Seguretat alimentària en l’alimentació animal. Anàlisi d’agents antimicrobians en pinsos

La producció animal és una important activitat econòmica en tot el món, que té per objectiu satisfer la demanda d’aliments d’una població mundial en constant augment. En els sistemes de producció intensiva d’animals, l’ús de medicaments veterinaris ha esdevingut una pràctica habitual per tal de prevenir i controlar l’aparició de malalties, i mantenir així la viabilitat i l’eficiència de la indústria ramadera. Els agents antimicrobians, principalment agents antibacterians i antiparasitaris, són els medicaments veterinaris més emprats. Pel que fa a les vies d’administració, la pràctica més estesa és el tractament col•lectiu dels animals per via oral a través de pinsos medicamentosos, preparats a les fàbriques de pinsos per mitjà de premescles o a les mateixes granges per l’addició directa de pols orals als pinsos. Aquesta pràctica pot donar lloc a la contaminació de pinsos amb traces de medicaments als quals aquestes substàncies no estan destinades. El subministrament no intencionat de pinsos contaminats pot determinar la presència de residus d’agents antimicrobians en aliments d’origen animal destinats al consum humà (carn, llet, ous, etc.), els quals afavoreixen el problemàtic increment mundial de les resistències microbianes. Amb l’objectiu de preservar l’eficàcia dels agents antimicrobians, la Unió Europea implementa plans de vigilància i controls per tal de garantir que els pinsos que arriben al mercat són segurs i no representen cap risc per a la salut dels consumidors. En aquest context, la present tesi s’ha centrat en l’anàlisi d’agents antimicrobians en pinsos destinats a l’alimentació animal. En primer lloc, s’ha dut a terme una revisió de l’estat actual i les tendències emergents en aquest camp. Aquesta inclou una introducció general sobre la indústria dels pinsos i la problemàtica inevitable de la contaminació creuada, així com una revisió exhaustiva del marc legislatiu vigent i dels mètodes analítics establerts en els últims anys (període 2000-actualitat). Atesa l’escassetat de metodologies disponibles, s’han desenvolupat i validat tres mètodes per a l’anàlisi de baixes concentracions d’agents antimicrobians en pinsos: dos mètodes multiresidu, basats en la cromatografia de líquids amb detecció fluorimètrica, per a la determinació de 8 sulfamides i 6 fluoroquinolones, i un mètode multiclasse, basat en la cromatografia de líquids acoblada a l’espectrometria de masses en tàndem (MS/MS), que permet de manera simultània el cribratge, la confirmació i la quantificació de 50 agents antimicrobians pertanyents a 13 famílies diferents. En tots els casos, s’han estudiat les condicions òptimes per a l’extracció, la separació cromatogràfica i la detecció dels anàlits. Per a la separació cromatogràfica, s’ha comprovat que l’ús de columnes de partícules de nucli sòlid proporciona una major resolució i sensibilitat que les columnes convencionals de rebliment totalment porós. En la detecció per MS/MS, atesa la gran complexitat i variabilitat dels pinsos, s’ha observat un efecte matriu més o menys significatiu i variable en funció de l’anàlit, tant entre pinsos destinats a la mateixa com a diferents espècies animals. Els mètodes proposats són adequats per al seguiment de la qualitat dels pinsos i el control de la contaminació creuada, tant en laboratoris de control oficial com a les fàbriques de pinsos, garantint així la seguretat dels pinsos i, per tant, de la primera etapa de la cadena alimentària. Finalment, en els darrers anys, l'espectrometria de masses d'alta resolució ha esdevingut una tècnica emergent en els laboratoris d’anàlisi de rutina. En aquest camp, s'ha dissenyat un algoritme automatitzat (macro) basat en la correlació dels ions per a l’establiment de la relació entre ions precursor i ions producte detectats mitjançant un analitzador de masses Orbitrap. La major sensibilitat i selectivitat d’aquesta tècnica han resultat especialment beneficioses per a la detecció d’aquests ions en matrius complexes i/o presents a baixes concentracions.Livestock production is an important economic sector worldwide, aiming to satisfy the food demand of a growing global population. In intensive livestock production systems, the use of veterinary drugs has become a routine to prevent and control the outbreak of animal diseases and achieve the highest output at the lowest cost. Antimicrobial agents, including antibacterials and antiparasitics are, by far, the most widely administered group. Oral pharmaceutical forms applicable for mass treatment are the most common practice, either premixes for the preparation of medicated feed in feed mills, or oral powders to be blended with feeds at the farms. These management practices may result in cross-contamination of non-target feedingstuffs. The unawareness of feeding animals with contaminated feeds can lead to undesirable antimicrobial residues in animal food products (meat, milk, eggs, etc.), which are related with the increase of the selection of resistance bacterial strains. To safeguard public health, the European Union has implemented extensive regulatory monitoring programs in order to ensure that feeds reaching the market pose no risk for the consumers. In this context, the present thesis has focused on the analysis of antimicrobial agents in animal feeds. To begin with, a review on this subject was carried out. It includes a general introduction to the feed industry and the unavoidable problem of cross-contamination, followed by an overview of the current legal framework and the analytical methods employed in this field (from 2000 to the present date). Then, due to the lack of published methods available, three different methods for the analysis of low concentrations of 6 to up to 50 antimicrobials in animal feeds were developed. The proposed methods are based on liquid chromatography with fluorescence or tandem mass spectrometry detection and are suitable for controlling cross-contamination and for monitoring the quality of feeds, both in official control laboratories and feed mills, ensuring safety in the first stage of the food chain. Finally, high-resolution mass spectrometry is nowadays an emerging technique in routine laboratories. In this field, an automated algorithm (macro) for the correlation of precursor and product ions derived from a single-stage Orbitrap mass analyzer was developed