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Predição de micotoxinas via espectroscopia no infravermelho próximo (NIRs) para gerenciamento micotoxicológico em milho

JULIANO KOBS VIDAL.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-221100

Resumo

O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho da espectroscopia no infravermelho próximo (NIRs) na predição de micotoxinas em lotes de milho armazenados em silos. Foram analisadas 240 amostras armazenadas em 4 silos, coletadas com auxílio de uma sonda pneumática utilizando 2 processos de amostragem: A e B. No processo A foram coletadas três amostras coletivas (terço superior, médio e inferior da profundidade do silo). No processo B foi coletada apenas uma amostra, composta pelos grãos de toda profundidade do silo. Cinco pontos foram coletados de cada silo: centro da superfície e centro de cada quadrante da superfície (norte, sul, leste e oeste). As análises de Aflatoxina B1 (AFB1), Zearalenona (ZEA) e Deoxinivalenol (DON) foram feitas por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espectrometria de massas (LC-MS/MS), utilizando HPLC Infinity 1200 Series (Agilent, Palo Alto, EUA), acoplado a um espectrômetro de massas 5500 QTRAP (Applied Biosystems, Foster City, CA, EUA). Os espectros foram obtidos utilizando equipamento NIRs, modelo XDS (Foss, Hilleroed, Copenhagen, DK). O espectro de cada amostra foi enviado para a plataforma Olimpo da Pegasus Science para obtenção dos resultados de predição micotoxicológica. As amostras analisadas para DON apresentaram valor menor que o limite de quantificação de NIRs que é de 350 µg.kg-1). Foram determinadas faixas de contaminação aceitáveis para cada micotoxina, e o resultado via NIRs foi considerado correto quando estava dentro dessas faixas em comparação com o resultado de LC-MS/MS. A variabilidade aceita, para cima ou para baixo (±), foi de ±10 µg.kg-1 para AFB1 e ±100 µg.kg-1 para ZEA. Além disso, foram comparados os processos de amostragem para cada ponto de coleta de amostras no silo: a média da predição de três amostras via NIRs (plano de amostragem A) foi comparada com o resultado de uma análise via LC-MS/MS (plano de amostragem B). A análise de uma amostra via LC-MS/MS versus a predição de uma amostra via NIRs apresentou 91, 95 e 100% de precisão para AFB1, ZEA e DON, respectivamente. Ao comparar a média da predição de três amostras via NIRs com a análise de uma amostra via LC-MS/MS, houve precisão de 100% para AFB1, ZEA e DON. Para a avaliação quantitativa foi calculado o Z-Score dos resultados via NIRs, tomando os resultados de LC-MS/MS como padrão. Os dados foram classificados em: satisfatório, questionável e insatisfatório, sendo satisfatórios em 81%, 90% e 100% das amostras para AFB1, ZEA e DON, respectivamente. A concentração média de cada silo para as análises via LC-MS/MS e para predição via NIRs foram, respectivamente: silo 1= AFB1: 0,6 e 2,2 µg.kg-1 e ZEA: 13 e 26 µg.kg-1; silo 2= AFB1: 0,5 e 2,7 µg.kg-1 e ZEA: 18 e 18 µg.kg-1; silo 3= AFB1: 5,3 e 6,1 µg.kg- 1 e ZEA: 38 e 57 µg.kg-1; e silo 4= AFB1: 2,1 e 4 µg.kg-1 e ZEA: 46 e 39 µg.kg-1. Concluímos que a metodologia NIRs pode ser utilizada como uma ferramenta de monitoramento micotoxicológico prática, precisa, rápida e não destrutiva para lotes de milho estocados em silos.
The present study was aimed at evaluating the performance of Near Infrared Spectroscopy (NIRs) in the prediction of mycotoxins in silo-stored lots of maize. We analyzed 240 samples from 4 silos, which were collected with the aid of a pneumatic probe using 2 sampling processes: A and B. In process A, three collective samples were taken (upper, middle and lower third of the silo depth). In process B, only one sample composed of grains from the whole depth of the silo was obtained. Five points were collected from each silo: surface center and center of each surface quadrant (north, south, east and west). Analyses of Aflatoxin B1 (AFB1), Zearalenone (ZON) and Deoxynivalenol (DON) were performed by high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS) using an Infinity 1200 Series HPLC (Agilent, Palo Alto, USA), coupled to a 5500 QTRAP mass spectrometer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Spectra were obtained via a NIRs equipment, model XDS (Foss, Hilleroed, Copenhagen, DK). The spectrum of each sample was sent to Pegasus Science Olimpo platform to obtain the results of mycotoxicological prediction. The value of the samples analyzed for DON was lower than the NIRs quantification limit, which is 350 g.kg-1. Acceptable contamination ranges were determined for each mycotoxin, and the result via NIRs was considered correct when it was within those ranges compared to the LC-MS/MS result. The accepted variability, upwards or downwards (±), was ±10 g.kg-1 for AFB1 and ±100 g.kg- 1 for ZON. In addition, the sampling processes for each sample collection point in the silo were compared: the mean of the prediction of three samples via NIRs (plan A) was compared with the result of one analysis via LC-MS/MS (plan B). The analysis of one sample via LC-MS/MS versus the prediction of one sample via NIRs showed 91, 95 and 100% accuracy for AFB1, ZON and DON, respectively. When comparing the mean of the prediction of three samples via NIRs with the analysis of one sample via LC-MS/MS, there was 100% accuracy for AFB1, ZON and DON. The Z-Score of the results via NIRs was calculated for the evaluation, taking the LC-MS/MS results as standard. Data were classified as satisfactory, questionable and unsatisfactory, being satisfactory in 81%, 90% and 100% of the samples for AFB1, ZON and DON, respectively. The average concentration of each silo for the analyses through LC-MS/MS and prediction via NIRs were, respectively: silo 1= AFB1: 0.6 and 2.2 g.kg-1; and ZON: 13 and 26 g.kg-1; silo 2= AFB1: 0.5 and 2.7 g.kg-1 and ZON: 18 and 18 g.kg-1; silo 3= AFB1: 5.3 and 6.1 g.kg-1 and ZON: 38 and 57 g.kg-1; and silo 4= AFB1: 2.1 and 4 g.kg-1 and ZON: 46 and 39 g.kg-1. It may be concluded that the NIRs methodology can be used as a practical, accurate, fast and non-destructive mycotoxicological monitoring tool for lots of maize stored in silos.
Biblioteca responsável: BR68.1