Création de calibrants liquides pour les mycotoxines : Un regard en coulisses

Les matériaux de référence, ou calibrants, décrivent des substances ou des objets possédant une ou plusieurs propriétés caractéristiques définies qui sont utilisées comme mesure ou comme référence pour les méthodes de mesure. Étant donné l'importance de la sécurité des consommateurs pour l'industrie alimentaire et l'industrie de l'alimentation animale, l'analyse des mycotoxines implique l'utilisation de matériaux de référence afin d'obtenir des résultats précis et fiables.

Un danger permanent

Les mycotoxines sont des métabolites fongiques secondaires naturels toxiques pour les animaux et les humains. Les champignons de moisissure se développent dans les champs et pendant le stockage. Présentes dans presque tous les produits agricoles du monde, plus de 380 mycotoxines ont été identifiées et la toxicité de chaque substance varie considérablement. Les concentrations maximales autorisées prédéterminées de diverses mycotoxines dans les matières premières végétales telles que les céréales, le blé, le maïs - pour n'en citer que quelques-unes - ont contraint les producteurs de matières premières à examiner attentivement leurs échantillons dans un laboratoire d'analyse afin de s'assurer de la qualité de leurs produits.

Préparation gravimétrique

Il arrive fréquemment qu'un champignon qui se développe dans des conditions optimales - températures suffisamment chaudes, humidité élevée et substrat adéquat - produise des mycotoxines. En laboratoire, l'histoire d'un matériau de référence commence par la tentative d'ajuster les conditions de croissance artificielles afin d'obtenir des rendements optimaux en mycotoxines. Il s'agit notamment d'utiliser un genre de champignon approprié, car chaque champignon produit son propre schéma caractéristique de métabolites, qui peuvent se chiffrer à plusieurs centaines. L'entretien des souches fongiques pour la production est crucial. Leur vitalité et leur fonctionnalité font l'objet d'un suivi constant, car elles constituent la base de toutes les activités liées aux processus de production des matériaux de référence. Les moisissures sont des organismes vivants qui peuvent muter au fil du temps, voire dégénérer et entraîner une diminution des rendements en mycotoxines. De nouveaux métabolites peuvent se former après une certaine période de stockage, ce qui peut également influencer considérablement le processus d'isolement. Les souches doivent être renouvelées régulièrement afin de contrer les mutations, les impuretés ou d'autres caractéristiques indésirables.

La première étape, la fermentation, consiste à rendre l'environnement du laboratoire aussi savoureux que possible pour le champignon afin de favoriser sa croissance. Les milieux optimaux varient également d'une souche à l'autre, c'est pourquoi des composants tels que des sels et des minéraux sont fournis comme source de nutriments. On laisse la moisissure se développer pendant un certain temps - de quelques jours à quelques semaines - au cours duquel le champignon métabolise son milieu.

Une fois la fermentation terminée et le processus soigneusement contrôlé, la mycotoxine est extraite du matériel de culture à l'aide d'un solvant organique approprié. En fonction de la structure moléculaire, il peut s'agir de solvants organiques polaires ou non polaires. Au cours de la fermentation, les moisissures produisent généralement des impuretés en plus de la toxine en question, par exemple d'autres métabolites, des colorants, des huiles, etc.

L'extrait brut qui en résulte contient souvent de nombreuses impuretés. Au cours de l'isolement ou de la purification, la mycotoxine est progressivement rapprochée de l'objectif de pureté de >98% par le biais de diverses applications chromatographiques et préparatives avec une sélectivité différente. Certaines toxines ont des structures moléculaires favorables et peuvent être cristallisées à partir d'une solution sursaturée de solvants organiques polaires ou apolaires. Cela se produit, par exemple, en refroidissant la solution, en évaporant le solvant de cristallisation ou en mélangeant plusieurs solvants de polarité différente. D'autres toxines peuvent être rendues sous forme cristalline ou poudreuse par lyophilisation. La cristallisation permet d'augmenter la pureté de la toxine jusqu'à l'obtention de la pureté cible.

Contrôle de la qualité

La CLHP, le photomètre UV et la CLHP-SM sont utilisés pour déterminer/confirmer la pureté de la matière première produite. En fonction de la toxine, ce contrôle peut être effectué par exemple par chromatographie liquide à haute performance en combinaison avec une détection par barrette de diodes, une détection par fluorescence ou similaire, avec un photomètre UV (analyse qualitative et quantitative du composé) ou par chromatographie liquide à haute performance combinée à une détection par spectrométrie de masse. La spectrométrie de masse est particulièrement nécessaire pour la détermination décrite ci-dessus de la pureté isotopique (par exemple > 98 % d'atomes de 13C) des mycotoxines marquées par des isotopes de 13C. Les matériaux de référence pour les mycotoxines occupent une position de niche sur le marché. Par conséquent, il est parfois difficile de trouver des substances comparatives disponibles dans le commerce et pouvant être utilisées pour le contrôle des processus pendant la production et les contrôles de qualité.

Livraison

Après avoir passé le contrôle de qualité final, la mycotoxine solide est liquéfiée pour être utilisée comme matériau de référence liquide pour les mycotoxines. La solution d'étalonnage liquide est ensuite mise en bouteille et un certificat d'analyse est créé, indiquant la valeur de la propriété et son incertitude, qui accompagne chaque étalonnage.