المذيبات الإيوتكتية العميقة الطبيعية كبديل مستدام لاستخلاص مبيدات متعددة الأنواع في تحليل سلامة الأغذية

لماذا يهم هذا لطبق عشاءك

تُختبر العديد من الفواكه والخضراوات والحبوب بحثًا عن بقايا المبيدات قبل وصولها إلى السوبرماركت. اليوم، تعتمد تلك الاختبارات غالبًا على كميات كبيرة من المذيبات القاسية والسامة، والتي تضر بالعاملين في المختبرات والبيئة. تستكشف هذه الدراسة نوعًا جديدًا من السوائل المستوحاة من النباتات يُسمى المذيبات الإيوتكتية العميقة الطبيعية (NADES) كطريقة أنظف لاستخلاص المبيدات من أغذية مثل البرتقال والسبانخ والقمح بحيث يمكن قياسها بدقة وبأمان.

نوع جديد من السوائل «الخضراء»

تتكون المذيبات الإيوتكتية العميقة الطبيعية من خليط مواد طبيعية شائعة مثل أحماض نباتية وسكريات وكحولات صغيرة. عندما تُركّب بنسب مناسبة، تتحول هذه المكونات الصلبة إلى سائل مستقر في درجة حرارة الغرفة. وبما أنها مصنوعة من لبنات بسيطة قابلة للتحلل الحيوي وغير متطايرة، فهي ألطف بكثير من المذيبات التقليدية المشتقة من البترول مثل الأسيتونيتريل، التي قد تضر بالجهاز العصبي وتنتج نفايات خطرة. تساءل المؤلفون عما إذا كانت هذه الخلائط الطبيعية قادرة على أن تحل محل المذيبات القياسية في أحد أكثر المهام تحديًا في مختبرات سلامة الغذاء: استخلاص مئات المبيدات المختلفة، من القابلة جدًا للذوبان في الماء إلى الشديدة الدهنية، من عينات غذائية حقيقية.

اختبار المذيبات الجديدة على أغذية حقيقية

للتحقق، اختار الفريق ثلاث مواد غذائية يومية تمثل أنواعًا مختلفة تمامًا من المنتج: برتقال عصيري وحامضي؛ سبانخ ورقي ومائي؛ و قمح جاف ونشوي. اختاروا في البداية أحد عشر مبيدًا تغطي نطاقًا واسعًا من السلوكيات الكيميائية، ثم وسعوا لاحقًا إلى مجموعة كاملة مكونة من 313 مبيدًا يُفحَص عادة في المراقبة الروتينية. تم تجربة خمس وصفات NADES مختلفة، محبة للماء ومنافِرة للماء، كمذيبات للاستخلاص في خطوة بسيطة من الخلط صلب–سائل. قاس العلماء مقدار كل مبيد يمكن استخلاصه ومدى نقاوة الإشارة عند اكتشافه بواسطة جهاز عالي الدقة يُسمى كروماتوغرافيا سائلة-مطيافية الكتلة رباعية الطور (LC–MS/MS).

العثور على أفضل وصفة وضبط العملية

من بين الخلطات المختبرة، كان مزيج من الثيمول والمنثول بنسبة متساوية الأفضل بشكل عام. هذا NADES الكاره للماء استخلص مبيدات ذات قطبية نسبية وبعض المركبات الزيتية جدًا وأعطى إشارات حادة ومتشكلة جيدًا في الجهاز. ثم ضبط الباحثون ظروف الاستخلاص: كمية NADES المستخدمة، كمية الماء المضاف للعينة، حموضة العينة (الرقم الهيدروجيني)، ومدة الاهتزاز. ساعدت ظروف ميالَة قليلاً للقلوية في استرجاع مبيدات صعبة مثل البروبياموكارب وبعض المركبات الكبيرة الزيتية. باستخدام 2 مليلتر فقط من مذيب الثيمول–المنثول وحوالي 10 دقائق من الخلط، قدّم الأسلوب استرجاعات جيدة للمبيدات المختبرة عبر الأغذية الثلاثة.

التحقق من الأداء والبصمة البيئية

بعد تحسينه، وُضِعَت طريقة NADES على نطاق واقعي: تم استخلاص وقياس 313 مبيدًا في البرتقال والسبانخ والقمح. بالنسبة لمعظم المركبات، وقعت معدلات الاسترجاع ضمن النطاقات المقبولة وكانت قابلية التكرار في القياس عالية، ما يعني أن الطريقة موثوقة بما يكفي للأعمال التنظيمية. قام الفريق أيضًا بتقييم مدى تدخل المادة الغذائية والمذيب في القراءات وصححوها باستخدام معايرة مطابقة للمصفوفة. لتقييم الأداء البيئي والعملية اليومية، استخدموا أدوات تقييم معتمدة (AGREEprep لـ «الخضرة» وBAGI لقابلية الاستخدام). سجّلت طريقة الثيمول–المنثول درجات أعلى في الاستدامة مقارنة ببروتوكول QuEChERS الشائع، حتى في صورته المصغرة، مع بقائها بسيطة وسريعة بما يكفي للاستخدام الروتيني في المختبر.

ماذا يعني هذا لاختبارات الغذاء الأكثر أمانًا وخضرة

بعبارات بسيطة، تُظهر هذه الدراسة أن مذيبا مصنوعًا من مكوّنين مألوفين ومشتقين من النباتات—الثيمول والمنثول—يمكن أن يحل محل جزء كبير من المواد الكيميائية السامة المستخدمة عادة لفحص غذائنا بحثًا عن المبيدات. تسحب الطريقة مئات المبيدات المختلفة من أطعمة شائعة بدقة جيدة، وتحافظ على استقرار المذيب الأخضر طوال العملية، وتقلل من النفايات الخطرة. إذا أُعتمدت على نطاق أوسع، قد تساعد طريقة الاستخلاص المعتمدة على NADES مختبرات فحص الأغذية على حماية صحة المستهلك والبيئة، وبالتالي الاقتراب من كيمياءٍ حقًا «خضراء» دون التضحية بالسلامة أو الموثوقية.

الاستشهاد: Carbonell-Rozas, L., Aloisi, I., Garrido Frenich, A. et al. Natural deep eutectic solvents as a sustainable alternative for multi-class pesticide extraction in food safety analysis. npj Sci Food 10, 67 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00717-7

الكلمات المفتاحية: بقايا المبيدات, مذيبات خضراء, سلامة الغذاء, المذيبات الإيوتكتية العميقة الطبيعية, تحليل LC-MS