wołowina, wieprzowina, drób,

Wino, oleje roślinne, miody, części drobiowe.

Rozporządzenie 2081/92

Produkt musi być produkowany } przetwarzany i przygotowany w obszarze geograficznym (PDO)		Produkt musi być produkowany lub przetwarzany lub przygotowany w obszarze geograficznym (PGI)
Jakość lub charakterystyka zasadniczo wynikająca z tego obszaru		Specyficzna jakość, reputacja lub inne charakterystyki atrybuty przypisane temu obszarowi

Rozporządzenie 2082/92

Nazwa musi być specyficzna jako taka lub

wyrażać specyficzny charakter art.

spożywczego

___________________(TSG)___________________

Musi być tradycyjna lub ustanowiona przez

zwyczaje. Cechy rozróżnialne produktu nie mogą

być związane ani z geograficznym obszarem, ani z

postępem technicznym w metodach produkcji.

LOGO UE

Rozporządzenie EEC N° 2092/91

Produkt organiczny

PODRABIANIE LUB FAŁSZOWANIE ŻYWNOŚCI POLEGA NA:

• dodaniu pośledniejszego lub mniej odżywczego składnika,

• usunięciu bardziej wartościowych składników lub ich częściowym zastąpieniu przez mniej wartościowe,

• celowym pozostawieniu mniej wartościowych składników surowców w czasie przetwarzania żywności.

Sposoby fałszowania żywności w angielskiej karykaturze:

♦ dosypywanie piasku do cukru,

♦ rozcieńczanie mleka wodą,

♦ dodawanie zmielonej kredy do mąki,

♦ dolewanie kwasu siarkowego do piwa.

W przypadku olejów jadalnych i tłuszczów mamy zazwyczaj do czynienia z trzema rodzajami zafałszowań.

• zafałszowania ekonomiczne -domieszka tańszego oleju/tłuszczu do produktu wysokiej wartości,

• zafałszowania produktów nisko przetworzonych,

• podrabianie miejsca geograficznego pochodzenia produktu.

Produkt Zafałszowanie Technika wykrywania zafałszowania

Dżem z owoców Dodatek tańszych owoców Chromatografia cieczowa

Jagodowych

Soki owocowe Dodatek lub rozcieńczenie wodą ^1SO podczerwień (TR) spektrometria masowa (MS)

Soki owocowe Dodatek cukru Chromatografia gazowa,

¹³C IRMS, SNIF NMR magnetyczny rezonans naturalnych izotopów

Miód Dodatek cukru ¹³C IRMS

Mięso Dodatek tańszego mięsa lub innego Metody biologii molekularnej

gatunku

Mleko Dodatek mleka od zwierzęcia innego Elektroforeza kapilarna, testy

gatunku immunologiczne

Naturalne aromaty Dodatek aromatów sztucznych Chiralna chromatografia

Soja Modyfikacje genetyczne Metody próby DNA

Spirytus Modyfikacje pochodzenia ¹³C IRMS, SNIF NMR; chromatografia gazowa, cieczowa-

Olej roślinny Dodatek tańszego oleju Chromatografia, Spektrometria masowa

Wino Rozcieńczenie wodą (D/H) i ^1BO IRMS

Wino Dosładzanie „chaptalization" ¹³C IRMS, SNIF NMR

Wino i alkohole Mylne oznaczenie wieku ¹⁴C pomiar scyntylacji

System 'tracking and tracing'

'Tracking' - możliwość określenia w każdym momencie pochodzenia produktu, każdego dodatku i rodzaju procesu użytego w produkcji.

'Tracing' - możliwość określenia dla każdego produktu czasu i miejsca dostawy i późniejsze jego losy (usprawnienie wycofania z rynku).

System ten działa w obu kierunkach w łańcuchu żywnościowym: wstecz do surowców i naprzód do odbiorcy końcowego. Jego celem jest bezpieczeństwo produktu w łańcuchu, prostota i przejrzystość poprzez sprawny system informacji.

TRACKING

Możliwość określenia dla każdego komponentu użytego w produkcji, czasu dostawy, bezpośredniego odbiorcy i dalszych losów wyprodukowanych wyrobów

Możliwość określenia pochodzenia surowca, dodatków, procesów na każdym etapie łańcucha

POWSTAWANIE AROMATÓW ŻYWNOŚCI

AROMAT PIERWOTNY AROMAT WTÓRNY OBCE ZAPACHY

ENZYMY PRZEMIANY TERMICZNE MIKROORGANIZMY

Przygotowanie próby

• Techniki izolacji związków zapachowych żywności:

- Ekstrakcja ciecz/ciecz (L/L)

- Destylacja z jednoczesną ekstrakcją (SDE)

- Mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej (SPME)

- Techniki destylacji próżniowej (HVE, SAFE)

- Techniki ekstrakcji gazem (P&T)

TECHNIKI SPEKTROSKOPÓW

Spektrometria masowa 35%

NMR14%

Fluorescencja 14%

X-ray 8%

AAS 5%

Podczerwień 5%

Inne 5%

Światło rozproszone 5%

Mikroskopia elektronowa 3%

Dichroizm kołowy 2%

Ultrafiolet 2%

Chemiluminescencja 2%

TECHNIKI SEPARACYJNE

LC38%

GC 37%

SDS-Page 15%

Ultrafiltracja 8%

Inne 1%

SEC 1%

PRZYGOTOWANIE PRÓBEK

HS 45%

SPE 25%

SFE 12%

FIA 11%

P&T 6%

Inne 11%

TECHNIKI BIOLOGICZNE

PCR 43%

Techniki Immunologiczne 42%

Biosensory 8%

Rekombinacje DNA 4%

Inne 3%

On-line coupling Example of application

Separation

techniques

SFC-SFC vitamins in infant formulas

GC-GC monoterpenes in mandarin oils

HPLC-HPLC herbicides in water

HPLC-GC sterols in sunflower oil

HPLC-HPLC-GC minerał oil in canned food

HPLC-HPLC herbicides in water HPLC-GC

Separation techniąues-spectroscopic techniąues *
GC-MS i flavor constituent (i=l,2,...n)
HPLC-MS i (i=l,2,....n)	naturally occurring substances
HPLC-AAS	vitamin B12 in meat
HPLC-NMR	hop bitter acids
HPLC-GC-MS	citrus essential oils
HPLC-FTIR	sugars in nonalcoholic bewrages
GC-FTIR	unsaturated fatty acids, trans
GC-IR-MS	volatile compounds in heated matrice
CE-MS i (i=l,2,... n)	herbicides in water

Preparation techniąues-spectroscopic techniąues
FIA-AAS	lead in alcoholic beverages
FIA-MS	Cr, Ni, Cd and Pb in oyster
SFE-IR	lipid* in food

Trendy ostatnich lat

• Szybki wzrost zastosowań spektrometrii masowej sprzężonej z chromatografią cieczową oraz spekrometrów wielokrotnych.

• Wielokrotne MS bez potrzeby rozdziału wstępnego

SPME Faza nadpowierzchniowa

pobieranie bezpośrednie pobieranie fazy nadp.

Mity LC/MS

• "LC/MS nie jest techniką rutynową" API tylko dostarcza informacji o masie cząsteczkowej"

• "LC/MS nie jest czuła"

• LC/JMS nie nadaje się do badań ilościowych

• "LC/MS jest kosztowna"

Zalety LC/MS

• Dla analityka żywności

• Uzupełnia dostępne detektory

• Nie zależy od grupy funkcjonalnej

• Może być zastosowana jako specyficzny detektor

• Dostarcza informacji jakościowych i ilościowych

• HPLC • MS

• Wysokie ciśnienie fazy ruchomej • Wymagana wysoka próżnią

• Dostarcza dużej ilości par • Toleruje określony ładunek par

• Nie ma limitu masy • Podwyższona temperatura

• Można stosować bufory • Zależy od m/z i analizatora nieorganiczne • Preferuje lotne bufory

Tandemowy MS

Dla analityka — spektrometrzysty masowego

• Pozwala analizować i badać związki, których nie można badać techniką GC (duże cząsteczki > 50( Daltonów, polarne, termolabilne)

• Pozwala podłączyć bezpośrednio separację LC -otrzymać wyniki szybciej niż "offline" LC/MS

• Pozwala na przepływową analizę próbek

Rozmiar 100 nm struktury porównywalny z makrocząsteczką

Rozmiar 1 nm struktury porównywalny z cząsteczką wody

9

---