Analyse de pesticides dans les fruits et légumes : développement analytique et application de méthode QuEChERS, d-SPE et GC-MS/MS

Analysis of pesticides in fruits and vegetables : Analytical development and application of QuEChERS, d-SPE and GC-MS/MS methods

• Auteur / Autrice : Wissam Sahyoun
• Direction : Sopheak Net-David-Buytaert, Baghdad Ouddane
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE)
• Jury : Président / Présidente : François Delattre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Moomen Baroudi, Yassine Kadmi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Delattre, Jalal Halwani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie en phase gazeuse

Purification

Extraction en phase solide

Analyse

Pesticides -- Résidus

Qualité

Légumes

Teneur en pesticides

Fruits -- Qualité

Mots clés libres

Extraction QUECHERS

Spectrométrie de masse en tandem

Pesticides

QUECHERS Extraction

Gc-Ms/ms

Fruits

Vegetables

D-Spe

Résumé

En raison de l'utilisation généralisée des pesticides, une fraction de résidus pesticides sont présents dans les fruits et légumes. La contamination des aliments par les pesticides est devenue un des problèmes sérieux. La consommation mondiale de pesticides a augmenté au cours de la dernière décennie en raison de la croissance démographique constante et de l'urbanisation rapide. Les pesticides sont très toxiques et l'exposition long terme à ces produits chimiques provoque des risques pour la santé incluant les maladies neurologiques et respiratoires.Cette étude se concentre sur l'évaluation de la concentration de 34 pesticides dans 60 légumes et fruits issus de culture conventionnelle et biologique provenance de diverses origines. Parmi ces échantillons, certains ont été étudiés sous différentes formes, avec et sans lavage, avec et sans peau. Cette dernière est pour but d'évaluer s'il y a un geste simple pour réduire la teneur de pesticides dans les fruits et légumes et réduire ainsi les impacts sanitaires de consommateur.Les travaux se focalisent premièrement sur l'optimisation de méthode d'extraction, de purification et d'analyse finale des extraits. La méthode d'extraction QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Rugged, Effective and Safe) et de purification d-SPE (dispersive Solide Phase Extraction) ont été utilisées. Les extraits finals ont été analyse par la chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse en tandem (GC-MS/MS) pour l'identification et la quantification de chaque pesticide. L'ensemble de procédures a été optimisé et il fournit une bonne sensibilité, sélectivité, un bon rendement qui varie de 70% à 120%, et une bonne précision avec RSD <20%. L'application de la méthode sur les échantillons réels permet de déterminer la présence de pesticides dans 85 % des échantillons. Les concentrations de pesticides détectés dans les légumes et fruits ne dépassent pas les limites maximales de résidus (LMR) pour la majorité de pesticides. Cependant, quelques pesticides ont été trouvés à des niveaux supérieurs à LMR pour les fruits et légumes provenant d'Akkar au Nord de Liban. De plus parmi des pesticides détectés à des niveaux élevés figurent ceux qui ont été déjà interdis comme le cas de l'Endosulfan. Les résultats ont montré que certains gestes simples permettent de réduire les teneurs de résidus de pesticides dans les fruits et légumes. En effet, le lavage à l'eau du robinet et l'épluchage permet de réduire significativement les résidus de pesticides dans les fruits et légumes. Les fruits et légumes issus de l'agriculture biologiques présents des concentrations de pesticides plus basses que ceux issus de l'agriculture conventionnelle. De très faibles concentrations des pesticides ou dans certains cas des concentrations en dessous de limite de quantification ont été déterminés pour les fruits et légumes issus de cultures biologiques.

Due to the widespread use of pesticides, a fraction of pesticide residues are present in fruits and vegetables. Pesticide contamination of food has become one of the serious problems. Global pesticide consumption has increased over the past decade due to continued population growth and rapid urbanization. Pesticides are highly toxic and long-term exposure to these chemicals causes health risks including neurological and respiratory diseases.This study focuses on the evaluation of the concentration of 34 pesticides in 60 conventionally and organically grown vegetables and fruits from various origins. Among these samples, some were studied in different forms, with and without washing, with and without skin. The purpose of the latter is to evaluate whether there is a simple gesture to reduce the content of pesticides in fruits and vegetables and thus reduce the health impacts of consumers.The work focuses firstly on the optimization of the extraction method, purification and final analysis of the extracts. The extraction method QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Rugged, Effective and Safe) and the purification method d-SPE (dispersive Solid Phase Extraction) were used. The final extracts were analyzed by gas chromatography coupled to a tandem mass spectrometer (GC-MS/MS) for the identification and quantification of each pesticide. The set of procedures has been optimized and it provides good sensitivity, selectivity, good yield that varies from 70% to 120%, and good precision with RSD <20%. The application of the method on real samples allows the determination of pesticides in 85% of the samples. The concentrations of pesticides detected in vegetables and fruits did not exceed the maximum residue limits (MRLs) for the majority of pesticides. However, some pesticides were found at levels above MRLs for fruits and vegetables from Akkar in Northern Lebanon. Moreover, among the pesticides detected at high levels are those that have already been banned as in the case of Endosulfan. The results showed that some simple gestures can reduce the levels of pesticide residues in fruits and vegetables. Indeed, washing with tap water and peeling significantly reduce pesticide residues in fruits and vegetables. Organically grown fruits and vegetables have lower pesticide concentrations than conventionally grown ones. Very low pesticide concentrations or in some cases concentrations below the limit of quantification were determined for organically grown fruits and vegetables.