Pesticidi e micotossine nella cannabis e nella canapa

Quadro normativo e regolamentare inerente l’analisi di pesticidi e micotossine

L’uso della cannabis per scopi terapeutici e/o ricreativi è legale, in misura variabile, in Canada, Sud Africa e, tra gli altri, in molti stati degli USA; molti altri paesi stanno riconsiderando lo status legale della cannabis. Nel dicembre del 2019, l’Environmental Protection Agency (EPA, Agenzia per la protezione dell'ambiente) degli Stati Uniti ha approvato l’uso di 36 pesticidi nella coltivazione della cannabis.

L’impiego di pesticidi è regolato rigorosamente e i loro residui nei prodotti della cannabis e della canapa vengono monitorati attentamente dalle agenzie di regolamentazione dei singoli stati. Il numero di pesticidi soggetti a regolamentazione che devono essere monitorati varia in base allo stato, alla nazione e alla regione, con limiti compresi in un range che va da 10 ppb a 1 ppm. La US Food and Drug Administration (FDA) ha stabilito una concentrazione limite per le micotossine pari a 20 ppb nei cibi per l’uomo e nell’alimentazione animale. Organizzazioni quali l’AOAC International (già AOAC, Association of Official Analytical Chemists) stanno sviluppando requisiti metodologici per l’analisi dei pesticidi nella cannabis.

Rischi per la sicurezza causati dalla contaminazione della cannabis

Nelle attività agricole, i pesticidi vengono comunemente impiegati per proteggere le piante di cannabis dai parassiti e migliorare le rese dei raccolti. L’esposizione cronica ai residui di pesticidi può costituire un rischio considerevole per la salute.

Oltre ai pesticidi, le condizioni di coltivazione della cannabis spesso costituiscono un ambiente ideale per la produzione di muffe e funghi patogeni. Le condizioni di stoccaggio, di trasporto e di lavorazione possono altresì favorire la contaminazione della cannabis e determinare livelli elevati di micotossine nel prodotto. Micotossine come le aflatossine G1, G2, B1, B2, o l’ocratossina A possono esercitare un’azione immunodepressiva, tumorigenetica, neurotossica, epatotossica e nefrotossica.

Di conseguenza, l’analisi dei livelli di pesticidi e micotossine nella cannabis e nella canapa è cruciale per garantire la sicurezza del consumatore e il controllo della qualità dei prodotti.

Metodologia per l’analisi di pesticidi e micotossine

I protocolli in uso per l’analisi dei pesticidi e delle micotossine prevedono l’estrazione del campione, la purificazione degli estratti, la preparazione degli standard e la taratura, seguiti dall’analisi mediante LC-MS/MS e/o GC-MS/MS per un monitoraggio rapido dei pesticidi e delle micotossine nella cannabis e nella canapa.

Preparazione dei campioni per l’analisi di pesticidi e micotossine

L’analisi dei residui di pesticidi e micotossine nella cannabis si rivela non facile a causa della composizione assai complessa della matrice in cui sono presenti oli, carboidrati, resine, terpeni e cannabinoidi. I dati spettroscopici dei residui di pesticidi presentano interferenze significative dovute ai costituenti della matrice coestratti nel processo. La complessità della matrice causa inoltre la soppressione degli ioni, determinando così risultati incongruenti.

I metodi comuni di preparazione dei campioni per l’isolamento di pesticidi e micotossine dai prodotti della cannabis prevedono un’estrazione con solvente seguita da diluizione. Il metodo QuEChERS e l’estrazione in fase solida (SPE) sono impiegati come step di purificazione per isolare gli analiti di interesse, separandoli dai costituenti della matrice non desiderati. Il metodo QuEChERS è stato integrato nello standard europeo per l’analisi multiresiduale (EN 15662) e nella metodica di analisi AOAC. Una versione aggiornata del metodo QuEChERS, nota come QuEChERSER (da intendersi come “more than QuEChERS”) e considerata un “mega-method” per la sua ampia applicabilità, si è dimostrata efficace nell’analisi di un ampio spettro di pesticidi nelle matrici di canapa. Altri approcci comprendono l’estrazione liquido-liquido (LLE), la microestrazione in fase solida (SPME), l’estrazione solido-liquido (SLE) e l’estrazione dispersiva in fase solida (DSPE). Gli effetti matrice possono anche essere eliminati efficacemente aumentando il fattore di diluizione, in un intervallo variabile tra 10 e 100. Un fattore di diluizione pari a 15 è sufficiente ad eliminare la maggior parte degli effetti matrice, riducendo così la soppressione di segnale.

Preparazione degli standard di taratura

L’impiego di standard di riferimento accurati è cruciale per l’accuratezza dei risultati analitici in fase di taratura e in fase di determinazione quantitativa. I materiali di riferimento certificati (CRM) prodotti secondo la norma ISO 17034 sono qualificati in termini di accuratezza, incertezza di misura, riferibilità metrologica e rintracciabilità e sono obbligatori nei laboratori di analisi accreditati in base alla ISO 17025. Le curve di taratura possono essere preparate in un estratto del bianco matrice, in solvente puro o per piccola aggiunta (“spiking”) di una soluzione pronta all’uso di pesticida al materiale vegetale. Le concentrazioni della curva di taratura per pesticidi dovrebbero essere commisurate ai limiti di rilevazione o di segnalazione dell’analita e possono fare uso di standard e miscele di concentrazione più bassa o più alta. Gli standard di riferimento sono impiegati anche per la predisposizione di controlli, per verificare l’adeguatezza del sistema e per valutare eventuali soppressioni per effetto matrice, amplificazione e recupero estrattivo.

Analisi di pesticidi e micotossine mediante tecniche LC-MS/MS e GC-MS/MS

Il metodo di elezione per l’analisi di pesticidi e micotossine è il metodo LC-MS/MS, dotato di selettività e sensibilità eccellenti, specialmente per i residui di pesticidi e di micotossine provenienti da matrici complesse e caratterizzati da polarità e pesi molecolari differenti.

Il metodo GC-MS/MS è un metodo selettivo e sensibile per pesticidi volatili e idrofobici come, per esempio, gli organofosfati e gli organoclorurati. L’impiego di agenti protettori (analyte protectants) permette di ridurre effetti indesiderati riconducibili alla matrice, mentre la derivatizzazione degli analiti può migliorare il rilevamento e la sensibilità del metodo.

Per l’analisi multiresiduale di pesticidi e micotossine si fa ricorso ad una combinazione di entrambi i metodi, GC-MS/MS e LC-MS/MS. La spettrometria di massa tandem con analizzatore a quadrupolo è caratterizzata da sensibilità e selettività elevate, che permettono l’analisi simultanea di centinaia di pesticidi a bassi livelli di concentrazione (dell’ordine dei ng/g ovvero ppb), in una singola analisi.