Comportamento dell'ocratossina A in soluzione. Criticità e metodi di misura

Ochratoxins belong to a family of toxic chemicals produced by Aspergillus and Penicillium species. Among these, ochratoxin A (OTA) has received particular attention due to its presence in a various food products and its toxicity (IARC classifies it as possible carcinogen for man, group B2). The European community has fixed the legal limits for OTA in various food products, including wine (2 μg/l). The analytical methods commonly used for the determination of OTA are: thin layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC), fluorescence spectroscopy (FS), mass spectrometry (MS) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). These techniques need to carry out measurements in the lab, the use of highly qualified personnel and / or high purchase costs. Moreover, they are time-consuming due to sample pretreatment procedures . In this thesis work, the fluorescence spectroscopy was used to study molecular characteristics in solution at different pHs. As part of the research for an alternative system, requiring less samples pretreatment, greater analysis speed and the possibility of working in situ, a voltammetric method for OTA determination was set up, testing different types of working electrodes (carbon paste electrode, solid gold electrode, platinum electrode, carbon paste electrode modified with gold nanoparticles, glassy carbon electrode modified with gold nanoparticles, glassy carbon electrode modified with silver nanoparticles, etc..). Fluorescence spectroscopy was also used to analyze some of these electrodes, clean and with OTA deliberately deposited by electrochemical or solvent evaporation.. In addition, the surface of the solid and nanostructured electrodes was observed with the scanning electron microscope (SEM). At the same time, in order to evaluate and compare the advantages and disadvantages of each analytical technique, a measurement was performed by HPLC coupled to the fluorescence spectroscopy (HPLC-FLD), the official method for OTA. Synthetic solutions added of a known quantity of OTA and a certified reference material of OTA in red wine (¿Ochratoxin A (OTA) in red wine, ERM-BD476¿ with [OTA] = 0.52 µg/l) were analyzed.

Le ocratossine appartengono ad una famiglia di composti chimici tossici prodotta dal metabolismo dei funghi del genere Aspergillus e Peniccillium. Tra queste, l'ocratossina A (OTA) ha ricevuto particolare attenzione a causa della sua presenza in molti alimenti e in virtù della sua tossicità (lo IARC la classifica come possibile cancerogeno per l'uomo, gruppo B2). La comunità europea ha stabilito i limiti di legge per l'OTA in vari prodotti alimentari, tra i quali il vino (2 µg/l). I metodi analitici generalmente utilizzati per la determinazione dell'OTA sono: cromatografia su strato sottile (TLC), cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), spettroscopia di fluorescenza (FS) spettrometria di massa (MS) e saggi di immunochimica (ELISA). Queste tecniche necessitano di dover effettuare le misure in laboratorio, l'impiego di personale altamente qualificato e dispendio di tempo causato dalle procedure di pretrattamento del campione e/o elevati costi di acquisto. In questo lavoro di tesi è stata utilizzata la spettroscopia di fluorescenza per studiare il comportamento della molecola in soluzione a diversi pH. Nell'ambito della ricerca di un sistema alternativo a quelli elencati, che richieda un minor pretrattamento dei campioni, una maggiore velocità d'analisi e la possibilità di lavorare in situ con strumentazione portatile, si è cercato di mettere a punto un metodo voltammetrico per la determinazione dell'OTA, testando differenti tipi di elettrodi di lavoro (elettrodo in carbone vetroso, elettrodo d'oro solido, elettrodo di platino, elettrodo in pasta di carbone modificato con nanoparticelle d'oro, elettrodo in carbone vetroso modificato con nanoparticelle d'oro, elettrodo in carbone vetroso modificato con nanoparticelle d'argento, ecc..). La spettroscopia di fluorescenza è stata anche utilizzata per analizzare alcuni di questi elettrodi, puliti e con OTA volutamente depositata per via elettrochimica o per evaporazione del solvente. Inoltre, la superficie degli elettrodi solidi e nanostrutturati utilizzati è stata osservata con il microscopio elettronico a scansione (SEM). Parallelamente, al fine di valutare e comparare vantaggi e svantaggi di ciascuna tecnica analitica, è stata condotta una misura mediante cromatografia liquida ad alta prestazione accoppiata alla spettroscopia di fluorescenza (HPLC-FLD), ovvero il metodo ufficiale per l'OTA, analizzando soluzioni sintetiche addizionate di una quantità nota di OTA e un materiale di riferimento certificato, ¿Ocratossina A (OTA) in vino rosso, ERM-BD476¿ con [OTA] = 0.52 µg/l.