L'analyse multiparamétrique, promesses pour la qualité, l'authentification et la sécurité des produits alimentaires

L’ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE : PROMESSES POUR LA QUALITÉ, L’AUTHENTIFICATION ET LA SÉCURITÉ DES PRODUITS ALIMENTAIRES

M. Yvon GervaiseExpert de justiceDirecteur SGS Multilab Rouen

FOOD INDUSTRY MEETINGS – Rennes 15 juin 2016

65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 76801 Saint Etienne du Rouvray

t 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25

对食品的质量，认证和安全的承诺

2Conférence à FOOD INDUSTRY MEETINGS Rennes le 15 juin 2016 – Yvon Gervaise – SGS MULTILAB ROUEN

CONTEXTE DE L’ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE

À Industrie du futur, laboratoire du futur…

Ceux qui produisent Ceux qui consomment

Robotisation, systèmes intelligents, analyses multiparamétriques au laboratoire…

Transparence Qualité des produits Impact environnemental


ORGANISATION DE LA PERFORMANCE DU LABORATOIRE AU SERVICE DE PRESTATIONS D’ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE À HAUTE VALEUR AJOUTÉE ! POURQUOI ?

SATISFACTION CLIENT RECHERCHE

PERTINENCE / DÉLAI / PRIX DÉVELOPPEMENT

ANALYTIQUE

Évolution permanente

en adéquation avec la

demande et besoin du

client et commettant

CO-DÉVELOPPEMENT FIABILITÉ (Évaluation de

CLIENT/LABORATOIRE/PRESTATAIRE déterminants qualité

et scientifique)

Indice qualité

Indice satisfaction

client

Indice développement scientifique

Indice économique

1

2

4

3


L’ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE UNE ÉVOLUTION CONSTANTE RÉGLEMENTAIRE, NORMATIVE à l’AIDE DU NUMÉRIQUE

Portée accréditations SGS Multilab Rouen:

http://www.cofrac.fr/annexes/sect1/1-0281.pdf

Twitter https://twitter.com/expertscience

Afnor https://twitter.com/AFNOR

ISO https://twitter.com/isostandards

Radioactivité IRSN https://twitter.com/radioprotection

ASN https://twitter.com/ASN

Autorités Françaises européennes ex sécurité alimentaire ANSES ; EFSA ..

https://twitter.com/Anses_fr

http://www.cofrac.fr/annexes/sect1/1-0281.pdf

https://twitter.com/expertscience

https://twitter.com/AFNOR

https://twitter.com/isostandards

https://twitter.com/radioprotection

https://twitter.com/ASN

https://twitter.com/Anses_fr


QUELLE ÉVOLUTION DES ANALYSES MULTIPARAMÉTRIQUES ? ANALYSES ET EXPERTISES : QUEL TYPE D’INFORMATIONS OBTENUES POUR LE COMMETTANT?

Grandeurs mesurées Caractéristiques du produit Propriétés du produit

Interactions environnement / santé Substances indésirables Comportement

Qualitatives / quantitatives : Substances actives, fonctionnelles

Comportement dans l’écosystème au cours du cycle de vie Écotoxicité Dispersion dans l’air/eau/sol

Interaction: Industrie Environnement Consommation Santé


L’ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE COMMENT ET POURQUOI ?


LABORATOIRE DU FUTUR

ANALYSES MULTIPARAMÉTRIQUES

Convergence – robotisation technique de préparation extraction/purification. ex. pesticides

Système intelligent Type @MineralManager

Instrumentation nouvelle génération Technique de couplage GC/MS/MS, HPLC/MS/MS,

MS/Q-TOF


ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE PROMESSE POUR LA QUALITÉ DES ALIMENTS

Pesticides

Mycotoxines

Contamination chimique

Métaux lourds / oligo-éléments @MineralManager

Contaminants chimiques


Méthode d’analyse de résidus de pesticides pour les matrices non grasses en chromatographie en phase gazeuse, la NF EN 12393 : Pour les matrices riches en eaux (cas des fruits et légumes) :

– Extraction Liquide/liquide en ampoule

Pour les matrices peu riches en eau (cas des céréales, blé, orge…) :

– Extraction Solide/Liquide en flacon

Inconvénients : Temps de préparation, volume important de solvant organique, coût de consommables, plusieurs préparations différentes selon les matrices…

ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE LES PESTICIDES DANS LES ALIMENTS


LES PESTICIDES DANS LES ALIMENTS : EVOLUTION DES MÉTHODES DE PRÉPARATION

Méthode QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)

Avantage : une seule préparation pour plusieurs matrices (céréales, fruits, légumes…).

Extraction solide-liquide

Echantillon + solvant organique + sels

tampons Agitation

Centrifugation et récupération du surnageant Purification SPE dispersive

Mise en contact du surnageant avec les sels de purification

Agitation Centrifugation etrécupération du

surnageant purifié


MÉTHODE MULTIPARAMÉTRIQUE LES PESTICIDES DANS LES ALIMENTS : ÉVOLUTION DES MÉTHODES DE PRÉPARATIONAUTOMATISATION QUECHERS ROBOT DE PRÉPARATION

Optimisation du process de préparation des échantillons

Méthodes de préparation QuEChERS :

• AOAC 2007.01 (Pesticide residues in Food by Acetonitrile Extraction and Partitioning with Magnesium Sulfate)

• EN 15662.2008 (Foods of Plant Origin-determination of Pesticide residues Using GC-MS and/or LC –MS/MS following Acetonitrile Extraction/Partitioning and Clean up by Dispersive SPE-QuEChERS Method)


Analyse de 200 pesticides dans les céréales

ANALYSE MULTIPARAMÉTRIQUE Screening pesticides LC-MS/MS

http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/wheat.jpg

http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/CTS_Food_Gemuese.gif


ANALYSE DE MULTI RÉSIDUS DE PESTICIDES : VERS UNE MONO INJECTION EN CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE

GC/MS-MSSource Electronic ImpactTriple QuadripoleGC/ECD

GC/FPD

GC/TSD

Une seule injection pour plus de 150 molécules en 30 minutes

Plusieurs injections par famille de dizaine de pesticides OC, OP, PYR, PCB…

DETECTIONS SPECIFIQUES

DETECTION parSPECTOMETRIE de MASSE MS-MS

http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/01_collage_links.jpg


UN EXEMPLE DE PERSPECTIVE :DÉVELOPPEMENT MULTIPARAMÉTRIQUE (HPLC/MS/MS)

Analyse du Bisphénol dans les plastiques

Monomère de polycondensation (industrie du polymères)

Perturbateur endocrinien : interagit avec le système hormonal du corps humain

Bisphénol A

Bisphénol F

Bisphénol A Diglycidyl Ether 2H2O

Bisphénol A

Bisphénol A Diglycidyl Ether H2O

Bisphénol A Diglycidyl Ether HCl H2O

Bisphénol F Diglycidyl Ether

Bisphénol A Diglycidyl Ether

Bisphénol A Diglycidyl Ether HCl

Bisphénol A Diglycidyl Ether 2 HCl

Novolac glycidyl ether

1 préparation2 injections (nature chimique) :-BPA + BPF-BADGE + BFDGE et dérivés

http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/CTS_Hardlines_Schnulli.gif

http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/shutterstock_64028749.jpg


MULTIPARAMÉTRIQUE MYCOTOXINES (HPLC/MS/MS)8 injections HPLC/UV ou Fluo

Aflatoxines B1, B2, G1, G2 Ochratoxine A Déoxynivalenol (DON) Zéaralénone Fumonisines B1 et B2 T2-toxine et

Diacetoxyscirpenol* (DAS) HT2-toxine

1 extraction solide/liquide

suivi d’une dilution

8 extractions solides/liquides

+

7 purifications par immunoaffinité

et 1 purification SPE

1 injection HPLC/MS/MS

• Gain de temps

• Gain de productivité

• Simplification


DÉFI TECHNOLOGIQUE, INNOVATIONLA NAISSANCE DE @MINERAL MANAGER


ANALYSES MULTIPARAMÉTRIQUES

SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE CHAMPS d’APPLICATIONS ET D’ACCRÉDITATIONS MULTISECTORIELLES

- sécurité alimentaire (métaux lourds) - nutrition-santé (oligo-éléments)


SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE LA CONVERGENCE VERS LA TECHNIQUE ICP/MS ET LES NOUVEAUX SYSTÈMES DE TRAITEMENT D’ÉCHANTILLON @MINERALMANAGER

ICP-MS: ANALYSE DE TRACES ET ULTRA- TRACES

• Performance en limite de détection :

Possibilité de descendre jusqu’au ng/L

* Performance en temps d’analyses:

Quasi simultané un grand nombre d’éléments en 2 à 5 minutes


ICP-MS: Analyse de traces et ultra- traces

Bloc torche à plasma

Précision de l’analyse:

Principe simplifié


ICP-OES: Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy

Torche : atomisation de l’échantillon

Polychromateur

Alimentation de la torche après nébulisation de l’échantillon par l’argon

Capteur C.C.D.


QU’EST-CE QUI PRÉSIDE EN TERME D’EXIGENCE POUR LES APPLICATIONS DE LA SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE DANS LE DOMAINE AGRO-ALIMENTAIRE

Exigence COFRAC normative – GTA

Exigence réglementaire

Quelles ont été les évolutions, nouvelles tendances et les réalisations? Les limites de quantification

– Performance méthode– Exigence réglementaire

Les méthodes multiparamétriques Les modes de minéralisation Isotopie


évOLUTION DE l'analyse : Équipements de pointe

Éléments LoQ mg/kgCa 10Cu 2Fe 2K 10

Mg 5Mn 2Na 10Zn 2

1997

2009

Éléments LoQ mg/kg

Ca 5Cu 1Fe 1K 5

Mg 1Mn 1Na 5Zn 1

P 1Al 0,5Cr 0,05Co 0,1Mo 0,1Ni 0,05

Sn 2

2015

Éléments LoQ mg/kg

As 0,025

Cd 0,005

Se 0,025

Pb 0,008

Mn 0,05

Zn 0,5

Cu 0,1

Al 0,5

Cr 0,05

Co 0,01

Mo 0,05

Ni 0,1

Sn 0,05

AA

ICP-AES ICP-MS


SPECTROMÉTRIE ET APPLICATION À L’AGRO-ALIMENTAIRE ACCRÉDITATION PORTÉE GÉNÉRALE MINÉRAUX OLIGO-ÉLÉMENTS


SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE ET AGRO-ALIMENTAIRE PORTÉE DÉTAILLÉE


SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE ET AGRO-ALIMENTAIRE PORTÉE DÉTAILLÉE


SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE ET AGRO-ALIMENTAIRE PORTÉE D’ACCRÉDITATION MINÉRAUX ET MÉTAUX LOURDS


SPECTROMÉTRIE ET AGRO-ALIMENTAIRE ICP/MS

QUANTIFICATION MULTI-métaux lourds dans les produits alimentaires par icp-MS

LE CONTRÔLE NOUVEAU DES MÉTAUX LOURDS EST ARRIVÉ


NÉCESSITÉ ET OPTIMISATION DE L’ANALYSE MULTI-MÉTAUX LOURDS

Les métaux sont toxiques, ce qui signifie que la consommation d'aliments contenant une concentration élevée de métaux lourds peut causer de graves troubles de la santé

1) L'arsenic (As), Cadmium (Cd), Plomb (Pb) et l'étain inorganique (Sn)

Ces métaux sont les plus toxiques des métaux lourds agroalimentaires.

2) Les agences alimentaires ont introduit des directives qui stipulent les concentrations maximales admissibles pour les métaux lourds dans les aliments.

3) La Commission européenne, la directive 1881/2006 spécifie les concentrations maximales pour Cd, inorganique Sn, Hg et Pb dans une variété de produits alimentaires, avec, par exemple, 0,02 mg Pb/kg admissible dans les produits laitiers et jusqu'à 1,5 mg Pb/kg autorisé chez les mollusques bivalves.


ANALYSES MULTI-MÉTAUX LOURDS ET CONTEXTE NORMATIF DU DÉVELOPPEMENT ANALYTIQUE ET EXIGENCES- MODE DE MINÉRALISATION- MODE DE QUANTIFICATION

L’analyse multi-métaux en deux normes: La minéralisation, NF EN 13805, l’analyse, NF EN 15763

Pourquoi valider ? s’appuyer sur un plan d’expériences afin de s’assurer de la justesse de notre analyse, de pouvoir rendre des limites de quantification toujours de plus en plus basses, et de pouvoir étendre le domaine d’application (le nombre d’éléments et d’autres matrices au-delà de la norme.

Être reconnu par le Comité Français d’Accréditation


MODE DE MINÉRALISATION

Broyage / Homogénéisation

Reprise du minéralisat/ dilution

Préparation (ne garder que la partie comestible)

Pesée dans un tube 0.3-0.5g + 3mL HNO3

Chauffage micro-ondes fermé Ultrawave 15mn

Quantification et Analyse des éléments en un run en ICP-MS

Céréales, légumes et fruits , produits diététiques et de régime produits riches en huile ( graines oléagineuses), Produits laitiers ( fromage, lait), produits d’origine animales (poissons, matières

grasses, produits de la pêche) , aliments pour animaux ( farine de poissons, aliments composés…) huile de poissons huiles végétales


RÉSULTAT DE L’INNOVATION

précise et robuste : nécessaire pour les mesures de métaux lourds dans les aliments afin d'assurer la conformité aux règlements.

ICP-MS élémentaire et isotopique offre la possibilité d'analyser toute une série d'éléments dans un même essai,

Gain de productivité (coût et temps): fiabilité et rapidité du résultat permettant un relais plus rapide auprès du fabricant, de l’importateur, du consommateur


INNOVATION ANALYTIQUE : UNE NOUVELLE APPROCHE PLUS PERFORMANTE VALEUR AJOUTÉE POUR LE LABORATOIRE ET LE CLIENT

La technologie permet aux laboratoires de sécurité alimentaire afin d'améliorer sensiblement leur productivité, avec plus de 50 échantillons analysés par heure.

Autres avantages importants de l'ICP-MS comprenant une sensibilité accrue, un rapport signal sur bruit élevé et la flexibilité d'analyser n'importe quel élément du tableau périodique.

La méthode offre de beaucoup plus faibles limites de détection par rapport à l’absorption atomique en four graphite (GFAA) et inductif spectrométrie d'émission optique à plasma (ICP-OES) tout en produisant moins d'interférences que ICP-OES.

34Conférence à FOOD INDUSTRY MEETINGS Rennes le 15 juin 2016 – Yvon Gervaise – SGS MULTILAB ROUEN © SGS Multilab Rouen

AUTHENTIFICATION MÉTHODE ISOTOPIQUE ETISOTOPE STABLE ET INSTABLEMESURE ÉMISSION RADIOACTIVITÉ-Détermination origine naturelle-Authentification du cru d’un vin

- Vérification allégation produit naturel :o arôme,o colorant,o…

- Authentificationo matière premièreo produit bruto produit fini


AUTHENTIFICATION DU CRU D’UN VIN

Mesure de la radioactivité

Contrôle non destructif : – Bouteille fermée– Quantité intacte

Datation de la bouteille

Datation du vin


AUTHENTIFICATION DU CRU D’UN VIN :PRINCIPE


AUTHENTIFICATION DE L’ORIGINE :ANALYSE DES ISOTOPES STABLES


Pesée de l’échantillon

Hydrolyse enzymatique

B12Enzyme : pepsine et/ou α-amylaseBain 37°C-30minBain 100°C-30 min

B9/B8Enzyme : pancréatineBain 37°C-30minBain 100°C- {20 min B9

{30 min B8

B5Enzyme : pepsine et phosphatase alcalineBain 50°C-3hBain 20°C-18h

Purification sur colonnes immunoenzymatiques spécifiques

Purification sur cartouches échangeuses d’anions et de cations

B12Eluant : TFA 0.025%Détection : HPLC/UV361 nmColonne Ascentis C18Vinjecté: 100µL

B9Eluant : TFA 0.1%Détection : HPLC/UV 280 nmColonne Aquasil C18four 37 °C Vinjecté: 100µL

B8Eluant : TFA 0.025%/CH3CN (90/10)Détection : HPLC/UV204 nmColonne Nucleoshell RP 18,2,7 µmFour 37°CVinjecté: 100µL

B5Eluant : tampon KH2PO4 + Eluant de dérivation post-colonne Détection : HPLC/FLUOEx : 345 nm/Em :455 nm Colonne Lichrospher 100RP18 end capped 5µmFour 90°CVinjecté: 100µL

QUALITÉ ALIMENTAIREPROFIL NUTRITIONNEL INNOVATION ANALYTIQUE

DOSAGE MULTI-VITAMINES


CONCLUSION

Besoin qualité, sécurité, authenticité des produits

L’innovation en méthodologie d’analyses déterminé par de nouvelles approches

Méthodes multi-analyte développée à SGS MULTILAB Multi-résidus pesticides Multi mycotoxines Multi résidus médicamenteux Multi métaux lourds

Optimisation des plans de contrôles en réponse aux exigences de nos clients

PRÉOCCUPATION

INNOVATION

SOLUTION

OPTIMISATION


DÉVELOPPEMENT PRESTATION ANALYTIQUE Innovation réalisée sous la contrainte

Résolution de problématique des plans de contrôles

Suivi de la mise sur le marché : service à plus haute valeur ajoutée

-> Suivi de l’usage qu’en feront nos clients par rapport à leurs besoins

Derrière toute méthode il y a une philosophie

Ces innovations analytiques déterminent l’augmentation de la valeur ajoutée des services et prestations de notre laboratoire pour nos clients

CONCLUSION


Yvon [email protected]

@expertscience : http://twitter.com/expertscience

www.sgsgroup.frDirecteur, SGS Multilab Rouen

65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 - 76801 Saint Etienne du Rouvray

t 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25

« Demain est moins à découvrir qu’à inventer »

Merci de votre attention

Gaston Berger, philosophe