MOAH-detectie versnelt stappen naar veilige voeding

In levensmiddelen kunnen tal van schadelijke stoffen voorkomen; ook zogenaamde ‘MOAH’, wat staat voor Mineral Oil Aromatic Hydrocarbon. Dit zijn chemische stoffen uit minerale olie. Wageningen Food Safety Research en Wageningen Food and Biobased Research ontwikkelen methodes waarmee de aanwezigheid van MOAH in voeding sneller gedetecteerd kan worden.

MOAH is een brede groep stoffen, die volgens de meest recente risicobeoordeling van de EFSA zeer schadelijk zijn voor de gezondheid, mogelijk genotoxisch en in sommige gevallen kankerverwekkend. Ze mogen dan ook niet in voedingsproducten terechtkomen. Toch worden ze erin aangetroffen. Sinds 1 januari 2024 controleert de NVWA op de aanwezigheid van deze stoffen in levensmiddelen. Producten die niet voldoen aan de gestelde actielimieten, moeten uit de handel gehaald worden. Binnen de EU wordt streng gehandhaafd op de aanwezigheid van MOAH in voedsel, maar wetgeving en/of handhaving in landen buiten de EU staan vooralsnog niet op de agenda.

Zelfs als men zich bewust is van het risico, blijft het voorkomen van MOAH in de voedselketen een lastige zaak. Hoe weet je of een batch olie vervuild is? Zijn MOAH achteraf nog uit het product te verwijderen? Zijn recalls van besmette producten te voorkomen? En is het niet mogelijk om éérder in de keten in te grijpen? Bijvoorbeeld door methodes te ontwikkelen waarmee de aanwezigheid van MOAH sneller gedetecteerd kan worden? Wageningen Food Safety Research en Wageningen Food and Biobased Research zijn precies daarnaar op zoek. Binnen het project AMOQ (Analysing MOAHs Quickly) worden twee methodes onderzocht: een antilichaam test en een spectroscopische techniek.

Contaminatie

Eerst is het belangrijk om te begrijpen hoe MOAH überhaupt in ons voedsel terecht kunnen komen. De schadelijke componenten waarover we het hier hebben, zijn te vinden in producten als inkt, cosmetica, smeer- en motorolie. Contaminatie van voeding met MOAH kan dan ook in iedere stap in de voedselketen plaatsvinden. Bij de boer: door het gebruik van oude machines die mogelijk smeerolie lekken. Bij de distributie: bijvoorbeeld door hydraulische pompen die gebruikt worden om voedselgrondstoffen te verpompen in zeecontainers. Gedurende productieprocessen in de voedselverwerkende industrie: als voor machines (food-grade) smeeroliën worden gebruikt die MOAH bevatten. En ook in de verpakking: drukinkten en verpakkingsmaterialen (zoals gerecycleerd karton en jutezakken) kunnen de schadelijke stoffen bevatten. Vaak zijn mensen zich niet bewust van het effect van de verpakking of de smeerolie die gebruikt wordt om te verpompen. Het feit dat in food-grade smeerolie ook MOAH aanwezig is, maakt dit alleen maar ingewikkelder. Deze enorme diversiteit van contaminatiebronnen en -routes plaatst de voedselsector voor grote uitdagingen. Door beter te begrijpen wáár de contaminatie in de keten plaatsvindt, en de contaminatie inzichtelijk te maken, wordt het voorkomen van MOAH in levensmiddelen hopelijk eenvoudiger. 

Een groot deel van de oplossing ligt bij bewustwording van álle spelers in de keten. Als het effect van een klein (smeer)olielek op de voedselveiligheid onduidelijk is of onderschat wordt, wordt er immers niet snel actie ondernomen. Grote spelers in de voedselsector zijn zich vaak wel bewust van het risico van MOAH in voedsel. Zij weten wat mogelijke contaminatiebronnen en -routes zijn, en kennen de bijbehorende risico’s. Deze kennis is helaas niet bekend bij elke speler in de voedselsector.

Complex

Een tweede deel van de oplossing ligt bij tijdige analyse. Voor de analyse van de hoeveelheid MOAH in levensmiddelen wordt gewoonlijk een chromatografische methode toegepast. Aan deze analyse kleven enkele haken en ogen. Met chromatografie is een enkele component goed te kwantificeren, maar kan een complex mengsel een uitdaging zijn. En MOAH zijn complex: het is een verzamelnaam voor een brede groep componenten. De analyse wordt bovendien nog ingewikkelder vanwege de aanwezigheid van niet-MOAH componenten in hetzelfde analysegebied. Om de meting en analyse goed uit te voeren, is daarom hooggeschoold personeel nodig en kostbare apparatuur, en zelfs dan is de foutmarge van de bepaling groot. Bovendien neemt de analyse veel tijd in beslag – de samples zijn dagen tot weken weg voordat de resultaten bekend zijn. Dat maakt een snelle interventie onmogelijk. 

Snellere meetmethodes

Snellere meetmethodes, zelfs als die wat minder nauwkeurig zijn, zouden enorm helpen bij een eerste screening van kritieke voedselproducten zoals oliën of cacaoproducten. Een snelle test zou een mooie toevoeging (maar zeker geen vervanging) zijn van conventionele methodes. Een snelle analyse aan de bron (op de plantage, of bij de eerste processingstappen zoals de persmolen), maakt tijdig ingrijpen veel eenvoudiger en het kan vervuiling van een grotere batch voorkomen. Minder verspilling dus. Ook een screening van batches later in de keten, bijvoorbeeld in de haven vóór de grondstoffen op transport gaan, kan latere recalls voorkomen. Een snelle screening verkort de wachttijden voor verwerking van batches. Spelers in de voedselsector kunnen daarmee tijdig anticiperen op mogelijk besmette batches. Het belangrijkste doel is voorkomen dat voedselproducten met MOAH op de markt komen - en deze later teruggehaald moeten worden. 

De antilichaamtest

Een antilichaam test is gebaseerd op de binding van een antilichaam met een specifieke stof. In dit geval MOAH. In de test wordt gebruikgemaakt van fluorescente microbolletjes waar MOAH op vast zijn gezet (zie figuur). Wanneer de antilichamen daaraan worden toegevoegd, binden die aan de MOAH op het oppervlak (A). Alle MOAH die niet op een oppervlak zitten worden weggewassen. Daarna wordt een fluorescent antilichaam toegevoegd dat weer bindt aan het antilichaam dat aan de MOAH vastzit (B). Daardoor krijg je een fluorescent signaal. Als aan dit systeem MOAH wordt toegevoegd, bindt een deel van de MOAH-specifieke antilichamen niet aan de MOAH op het oppervlak, maar aan de MOAH in oplossing (C). Dat wordt vervolgens weggewassen, wat resulteert in een oppervlak met minder antilichamen erop. Het fluorescente antilichaam heeft dan minder plekken om op te binden en het fluorescente signaal neemt af (D). 

Antilichamen specifiek voor MOAH bestaan niet. Daarom wordt er getest met antilichamen tegen poly-aromatische koolwaterstoffen (PAK’s). Deze hebben de basisstructuur van een MOAH, maar dan zonder de alkyl zij-ketens. Om een grote variëteit aan componenten te kunnen bepalen, worden er antilichamen gebruikt tegen zowel een kleine PAK (naftaleen, 2 ringen) als een grotere PAK (benzo(a)pyreen, 5 ringen). 

Met de gekozen benadering met deze twee antilichamen laten de onderzoekers nu al zien dat niet alleen een brede range aan PAK’s aangetoond kan worden, maar óók MOAH. Om dit te testen, zijn jutezakken ‘uitgespoeld’, en is de uitspoelvloeistof geanalyseerd met zowel de sneltest als de conventionele labtest. De resultaten van beide metingen zijn vergelijkbaar. Hieruit kunnen we concluderen dat deze antibody screening veelbelovend is. De screening zou in de toekomst zelfs omgebouwd kunnen worden naar een COVID-achtige sneltest.

Spectroscopische technieken

Er is ook gekeken naar spectroscopische technieken. Onder spectroscopische technieken verstaan we alle meetmethodes die de interacties van moleculen met licht meten. Denk aan UV-Vis absorptie, Raman spectroscopie, oppervlakte versterkte Raman spectroscopie (SERS), fluorescentie, mid infrarood (MIR) en ver infrarood (FIR) spectroscopie. Uit eerste testen blijkt fluorescentie het meest veelbelovend om MOAH aan te tonen. Toevoeging van een (MOAH rijke) motorolie aan palmolie geeft een duidelijke extra piek te zien. De jutezakken uit de antilichaamtests zijn eveneens met deze techniek doorgemeten. De eerste tests zijn veelbelovend; ook de fluorescentie geeft een soortgelijk resultaat als de conventionele methode, wat aangeeft dat ook met fluorescentie een MOAH screening opgezet zou kunnen worden. Een uitdaging voor de spectroscopische methode is dat in de oliën ook een aantal andere fluorescerende componenten aanwezig zijn, zoals bèta caroteen, en vitamine A en E. Deze componenten kunnen van de MOAH gescheiden worden met chromatografie, maar voor een snelle screening zou blootstelling aan hoog intens UV-licht een betere optie kunnen zijn: de natuurlijke componenten degraderen met een andere snelheid (waarschijnlijk sneller) dan de MOAH. Met volgen van het signaal in de tijd verkrijg je daardoor een goed beeld van de MOAH-concentratie in het sample. 

Verwijderen van MOAH

Mocht er uit deze snelle screening (of uit de conventionele langzamere tests) blijken dat er een grote hoeveelheid MOAH in je sample zit, dan zou je kunnen besluiten de MOAH te verwijderen. Verwijderen van MOAH was een ander onderdeel van het onderzoeksprogramma. 

Om te beginnen lag de focus op het verwijderen van MOAH uit olie. Dat kan zowel door fysische als door chemische absorptie. Voor fysische absorptie moet de adsorbent goed binden aan de MOAH, maar niet aan de olie. Daarvoor is een materiaal nodig dat goed aan aromatische componenten bindt, en minder goed aan vetstaarten. Aangezien MOAH bestaan uit een aromatische kern met lange alkalische staarten (vetstaarten) is dat een moeilijk evenwicht om te bereiken: wordt de binding vooral veroorzaakt door de aromatische groep, of door de staarten die eraan hangen? Er zijn een actieve kool geoptimaliseerd voor PAK’s en verschillende resins getest. De resins (synthetische absorptie resins, twee varianten van sepabeads) laten vrijwel geen reductie van MOAH zien. Actieve kool laat een reductie tot 20% zien, die wat efficiënter is bij lagere MOAH-concentraties. Aangezien er is gewerkt met hoge concentraties MOAH om de analyse te vergemakkelijken, is de verwijdering waarschijnlijk nog iets beter bij de samples uit de industrie.

Voor de chemische absorptie is getest of MOAH specifiek reageren met n-phenyl maleimide. Aromaten kunnen met deze stof reageren in een zogenaamde Diels-Alder reactie. Als dit werkt, kan de maleimide op een resin gekoppeld worden wat een covalent vangnet voor de MOAH moleculen oplevert. Helaas liep deze onderzoekslijn stuk op het eerste experiment: de maleimide reageerde niet met de MOAH.

Voorkomen is, zeker als het om MOAH gaat, écht beter dan genezen. Met de snelle screeningmethodes die nu ontwikkeld worden, wordt het voorkomen van MOAH in de keten makkelijker en sneller te realiseren.