Revue sur l'application des liquides ioniques et des solvants eutectiques profonds dans la préparation d'échantillons de mycotoxines dans les aliments

Introduction

La contamination des denrées alimentaires par les mycotoxines présente un enjeu sanitaire mondial majeur, nécessitant des techniques analytiques de plus en plus performantes pour l’identification et la quantification de ces composés toxiques. Les méthodes classiques de préparation d’échantillons, tout en étant robustes, posent divers défis, notamment l’emploi de solvants organiques toxiques et le besoin de procédures multiples d’extraction. L’avènement des liquides ioniques (LIs) et des solvants eutectiques profonds (SEPs) a ouvert la porte à des approches novatrices, plus respectueuses de l’environnement et potentiellement plus efficaces.

Mycotoxines et Enjeux Analytiques

• Nature des mycotoxines : Ce sont des métabolites secondaires produits par des champignons filamenteux, fréquemment détectés dans les céréales, les noix, les fruits secs, et divers autres produits alimentaires.
• Défis de l’analyse : Les matrices alimentaires complexes, la faible teneur des mycotoxines et la nécessité de détecter plusieurs molécules simultanément obligent à développer des techniques de préparation d’échantillons à la fois sélectives, sensibles et efficientes.

Liquides Ionique (LIs) : Propriétés et Avantages

Les liquides ioniques sont des sels liquides à température ambiante, composés d’un cation organique volumineux et d’un anion inorganique ou organique.

Avantages majeurs :

• Faible pression de vapeur (effet réduit sur l’environnement)
• Stabilité thermique et chimique élevée
• Solubilité modulable pour divers analytes grâce au vaste choix d'anions et de cations
• Possibilité de les ajuster pour cibler des mycotoxines spécifiques (design moléculaire sur mesure)

Applications dans la préparation des échantillons

• Extraction liquide-liquide (LLE) facilitée : Les LIs peuvent servir d’extractants sélectifs dans la LLE, réduisant ou éliminant l’usage de solvants volatils.
• Microextraction sur phase solide : Les LIs fonctionnalisent des supports solides, offrant des interactions accrues avec les mycotoxines par des effets tels que les liaisons hydrogène ou les interactions π-π.
• Optimisation des rendements : Il est possible de sélectionner ou concevoir un LI pour maximiser la récupération et la pureté des mycotoxines extraites, tout en minimisant la co-extraction d'interférents.

Solvants Eutectiques Profonds (SEPs) : Un Complément Naturel

Les SEPs sont obtenus en associant un donneur et un accepteur de liaisons hydrogène, aboutissant à un mélange dont le point de fusion est inférieur à celui des composants individuels. Les ingrédients utilisés sont en majorité peu coûteux, biodégradables et disponibles (ex : acide lactique, choline, urée).

Atouts des SEPs

• Biodégradabilité accrue et faible toxicité en comparaison aux LIs traditionnels
• Propriétés physiques sur mesure (polaires, viscosité, solubilité, etc.)
• Possibilité d’intégration facile dans des techniques d’extraction innovantes
• Alternative viable pour une extraction écologique des mycotoxines

État des applications analytiques dans l’alimentaire

Progression des recherches

• Utilisation croissante des LIs et SEPs pour la purification des échantillons liés à l’analyse de mycotoxines (aflatoxines, zéaralénone, ochratoxine A, fumonisines au sein des matrices céréalières, laitières, fruitières…)
• Amélioration notable de la sélectivité de l’extraction et abaissement des limites de détection par rapport aux méthodes classiques
• Réduction significative du volume de solvants organiques toxiques employés

Exemples d’applications concrètes

• LIs fonctionnalisés sur SPE : Extraction très sélective d’aflatoxines dans des échantillons de riz et de maïs.
• SEPs pour les extraits céréaliers : Extraction efficace de la zéaralénone avec un mélange d’acide lactique et de choline, permettant un rendement supérieur combiné à une minimisation des impacts environnementaux.

Défis et Optimisations Futures

Bien que prometteurs, LIs et SEPs nécessitent encore des études de toxicité extensive et une évaluation de leur impact potentiel sur la sécurité alimentaire.

• Détermination de la toxicité à long terme des résidus de LIs et SEPs dans les matrices alimentaires
• Automatisation et miniaturisation des procédures d’extraction pour l’analyse à haut débit
• Développement de SEPs sur-mesure, adaptés à des classes spécifiques de mycotoxines
• Compatibilité accrue avec les techniques de détection les plus avancées (HPLC-MS/MS, UPLC)

Conclusion

La montée en puissance des liquides ioniques et des solvants eutectiques profonds révolutionne la préparation d’échantillons pour la détection des mycotoxines dans les aliments. Ces technologies s’imposent comme des alternatives viables et plus vertes, conciliant performance analytique, souplesse de conception et respect de l’environnement. Toutefois, il demeure essentiel de pousser l’évaluation toxicologique et d’intégrer ces solutions dans des protocoles analytiques pleinement validés, afin de sécuriser l’ensemble de la chaîne alimentaire.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157526001882?dgcid=rss_sd_all