Licence pro QSR 2 A TOXICOLOGIE Mthodes de

Licence pro QSR 2 A TOXICOLOGIE Méthodes de détection des contaminants chimiques dans les aliments Introduction 1. Les mycotoxines 2. Les substances antimicrobiennes 3. Les pesticides 4. Les composés N-nitrosés 5. Les métaux lourds

3. Les pesticides 3. 1. Classification et nature chimique

3. Les pesticides 3. 1. Classification et nature chimique N-(phosphonométhyl)glycine, C 3 H 8 NO 5 P

3. Les pesticides 3. 1. Classification et nature chimique

3. Les pesticides 3. 1. Classification et nature chimique

3. Les pesticides 3. 1. Classification et nature chimique

3. Les pesticides 3. 2. Effets des pesticides De par leur caractère biocide, les pesticides peuvent être toxiques pour tous les organismes vivants. En fonction de leur mode d’action, de leur persistance et de leur capacité de bioaccumulation, cette toxicité s’exprime différemment selon les espèces. Les animaux peuvent être touchés directement, notamment en bout de chaîne trophique (biomagnification), ou par le biais de la destruction de leur habitat sous l’effet des herbicides. Les substances actives se dégradent en de nombreux produits (métabolites) qui sont parfois plus toxiques que leur substance mère. Même s’il existe d’importantes variations du potentiel de bioconcentration des pesticides selon l’espèce, voire même à l’intérieur d’un même taxon, certains pesticides, lipophiles en particulier, sont fortement bioaccumulables. Les insecticides organochlorés font notamment l’objet d’une forte bioamplification dans les réseaux trophiques aquatiques. Il est observé depuis une cinquantaine d’années que des insectes, des champignons phytopathogènes et des plantes adventices deviennent résistantes aux pesticides. Leur nombre est d’ailleurs en croissance constante. La résistance s’accompagne d’un accroissement des DL 50. Il existe de plus, une résistance croisée : l’espèce devient également résistante à d’autres groupes de matières actives.

3. Les pesticides 3. 2. Effets des pesticides

3. Les pesticides 3. 2. Effets des pesticides Tous les pesticides sont potentiellement dangereux pour l’homme, la toxicité dépendant du mode de pénétration dans l’organisme. Dans la littérature scientifique, l’exposition à certains pesticides a été liée chez l’homme à des cancers associés à la suppression immunitaire, des réactions allergiques, des réponses auto-immunes, la suppression de la fonction immunitaire et une plus grande sensibilité aux agents pathogènes.

3. Les pesticides 3. 2. Effets des pesticides : l’exemple du lindane

3. Les pesticides 3. 3. Méthodes de recherche et de dosage La méthode idéale de dosage des résidus de pesticides devrait permettre, à partir d'une seule extraction, de quantifier tous les résidus susceptibles d'être présent dans un échantillon. Il n'existe aucun solvant universel capable d'extraire l'ensemble des pesticides utilisés. La plupart des résidus de pesticides sont solubles dans les solvants organiques, mais leur solubilité peut être très différente selon les cas. De plus, certains d'entre eux sont solubles dans l'eau et, de ce fait, parfois non extractibles avec les solvants organiques. Les résidus recherchés dans les produits, sont pratiquement toujours présents dans des quantités infimes, de l'ordre de quelques parties par millions (mg/kg ou ppm) et même souvent à des doses plus faibles encore. La difficulté est augmentée par l'existence de plusieurs centaines de produits susceptibles d'être utilisés en agriculture. Ces derniers, dans certains cas, ne se trouvent plus sous leur forme initiale, mais sont remplacés par leurs métabolites. Le schéma général de toute technique d'analyses des résidus de pesticides est le suivant : - extraction, purification et concentration de l'extrait ; - séparation et détection des résidus.

3. Les pesticides 3. 3. Méthodes de recherche et de dosage Les méthodes employées ne doivent pas altérer la structure des pesticides, il est donc nécessaire d'éviter : - les fortes températures ; - les milieux fortement acides ou basiques. • Extraction par les solvants organiques Produits pauvres en matières grasses (fruits, légumes, etc. ) En général, les méthodes d'extraction reposent sur l'utilisation des solvants suivants : acétone suivi de chlorure de méthylène ; mélange acétone/hexane ; acétonitrile suivi de l'éther de pétrole ; acétonitrile suivi de chloroforme ; isopropanol suivi de l'éther de pétrole ; isopropoanol suivi de benzène ; mélange 50/50 éther sulfurique et éther de pétrole dans le cas des jus de fruits. Produits riches en matières grasses (produits carnés, produits laitiers, etc. ) Le principe repose sur la liposolubilité des pesticides qui permet une extraction simultanée de la matière grasse et de ces résidus par des solvants organiques. - Une extraction de la fraction lipidique est réalisée avec de I'hexane à chaud ; ou avec de l'éther sulfurique et de l'éther de pétrole ; ou avec un mélange éther de pétrole/alcool éthylique. - La séparation des résidus de pesticides et des matières grasses ainsi extraites est réalisée ensuite par une chromatographie d'adsorption. Les pesticides organochlorés et organophosphorés peuvent être séparés en changeant les proportions du mélange éluant qui peut être constitué d'éther de pétrole et d'éther éthylique (technique préconisée par la Food and Drug Administration).

3. Les pesticides 3. 3. Méthodes de recherche et de dosage • Extraction par la vapeur d’eau L'appareillage est constitué d'un ballon sur lequel s'adapte un système de récupération du distillat identique à celui utilisé pour isoler les huiles essentielles de certains végétaux (appareil de DEAN-STARK). Exemple : une quantité connue d'échantillon (1 g de matière grasse maximum) est introduite dans le ballon contenant déjà 500 à 1 000 ml d'eau distillée. A ébullition, les pesticides sont entraînés avec la vapeur d'eau. Après condensation, le distillat traverse une colonne de toluène ou d'hexane : l'eau s'accumule à la partie inférieure tandis que les pesticides et tous les autres produits volatils co-distillés restent dans le solvant.

3. Les pesticides 3. 3. Méthodes de recherche et de dosage • Méthodes spectrophotométriques Ces méthodes nécessitent une purification préalable très poussée s'emploient de préférence conjointement aux méthodes de séparation par chromatographie. • Méthodes colorimétriques Ces méthodes sont basées sur les possibilités réactionnelles de certains groupements chimiques (sensibilité aux divers pesticides d'une même famille). Par cette méthode, il est possible de doser le pentachlorophénol et ses dérivés, par formation d'un complexe de cuivre coloré soluble dans le chloroforme. La mesure de l'absorbance est réalisée à 450 nm. Dans le cas de l'analyse sur échantillon d'eau, le seuil de détection est de l'ordre de 0, 1 partie par million (mg/kg). • Méthodes chromatographiques: toutes les formes de chromatographie peuvent être employées, - CCM : dosage de nombreux pesticides organochlorés et organophosphorés (insecticides, herbicides et fongicides). - Chromatographie en phase gazeuse : méthode la plus souvent utilisée On utilise plusieurs colonnes utilisant des phases stationnaires de polarités différentes. - Chromatographie liquide haute performance Elle peut s'appliquer à la plupart des pesticides. Le type de colonne et la phase mobile varient selon les pesticides recherchés. • Méthodes immunologiques (ELISA)