Gıda güvenliği analizinde çok sınıflı pestisit ekstraksiyonu için sürdürülebilir bir alternatif olarak doğal derin eutektik çözücüler

Akşam yemeğiniz açısından bunun önemi

Birçok meyve, sebze ve tahıl süpermarkete ulaşmadan önce pestisit kalıntıları açısından test edilir. Bugün bu testler sıklıkla laboratuvar çalışanları ve çevre için zararlı olan büyük miktarlarda sert, toksik çözücülere dayanıyor. Bu çalışma, pestisitleri portakal, ıspanak ve buğday gibi yiyeceklerden temiz ve güvenli bir şekilde çekip doğru bir biçimde ölçmeyi sağlamak için bitki kökenli ilhamla geliştirilen doğal bir akışkan türü olan doğal derin eutektik çözücüler (NADES) kullanmanın daha temiz bir yol olup olmadığını araştırıyor.

Yeni bir tür "yeşil" sıvı

NADES, bitki asitleri, şekerler ve küçük alkol gibi yaygın doğal maddelerin karışımlarıdır. Doğru oranlarda birleştirildiklerinde, bu katı bileşenler oda sıcaklığında stabil bir sıvı oluşturur. Basit, biyolojik olarak parçalanabilir yapı taşlarından yapıldıkları ve uçucu olmadıkları için asetonitril gibi geleneksel petrolden türetilmiş çözücülere kıyasla çok daha naziktirler; bu tür geleneksel çözücüler sinir sistemi üzerinde zararlı etkiler oluşturabilir ve tehlikeli atık yaratabilir. Yazarlar, bu doğal karışımların gıda laboratuvarlarında en talepkar işlerden biri olan: çok sayıda farklı pestisiti, çok suyla uyumlu olandan çok yağlı olana kadar, gerçek gıda örneklerinden ayırmada standart çözücülerin yerini alıp alamayacağını sordular.

Yeni çözücüleri gerçek gıdalar üzerinde test etmek

Bunu öğrenmek için ekip, çok farklı üretim türlerini temsil eden üç günlük gıda seçti: sulu, asidik portakallar; yapraklı, su bakımından zengin ıspanak; ve kuru, nişastalı buğday. Önce geniş bir kimyasal davranış yelpazesini temsil eden on bir pestisit seçtiler, sonra rutin izlemede yaygın olarak kontrol edilen toplam 313 pestisite genişlettiler. Hem suyu seven hem de suyu iten beş farklı NADES tarifi, ekstraksiyon sıvısı olarak basit bir katı–sıvı karıştırma adımında denendi. Bilim insanları her bir pestisitin ne kadarının çekilebildiğini ve bunların sıvı kromatografi–tandem kütle spektrometresi adlı yüksek hassasiyetli bir cihazla ne kadar temiz tespit edilebildiğini ölçtüler.

En iyi tarifi bulmak ve süreci ince ayarlamak

Test edilen karışımlar arasında, eşit miktarlarda timol ve mentol kombinasyonu genel olarak en iyi performansı gösterdi. Bu hidrofobik (suyu iten) NADES, nispeten polar ve çok yağlı pestisitleri yakalayabildi ve cihazda keskin, iyi biçimli sinyaller verdi. Araştırmacılar daha sonra ekstraksiyon koşullarını ince ayarladı: ne kadar NADES kullanılacağı, gıdaya ne kadar su ekleneceği, örneğin asiditesi (pH) ve ne kadar süre çalkalanacağı. Hafifçe bazik koşullar, propamokarb gibi zor pestisitlerin ve bazı büyük, yağlı bileşiklerin geri kazanımını artırdı. Sadece 2 mililitre timol–mentol çözücüsü ve yaklaşık 10 dakikalık karıştırma ile yöntem, üç gıdada test edilen pestisitler için iyi geri kazanımlar sağladı.

Performansı ve çevresel ayak izini kontrol etmek

Optimizasyonun ardından, NADES tabanlı yöntem gerçek dünya ölçeğine taşındı: 313 pestisit portakal, ıspanak ve buğdayda ekstrakte edilip ölçüldü. Çoğu bileşik için geri kazanımlar kabul edilen aralıklarda oldu ve ölçüm tekrarabilirliği yüksekti; bu da yöntemin düzenleyici çalışmalar için yeterince güvenilir olduğunu gösteriyor. Ekip ayrıca gıda artı çözücünün okumalara ne kadar müdahale ettiğini değerlendirdi ve bu etkileri matrise uygun kalibrasyon kullanarak düzeltti. Çevresel performansı ve günlük pratikliği değerlendirmek için kabul görmüş puanlama araçları ("yeşillik" için AGREEprep ve yöntem kullanılabilirliği için BAGI) uygulandı. Timol–mentol yöntemi, miniaturize edilmiş hali de dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan QuEChERS protokolünden sürdürülebilirlik açısından daha yüksek puan aldı; buna karşın rutin laboratuvar kullanımı için hâlâ yeterince basit ve hızlı kaldı.

Daha güvenli ve daha yeşil gıda testleri için ne anlama geliyor

Basitçe söylemek gerekirse, bu çalışma iki tanıdık, bitki kökenli bileşenden—timol ve mentol—oluşan bir çözücünün, yiyeceklerimizi pestisitler açısından kontrol etmek için normalde kullanılan zehirli kimyasalların büyük bir kısmının yerini alabileceğini gösteriyor. Yöntem, yaygın gıdalardan yüzlerce farklı pestisiti iyi doğrulukla çıkarıyor, özel yeşil çözücünün süreç boyunca kararlı kalmasını sağlıyor ve tehlikeli atıkları azaltıyor. Daha yaygın olarak benimsenirse, NADES tabanlı ekstraksiyon, gıda test laboratuvarlarının hem tüketici sağlığını hem de çevreyi korumasına yardımcı olabilir; güvenlik veya güvenilirlikten ödün vermeden pestisit izlemesini gerçek anlamda "yeşil" kimyaya doğru yaklaştırabilir.

Atıf: 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

Anahtar kelimeler: pestisit kalıntıları, yeşil çözücüler, gıda güvenliği, doğal derin eutektik çözücüler, LC-MS analizi