Solventi eutettici profondi naturali come alternativa sostenibile per l’estrazione multiclasse di pesticidi nell’analisi della sicurezza alimentare

Perché questo conta per il tuo piatto

Molti frutti, verdure e cereali vengono controllati per i residui di pesticidi prima di arrivare al supermercato. Oggi questi test spesso si basano su grandi quantità di solventi aggressivi e tossici, dannosi per gli operatori di laboratorio e per l’ambiente. Questo studio esplora un nuovo tipo di liquido ispirato alle piante, chiamato solventi eutettici profondi naturali (NADES), come una modalità più pulita per estrarre i pesticidi da alimenti come arance, spinaci e grano, in modo da poterli misurare in modo accurato e sicuro.

Un nuovo tipo di liquido “verde”

I NADES sono miscele di sostanze naturali comuni come acidi vegetali, zuccheri e piccoli alcoli. Quando combinate nelle giuste proporzioni, questi ingredienti solidi formano un liquido stabile a temperatura ambiente. Poiché sono realizzati con blocchi di costruzione semplici e biodegradabili e non sono volatili, sono molto più gentili rispetto ai solventi tradizionali di origine petrolifera come l’acetonitrile, che può danneggiare il sistema nervoso e generare rifiuti pericolosi. Gli autori si sono chiesti se queste miscele naturali potessero sostituire i solventi standard in uno dei compiti più impegnativi nei laboratori alimentari: estrarre centinaia di pesticidi diversi, che vanno da molto idrofili a molto oleosi, da campioni alimentari reali.

Testare i nuovi solventi su alimenti reali

Per scoprirlo, il gruppo ha scelto tre alimenti di uso quotidiano che rappresentano tipi molto diversi di prodotto: arance succose e acide; spinaci fogliosi e ricchi d’acqua; e grano secco e amidaceo. Hanno prima selezionato undici pesticidi che coprono un ampio spettro di comportamenti chimici, per poi estendere lo studio a un set completo di 313 pesticidi comunemente controllati nei monitoraggi di routine. Sono state provate cinque diverse ricette di NADES, sia idrofile sia idrofobe, come liquidi di estrazione in un semplice passaggio di miscelazione solido–liquido. Gli scienziati hanno misurato quanto di ciascun pesticida poteva essere estratto e quanto pulito fosse il segnale rilevato da uno strumento ad alta precisione chiamato cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa tandem.

Trovare la ricetta migliore e affinare il processo

Tra le miscele testate, una combinazione di timolo e mentolo in quantità uguali ha funzionato meglio nel complesso. Questo NADES idrofobo (che respinge l’acqua) ha catturato sia pesticidi relativamente polari sia composti molto oleosi e ha fornito segnali nitidi e ben definiti nello strumento. I ricercatori hanno poi perfezionato le condizioni di estrazione: quanto NADES utilizzare, quanta acqua aggiungere al cibo, l’acidità (pH) del campione e il tempo di agitazione. Condizioni leggermente basiche hanno favorito il recupero di pesticidi difficili come il propamocarb e alcuni composti grandi e oleosi. Con solo 2 millilitri del solvente timolo–mentolo e circa 10 minuti di miscelazione, il metodo ha fornito buoni recuperi per i pesticidi di prova in tutti e tre gli alimenti.

Verifica delle prestazioni e dell’impronta ambientale

Una volta ottimizzato, il metodo basato su NADES è stato portato su scala reale: 313 pesticidi sono stati estratti e misurati in arance, spinaci e grano. Per la maggior parte dei composti, i recuperi rientravano negli intervalli accettati e la ripetibilità delle misure era elevata, il che significa che il metodo è sufficientemente affidabile per usi regolatori. Il team ha anche valutato quanto il cibo più il solvente interferissero con le letture e ha corretto questi effetti usando calibrazioni matriciali. Per giudicare le prestazioni ambientali e la praticità quotidiana, hanno applicato strumenti di valutazione consolidati (AGREEprep per la “verdità” e BAGI per l’usabilità del metodo). Il metodo timolo–mentolo ha ottenuto punteggi più alti in termini di sostenibilità rispetto al protocollo QuEChERS ampiamente usato, anche nella sua versione miniaturizzata, pur restando semplice e veloce a sufficienza per l’uso di routine in laboratorio.

Cosa significa per test alimentari più sicuri e più verdi

In termini semplici, questo studio mostra che un solvente composto da due ingredienti vegetali familiari — timolo e mentolo — può sostituire gran parte delle sostanze chimiche tossiche normalmente usate per controllare i pesticidi nei nostri alimenti. Il metodo estrae centinaia di pesticidi diversi da alimenti comuni con buona accuratezza, mantiene il solvente verde stabile durante il processo e riduce i rifiuti pericolosi. Se adottato più ampiamente, l’estrazione basata su NADES potrebbe aiutare i laboratori di analisi alimentare a proteggere sia la salute dei consumatori sia l’ambiente, avvicinando il monitoraggio dei pesticidi a una vera chimica “verde” senza sacrificare sicurezza o affidabilità.

Citazione: 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

Parole chiave: residui di pesticidi, solventi verdi, sicurezza alimentare, solventi eutettici profondi naturali, analisi LC-MS