“Araştırmalar Atmosfer Basıncı Gaz Kromatografisi’nin (APGC) geçerli ve etkili dioksin analizi için gerekli seçimlilik ve hassasiyeti temin eden güçlü bir alternatif teknik olduğunu gösteriyor. APGC gibi analitik tekniklerdeki ilerlemeler yem güvenliğinin geleceği için çok büyük bir potansiyel sağlıyor.”

Dr. Xiaomin Li Tarım Ürünleri Kalite Standardı ve Test Teknolojisi Enstitüsü (IQSTAP) Öğretim Üyesi

Çin’in başkenti Pekin’de bulunan Tarım Ürünleri Kalite Standardı ve Test Teknolojisi Enstitüsü’nde (IQSTAP) öğretim görevlisi olan Dr. Xiaomin Li, enstitünün Çin’de yem güvenliğini sağlama konusundaki gelişmelere odaklandığını söylüyor. Dr. Xiaomin Li 2008 yılındaki melamin skandalı gibi birçok olayın sonucu olarak daha sıkı mevzuatların yürürlüğe sokulduğunu hatırlatırken Çin’de güvenlik ve kalite güvencesine dair eksiksiz yem mevzuatına olan talebin devam ettiğinin de altını çiziyor. Devasa nüfusuyla Çin hem çok büyük bir üretici hem de çok büyük bir pazar. Çin realitesine dikkati çeken Dr. Li, “Çin’in lider ithalatçı, üretici ve tüketici olması açısından hayvan yemlerinde ve yem içeriklerinde dünya genelindeki olası sonuçlarda sorumluluğu var.” diye konuşuyor.

Dr. Li’ye sorulan sorular ve aldığımız cevaplar:

Tarım Ürünleri Kalite Standardı ve Test Teknolojisi Enstitüsü’nde yaptığınız çalışmalardan bahsedebilir misiniz? Çin’in Pekin kentinde bulunan Tarım Ürünleri Kalite Standardı ve Test Teknolojisi (IQSTAP) Enstitüsü ülkede yem güvenliği gelişmelerine katkıda bulunmaya odaklanıyor. Çin’in dünya genelinde gıda kalitesini ve güvenliğini etkileyen hayvan yemleri ve yem içeriklerinde lider ithalatçı, üretici ve tüketici olduğu düşünüldüğünde bunun bir sorumluluk olduğu görülüyor.

IQSTAP’ta, yem kaynaklarının gelişimine ve kullanımına, yem ve hayvan ürünü güvenliğine, ekolojik çevre güvenliği ve hayvan ürünü kalitesine odaklanıyoruz. Araştırmacılar yem endüstrisinin her yönünü araştırsa da temelde yem biyoteknolojisi, biyokimyasal mühendislik ve ekstrasyon, hayvan besleme ve yem bilimi, yem işleme teknolojisi, yem test ve güvenlik değerlendirmesi ve yem ekonomisi ve bilgilerine odaklanıyor.

Çin’deki yen analizlerinin önemini izah eder misiniz? Genelde yem endüstrisindeki mevcut talebin arkasında Çin hükümetinin düzenlemeleri olduğu düşünülmektedir. 2008 yılındaki melamin skandalı¹ gibi birçok olayın sonucu olarak daha sıkı mevzuatlar yürürlüğe sokuldu ancak Çin’de güvenlik ve kalite güvencesine dair eksiksiz yem mevzuatına olan talep devam ediyor. Bizim IQSTAP’taki laboratuvarımız ve benzerleri bunu başarabilmek için yeni yöntemler ve yenilikçi teknoloji ile analitik yeterliliklerini devamlı olarak geliştirmektedir.

Dioksin nedir ve yemin ultra iz toksin analizi için neden önemlidir? Poliklorlu dibenzo-p-dioksinler (PCDDs) ve poliklorlu dibenzo-p-dioksinler dibenzofuranlar (PCDFs) ortamda bir kez var var oldu mu yok etmesi zaman alan toksik organik kirleticilerdir. Bu toksinler dünyanın her yerinde bulunmaktadır ve hayvanların yağ hücreleri başta olmak üzere gıda zincirinde birikmektedirler.

Yem ve gıdadaki kirleticilere dair sıkıştırıcı düzenlemeler, Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometrisi (GC-MS) gibi analitik tekniklerin hassasiyetine olan ihtiyacı artmasını tetiklemiştir. Buna ek olarak, enjekte edilen numunelerin hacminin azaltılması aletleri üzerindeki madde etkilerini ve kirlenmeyi asgariye indirdiği gösterilmiştir ki bunlar dioksin analizini etkileyen iki unsurdur.

Hususan PCDD ve PCDF’lerin yüksek derecede toksik olmaları ve kansere, üreme ve gelişim sorunlarına yol açabilecek olmaları, bağışıklık sistemini ve hormon girişimlerini tahrip etmeleri nedeniyle, bu kirleticilerin varlığını izlemek gıda güvenliği için hayati öneme sahiptir.

Dünya gıda zincirinde yer almaları bu kirleticilerin varlıklarının ve miktarlarının tespit edilmesine verilen önemin artmasına sebep olmuştur. İnsanlar dioksinlere hususan et ve süt ürünleri aracılığıyla olmak üzere çoğunlukla gıda yoluyla maruz kalmaktadır. Bu bileşiklerin biyoakümülatif doğası nedeniyle, bunları gıda ve çevresel numunelerde ultra izleme düzeylerinde izlemek olmazsa olmazlardan biri.

Avrupa genelinde geçtiğimiz on yıllarda dioksinlerin kirletilmiş hayvan yemi aracılığıyla insan gıda zincirine girmelerinin birçok örneği yaşanmıştır. Örneğin, 2008’deki İrlanda domuz krizi hayvan yeminin dioksinle kirletilmesi nedeniyle yaşanmış, büyükbaş hayvanların ve domuzların ayrılması 4 milyon Euro’dan fazla masrafa sebep olmuş ve 200 milyon civarında da hasılat kaybı gerçekleşmişti². Almanya’daki 4700 çiftliğin dioksinle kirletilen hayvan yeminden etkilendiği 2011 yılında, Almanya’dan Çin’e yumurta ithalatı yasaklanmıştı ³.

Hangi türden veriler elde etmek istiyorsunuz? PCDD ve PCDF’lerin gıda zincirindeki yerleşik varlıkları, bu kirleticilerin izin verilen yoğunluk düzeyinin geçip geçmediklerinin kontrol edilebilmesi için yem ve gıdadaki varlıklarının devamlı bir şekilde izlenmelerini çok önemli hâle getirmektedir. Bu da dioksin analiz yöntemlerinin geliştirilmesine olan ilginin artmasını tetiklemiştir.

Dioksin Test Laboratuvarındaki sekiz bilim adamı yem ve gıda numunelerinde kirleticilerin tespit edilebilmesi için yeni yöntemler geliştirerek dioksin analizini ilerletmek için aralıksız çalışıyor. PCDD ve PCDF’lerin tespitinde uluslararası altın standartlarını kullanıyoruz – izotop seyreltme yüksek çözünürlüklü gaz kromatografisi (HRGC) ile yüksek çözünürlüklü manyetik kütle spektrometrisi (HRMS). Avrupa Komisyonu GC-MS/MS’nin PCDD ve PCDF tespitinde doğrulayıcı yöntem olarak kullanılabileceğine karar verdi.

Mevzuatlar/uygunluk faktörlerinden gelen baskıyı açıklayabilir misiniz? Çin 2015yılından ithal yem ve yem katkıları için yeniden gözden geçirilmiş düzenleyici bir tescil sistemi uygulamaya koydu. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) bu bileşikler için toksik eşlenik unsurlar belirleyerek insana yönelik risk değerlendirmeleri yaptı. Dioksinler Kalıcı Organik Kirleticiler (KOK) hakkındaki Stockholm Sözleşmesi altında uluslararası anlamda sınırlandırılmıştırı ⁴. Buna ek olarak, Avrupa Birliği bu bileşiklerin birçoğunun kullanımını yasaklamıştır ve yem ve gıda tedarikinde kabul edilebilir standartlar belirlemiştir.

Yeni araştırma sonuçları elde edilirken, bu mevzuatlar daimi olarak gözden geçirilmekte ve güncellenmektedir. Gıda zincirinde PCDD ve PCDF’nin yerleşik varlığı, yemde ve gıdada bu kirleticilerin kabul edilebilir yoğunluğu aşmadıklarından emin olmak için düzenli bir izleme mekanizmasını zorunlu hâle getirmiştir. Bu durum da bilim adamlarını dioksin analiz yöntemlerini geliştirmeye yönlendirmektedir.

Çalışmalarınızda kısıtlılıklarla karşılaşıyor musunuz? Geleneksel olarak kalıcı organik kirleticilerin tespitinde molekülleri parçalamak ve tespit işlemleri için yüklü iyonlar elde etmek amaçlı elektron iyonizasyonu (EI) kullanıldı. Ancak ilgi alanımıza giren bileşiklerin bazıları, EI gibi sert iyonizasyon analizleri için uygun değildi. Bunun sebebi ise EI tekniği özdeş iyonlara sebebiyet vermesidir, bu nedenle seçiciliği kısıtlıdır. Aynı zamanda, EI tekniği tüm bileşiği görmeyi zorlaştırabilir ve bileşik için aynı bölümlerde farklı sayılarda brom atomuna sebebiyet verebilir. Bu ekibimizin yem ve gıda güvenliği analizi için EI’nin kısıtlılıklarını aşma yolundaki mücadele azmini körükledi.

IQSTAP Dioksin Test Laboratuvarı en toksik PCCDD ve PCDF’lerin analizi için metodolojisini geliştirmeye adanmıştır. Bu; hassasiyet ve doğruluğun yanında matriks girişimi de dâhil olmak üzere bir çok yeni sorunla yüz yüze gelinen bir misyon.

Dioksin analizinin eşsizliği her bir dioksin laboratuvarının aynı matriksin aynı karmaşıklıkla, numuneni etkin arıtımıyla ve hedef bileşiğin yarı belirleyici miktar problemi ile karşılaşacağı anlamına geliyor.

Yem ve gıda numunelerindeki kirleticilerin tespiti ve miktar tayinlerinin yapılabilmesi için yeni yöntemler geliştirerek dioksin analizlerini ileriye götürmek için daimi olarak çalışıyoruz.

Tahlil tekniklerindeki gelişmelerin yem güvenliğinin geleceğini nasıl etkileyeceğini düşünüyorsunuz? Yemdeki kirleticilerin tespiti ve miktar tayinlerinin yapılması, hayvanlarınve insanların dioksine maruziyetlerini azaltmak için hayati öneme sahip ve bunun potansiyel sonuçlarını da kısmen hafifletecektir. IQSTAP’in üstlendiği araştırmalar Atmosfer Basıncı Gaz Kromatografisi’nin (APGC) geçerli ve etkili dioksin analizi için gerekli seçimlilik ve hassasiyeti temin eden güçlü bir alternatif teknik olduğunu gösteriyor.

Tahlil tekniklerinde APGC gibi ilerlemeler, sektörü dünya genelinde düzenleyici kısıtlılıklara uygunluğa doğru bir adım daha yaklaştırarak geleceğin gıda güvenliği için çok büyük potansiyel sağlıyor.

Atmosfer Basıncı Gaz Kromatografisi’ni (APGC) neden kullanıyorsunuz? APGC’nin kullanılması yemlerde ve gıdadaki toksinlerin tespiti ve miktar tayinini geliştirmemizi sağlıyor biz şimdi bu gelişmeleri daha geniş bir bilim topluluğuyla paylaşmaya hazır bulunuyoruz.

APGC, mevzuatlardaki düzeyde dioksinlerin ve füranların isabetli bir şekilde belirlenmesi için çok hassas bir tespit sistemidir. Biz diğer bilimsel araştırmacı ve test kuruluşlarıyla yakın ilişki içinde çalışıyoruz ve başka laboratuvarlardan personeller sık sık metodolojimizi çalışmak üzere bizleri ziyaret ediyorlar. Biz de daha iyi çalıştığını tespit ettiğimiz yöntemleri ve tecrübelerimizi kendilerine aktarıyoruz.

Son yıllarda bu alanla ilgili sayısız araştırma yapıldı. Örneğin İspanya’daki bilim insanları, APGC’yi gıdaların Avrupa Birliği gerekliliklerini karşıladığından emin olmak amacıyla bunlardaki kirletici konsantrasyonunu izlemek için kullandı ^5-7. Benzer şekilde, Hollanda’daki bir laboratuvar, üreticilerin ürünlerini test etme gerekliliklerinde yaşanan artışı karşılayabilmek amacıyla APGC’yi kullanarak gıdada ve yemlerde kullanılan böcek ilaçlarından tespitini yapabildiklerinin sayısını arttırdı⁸. APGC’nin bahsi geçen diğer tekniklere tercih etmenizin sebebi nedir? IQSTAP ekibi, geleneksel dioksin analizi metodolojisiyle kıyaslandığında APGC’nin birçok önemli avantajını buldu: • Yumuşak iyonizasyon: APGC yumuşak iyonizasyon yöntemi, kolaylıkla parçalanabilen birçok bileşiğin analiz edilmesi için uygundur. Özellikle de EI’nin kısıtlamalarının bulunduğu dioksin analizlerinde faydalıdır. Bölünmenin daha az olması, daha yüksek düzeyde hassasiyet ve özgüllük verebilir. Bu nedenle MS/MS analizlerinde haberci iyonların seçimini basitleştirir. APCI ara yüzüyle, yumuşak ve tekrar edilebilir iyonizasyon GC’de tercih edilir, tipik olarak yapısına protein katılmış olan molekül ve/veya moleküler iyon çoğu durumda spektrumun (görünge) referans pikidir.

• Kolay LC -GC değişimi: APGC bir vakum tekniği olmadığından, teknikler arası dengeleme süresi en aza indirilmektedir. Bu da analizin taleplere uygun hâle getirilebileceği, çalışma süresinin ve alet kullanımının azami düzeye çıkarılabileceği anlamına geliyor. Bu aynı zamanda araştırmacılara en geniş kapsamı temin ediyor.

• Kullanım kolaylığı: APGC aletlerinin, Waters’da olan gibi, kullanımı kolay arayüzü eğitime olan ihtiyacı azaltmanın yanında laboratuvarda uygulama sürecinin hızını artırıyor ki bunlar dioksin analizi alanında iki önemli fayda. Bu da APGC’nin iş akışımıza daha kolay uymasını sağlıyor ve verimliliği artırıyor.

APGC ne gibi sonuçlar elde ettiniz? APGC, ultra izleme düzeylerinde kirletici sınırlarını tespit edebilme kabiliyetiyle, toksik PCDD ve PCDF’lerin varlığı ve miktarı ile ilgili mevzuata ilişkin sınırlara riayet etmemizi sağladı. MS ile birleşen APGC’nin artan hassasiyeti Dioksin Test Laboratuvarı araştırmacılarına en karmaşık numunelerin düşük düzeylerinde dahi iz kirleticilerini ölçme ve doğrulama imkânı verdi. Buna ilaveten, daha az numune madde enjekte etme imkânı tanıması nedeniyle APGC tekniği aletler üzerindeki kirlenmenin etkilerini azalttı ve bu sayede de çalışma zamanını artırdı.

Ayrıca, APGC ile yapılan yem ve gıda analizlerinin çoklu reaksiyon izleme (MRM) geçişlerini oluştururken EI gaz kromatografisi ile tecrübe edilen önemli parçalanmaya kıyasla daha gelişmiş seçimlilik için olanak sağladığını keşfettik. Atmosfer basıncında GC sistemi çalıştırmak iyonizasyon modunda optimizasyon için, yani yük ve proton transferi için, daha geniş bir kapsam temin etmektedir.

Dioksin Test Laboratuvarı araştırmacılarımız, APGC’nin yem ve gıda numunelerindeki dioksinin analiz edilmesi için güçlü ve hassas bir teknik olduğu bulgusuna ulaştılar ve sahadaki kullanımının genişleme potansiyeli olduğunu görüyorlar⁹. Kirleticileri tespit etme ve seviyesini izleme ve Avrupa Birliği tarafından düzenlenen şartnamelerin gereğini yerine getirdiklerinden emin olma ve dünya genelindeki başka ülkelerde zamanda yarının standartlarını geliştirme imkânı tanıyan bu yenilikçi tekniği benimsemenin gıda güvenliği için büyük avantaj sağlayacağına inanıyoruz.

APGC’ni yeterliliklerini ve getirdiği imkânları araştırarak ve APGC’yi kullanarak diğer inatçı organik kirleticilere dair analizlerin geliştirilmesi yolunda çalışmalarımıza devam etmeyi planlıyoruz.

APGC bize bilimsel araştırmalar için yeni fikirler verdi. İhtiyacımız olan hız ve hassasiyet sayesinde dioksin analizi için geleneksel GC-MS’ye bir alternatif sunuyor.

1. WHO Expert meeting to review toxicological aspects of melamine and cyanuric acid, Food Safety and Quality, Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/food/food-safety-quality/a-z-index/melamine/en/ [Last accessed 18/10/18]
2. BBC News. (2010) Minister heard feed toxic on TV. Available at http://newsvote.bbc.co.uk/mpapps/pagetools/print/news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/northern_ireland/8567267.stm?ad=1
3. Harrington, R. (2011) Dioxin-contaminated liquid egg distributed in UK, Contamination worse than feared in German dioxin scandal. Available at https://www.foodnavigator.com/Article/2011/01/06/Contamination-worse-than-feared-in-German-dioxin-scandal [Last accessed 17/10/18].
4. Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. National Implementation Plans (2008) Available: http://chm.pops.int/Countries/National%20Implementation/tabid/253/language/en-US/Default.aspx[Last accessed 15/10/18]
5. Portolés, T., Garlito, B., Nácher-Mestre, J., Berntssen, M.H.G. and Pérez-Sánchez, J. (2017) Multi-class determination of undesirables in aquaculture samples by gas chromatography/tandem mass spectrometry with atmospheric pressure chemical ionization: Novel approach for polycyclic aromatic hydrocarbons, Tatlanta, 172, 109-119.
6. Portolés Nicolau, T., Mol, J.G.J., Vicente Sancho Llopis, J. and Javier Hernández Hernández, F. (2012) Advantages of atmospheric pressure chemical ionization in gas chromatography tandem mass spectrometry: Pyrethroid insecticides as a case study, Analytical Chemistry, 22 (84), 9802-9810.
7. Portolés Nicolau, T., Sales, C., Gómara, B., Vicente Sancho Llopis, J., Arandes, J.B., Herrero, L., José González, M. and Javier Hernández Hernández, F. (2015) Novel analytical approach for brominated flame retardants based on the use of gas chromatography-atmospheric pressure chemical ionization-tandem mass spectrometry with emphasis in highly brominated Co, Analytical Chemistry, 19 (87), 9892-9899.
8. Growing Demand for Rapid Food Contaminant Detection Spurs New Method Development at NofaLab [http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/720006184en.pdf]

APGC Advances Ultra-Trace Toxins Analysis in Feed and Food [http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/720006401en.pdf]