ממסים יוטקטיים עמוקים טבעיים כאלטרנטיבה בת-קיימא לחילוץ רב-ממדי של חומרי הדברה בניתוח בטיחות מזון

מדוע זה משפיע על צלחת הערב שלכם

פירות, ירקות ודגנים רבים נבדקים לשאריות חומרי הדברה לפני שהם מגיעים לסופרמרקט. כיום הבדיקות הללו לעתים קרובות תלויות בכמויות גדולות של ממסים קשים ורעילים, אשר מזיקים לעובדי המעבדה וסביבתנו. המאמר חוקר סוג נוזל חדש בהשראה צמחית, שמכונה ממסים יוטקטיים עמוקים טבעיים (NADES), כדרך נקייה יותר לחלץ חומרי הדברה ממזונות כמו תפוזים, תרד וחיטה כדי שניתן יהיה למדודם בצורה מדויקת ובטוחה.

סוג חדש של נוזל "ירוק"

NADES הם תערובות של חומרים טבעיים נפוצים כגון חומצות צמחיות, סוכרים ואלכוהולים קטנים. כאשר משלבים אותם ביחסים מתאימים, מרכיבים מוצקים אלה יוצרים נוזל יציב בטמפרטורת החדר. מכיוון שהם עשויים מאבני בניין ביודגרדביליות פשוטות ואינם נדיפים, הם עדינים בהרבה מממסים מסורתיים המופקים מנפט כמו אצוטוניטריל, שעלולים לפגוע במערכת העצבים וליצור פסולת מסוכנת. המחברים בדקו האם התערובות הטבעיות הללו יכולות להחליף ממסים סטנדרטיים באחת המשימות התובעניות ביותר במעבדות מזון: חילוץ מאות חומרי הדברה שונים, הנעים בין הידרופיליים מאוד לשומניים מאוד, מדגימות מזון אמיתיות.

בדיקת הממסים החדשים על מזונות אמיתיים

כדי לבדוק זאת הבחינה הקבוצה שלושה מזונות יומיומיים המייצגים סוגים שונים של תוצרת: תפוזים עסיסיים וחמוצים; תרד עלים עשיר במים; וחיטה יבשה ועמילנית. בתחילה בחרו באחת עשרה חומרי הדברה המכסים טווח רחב של התנהגויות כימיות, ובהמשך הרחיבו לערכה מלאה של 313 חומרי הדברה הנבדקים שגרתי במעקב. חמש מתכוני NADES שונים, הן הידרופיליים והן הידרופוביים, נבחנו כממסי חילוץ בשלב ערבוב מוצק–נוזל פשוט. המדענים מדדו כמה מכל חומר הדברה ניתן לחלץ וכמה נקייה הייתה הזיהוי בעזרת מכשיר דייקני הנקרא כרומטוגרפיה נוזלית–מסת מסה רצף כפול (LC-MS/MS).

מציאת המתכון הטוב ביותר וכיול התהליך

מבין התערובות שנבדקו, שילוב של תימול ומנטול בשווים עבד בצורה הטובה ביותר באופן כללי. NADES זה הידרופובי (דוחה מים) קלט הן חומרי הדברה יחסית פולריים והן חומרים שומניים מאוד, וסיפק אותות חדים בצורת גלים תקינה במכשיר. החוקרים כיוונו לאחר מכן את תנאי החילוץ: כמה NADES להשתמש, כמה מים להוסיף לדגימה, החומציות (pH) של המדגם וכמה זמן לערבב. תנאים מעט בסיסיים שיפרו את השחזור של חומרי הדברה קשים כגון פרופמוקרב וכמה תרכובות גדולות ושומניות. עם כ־2 מיליליטר בלבד של ממס תימול–מנטול וכ־10 דקות של ערבוב, השיטה סיפקה שחזורים טובים עבור חומרי ההדברה הנבדקים בכל שלושת המזונות.

בדיקת ביצועים וטביעת רגל סביבתית

לאחר אופטימיזציה, שיטת ה־NADES הונחה לקנה מידה של עולם אמיתי: 313 חומרי הדברה חולצו ונמדדו בתפוזים, בתרד ובחיטה. עבור מרבית התרכובות, השחזורים נכללו בטווחים מקובלים והחזרתיות של המדידות הייתה גבוהה, כלומר השיטה אמינה מספיק עבור עבודה רגולטורית. הצוות גם העריך עד כמה המזון יחד עם הממס הפריעו לקריאות ותיקן את ההשפעות הללו באמצעות כיול מותאם מטריצה. כדי לשפוט ביצועים סביבתיים ופרקטיות יומיומית, הם יישמו כלי דירוג מקובלים (AGREEprep עבור "ירוקות" ו־BAGI עבור ישימות השיטה). שיטת התימול–מנטול קיבלה ציונים גבוהים יותר בקיימות מאשר פרוטוקול QuEChERS הנפוץ, אפילו בגרסה הממוזערת שלו, ועדיין הייתה פשוטה ומהירה דיים לשימוש שגרתי במעבדה.

מה המשמעות עבור בדיקות מזון בטוחות וירוקות יותר

במילים פשוטות, המחקר מראה שממס העשוי משני רכיבים מוכרים שמקורם צמחי — תימול ומנטול — יכול להחליף חלק גדול מהכימיקלים הרעילים שבשימוש הרגיל לבדוק מזונות מפני חומרי הדברה. השיטה מחלצת מאות חומרי הדברה שונים ממוצרים שכיחים בדיוק טוב, שומרת על יציבות הממס הירוק המיוחד לאורך כל התהליך ומצמצמת פסולת מסוכנת. אם תיושם באופן נרחב יותר, חילוץ מבוסס NADES יכול לסייע למעבדות בדיקות מזון להגן הן על בריאות הצרכן והן על הסביבה, ולהביא את ניטור חומרי ההדברה לקראת כימיה באמת "ירוקה" מבלי לפגוע בבטיחות או באמינות.

ציטוט: 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

מילות מפתח: שאריות חומרי הדברה, ממסים ירוקים, בטיחות מזון, ממסים יוטקטיים עמוקים טבעיים, ניתוח LC-MS