Arsenico nel riso, quali criteri di analisi in UE? Risponde l’avvocato Dario Dongo

Caro Dario,

in relazione ai nuovi limiti relativi all’arsenico inorganico nel riso – introdotti con il reg. (UE) 2023/465, che modifica anche gli allegati al reg. (CE) n. 1881/2006 – Ti sottopongo alcune domande:

– quali sono i metodi analitici da favorire per la ricerca dell’arsenico inorganico?

– cosa si intende per ‘peso fresco del campione’?

– un riso semilavorato può essere considerato un riso semigreggio?

Molte grazie, Daniele

Risponde l’avvocato Dario Dongo, Ph.D. in Agri-Food Systems

Caro Daniele,

la recente riforma del Food Contaminants Regulation (EC) No 1881/06 – abrogato dal successivo Reg. (EU) No 2023/915 (1) – non ne ha risolto alcune gravi incertezze applicative, anche sul tema in oggetto.

1) Contaminazione da arsenico nel riso, i tenori massimi in UE

I tenori massimi di contaminazione da arsenico inorganico (2) nel riso sono stati introdotti per la prima volta, dal legislatore europeo, con il regolamento (UE) 2015/1006. (3) Con particolare riguardo a:

– riso lavorato non parboiled (riso brillato o bianco), 20 mg/kg
– riso parboiled e semigreggio, 0,25 mg/kg
– cialde, cialdine, cracker e dolci di riso, 0,30 mg/kg
– riso destinato alla produzione di alimenti per i lattanti e i bambini, 0,10 mg/kg.

Reg. (EU) No 2023/465 ha poi:

– ridotto i tenori massimi per il ‘riso lavorato non parboiled (riso brillato o bianco)’, a 15 mg/kg, e

– esteso la gamma dei prodotti alimentari, a base di riso e non, soggetti a tenori massimi di arsenico, sempre espressi in mg/kg di peso fresco. (4)

2) Arsenico, criteri di campionamento e analisi

Campionamenti e analisi per i controlli ufficiali sui tenori di arsenico (inorganico) devono venire eseguiti in conformità alle disposizioni di cui in Allegato al reg. (CE) n. 333/2007, di seguito esposti. (5)

2.1) Prescrizioni generali

‘I metodi di analisi per l’arsenico totale sono adeguati al monitoraggio per i controlli relativi al tenore di arsenico inorganico.

Se la concentrazione totale di arsenico è al di sotto del tenore massimo consentito, non sono richieste ulteriori analisi e il campione è considerato conforme al tenore massimo di arsenico inorganico.

Se la concentrazione di arsenico totale è pari o superiore al tenore massimo consentito, è necessario effettuare ulteriori prove di controllo per determinare se la concentrazione di arsenico inorganico supera il tenore massimo consentito’.

 2.2) Prescrizioni specifiche

– Specificità (assenza di interferenza di matrice o spettro),
– ripetibilità (RSDr) e irriproducibilità (RSDR. HORRATr/R inferiore <2),
– recupero (correzione del risultato analitico quando il metodo preveda una fase di estrazione,
– limite di determinazione (LOD) uguale a tre decimi del limite di quantificazione (LOQ),
– LOQ per l’arsenico (inorganico) e l’arsenico totale, in base ai livelli minimi (ML) di riferimento (ML ≤ 0,03 mg/kg, ≤ ML; 0,03 < ML < 0,1 mg/kg e ML è ≥ 0,1 mg/kg, ≤ due terzi del ML). (6)

I metodi di analisi non vengono tuttavia specificati né nel reg. (CE) n. 333/2007, né nella raccomandazione (UE) 2015/1381 sul monitoraggio dell’arsenico negli alimenti. (7)

3) Metodi analitici per la determinazione dell’arsenico inorganico. EFSA (2009)

L’opinione scientifica del panel EFSA sui contaminanti alimentari, CONTAM, in relazione all’arsenico negli alimenti – oltre ad aver offerto le basi per introdurre in Europe le soglie sopra indicate – riferisce ai metodi di analisi per la determinazione di arsenico totale, specie organiche e inorganiche. (8)

Le prime determinazioni dell’arsenico inorganico prevedevano l’impiego di acido cloridrico (HCl) per convertire l’arsenico in tricloruro di arsenico (AsCl3), più volatile e facilmente separabile per distillazione o tramite uso di solventi. I valori identificati in questa frazione forniscono il contenuto di arsenico inorganico totale.

Nel corso degli anni, tale metodo è stato soppiantato da tecniche moderne cromatografiche come HPLC/ICPMS, considerato come il più comune e utile tra i metodi per la determinazione delle specie di arsenico nei prodotti alimentari.

4) Metodi analitici disponibili. EURL, NRL

Una lista non esaustiva dei metodi analitici disponibili per la determinazione dell’arsenico nel riso e in altre matrici è fornita dal National Food Institute in Danimarca (DTU) – quale laboratorio di riferimento dell’UE (EURL) – e dall’Istituto Superiore di Sanità (ISS), quale laboratorio nazionale di riferimento per i metalli e i composti azotati negli alimenti (LNR-MN). (9) Alcuni dei metodi di analisi riportati riferiscono specificamente alla ricerca dell’arsenico negli alimenti:

– UNI EN 16802:2016. Prodotti alimentari –  Determinazione di elementi e loro specie chimiche – Determinazione di arsenico inorganico nei prodotti alimentari di origine marina e vegetale per scambio anionico HPLC-ICP-MS. Tale metodo determina il solo arsenico inorganico, separandolo da quello organico tramite HPLC e rivelandolo mediante ICP-MS, (10)

– CEN/TS 16731:2014. Foodstuffs – Determination of hydride-reactive arsenic compounds in rice by atomic absorption spectrometry (Hydride-AAS) following acid extraction. Questo metodo prevede l’utilizzo di una strumentazione più comune e di più semplice utilizzo, anche se meno sensibile. (11)

Le forme di arsenico determinabili con i due metodi sopra citati sono diverse, l’arsenico inorganico nel primo caso e quello solubile in acido e in grado di formare idruri nel secondo caso. Il secondo metodo fornisce una ‘definizione operativa’ dell’arsenico determinato, nel senso che le forme rilevate sono definite dal metodo di estrazione e successiva riduzione, senza una corrispondenza diretta con le forme chimiche di arsenico presenti nel campione.

4.1) Altri metodi di analisi

Altri metodi di analisi indicati da EURL e NRL sono:

– UNI EN 15517:2008 Prodotti alimentari – Determinazione di elementi in tracce – Determinazione di arsenico inorganico nelle alghe marine mediante spettrometria ad assorbimento atomico per formazione di idruri (HGAAS) dopo estrazione acida,

– UNI EN 14546:2005: Prodotti alimentari – Determinazione di elementi in tracce – Determinazione dell’arsenico totale mediante spettrometria ad assorbimento atomico per formazione di idruri dopo incenerimento a secco,

– UNI EN 14627:2005. Prodotti alimentari – Determinazione di elementi in tracce – Determinazione dell’arsenico totale e del selenio mediante spettrometria ad assorbimento atomico per formazione di idruri dopo digestione sotto pressione,

– UNI EN 14332:2005. Prodotti alimentari – Determinazione di elementi in tracce – Determinazione di arsenico nei frutti di mare mediante spettrometria ad assorbimento atomico con camera di incenerimento di grafite (GFAAS) dopo digestione con microonde.

4.2) Metodi di analisi di più elementi nei cibi

Ulteriori metodi di analisi indicati da EURL e NRL per la ricerca nei cibi di vari elementi e forme chimiche, tra cui l’arsenico, sono:

– UNI EN 17851:2023. Prodotti alimentari – Determinazione degli elementi e delle loro specie chimiche – Determinazione di Ag, As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Tl, U e Zn nei prodotti alimentari mediante spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) dopo digestione sotto pressione,

– UNI EN 15763:2010. Prodotti alimentari – Determinazione di elementi in tracce – Determinazione di arsenico, cadmio, mercurio e piombo nei prodotti alimentari per mezzo di spettrometria di massa con plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) dopo digestione sotto pressione (12,13).

4.3) Analisi dell’arsenico nei mangimi

L’analisi dell’arsenico nei mangimi e loro materie prime, secondo EURL e NRL, può inoltre venire eseguita utilizzando i seguenti metodi:

– EN 17374:2020. Alimenti per animali: Metodi di campionamento e analisi – Determinazione dell’arsenico inorganico negli alimenti per animali mediante HPLC-ICP-MS a scambio anionico,

– EN 17053:2018. Mangimi per animali: metodi di campionamento e analisi – Determinazione di elementi in tracce, metalli pesanti e altri elementi nei mangimi attraverso ICP-MS (multi-metodo),

– EN 16278:2012: Mangimi per animali – Determinazione di arsenico inorganico mediante spettrometria ad assorbimento atomico per formazione di idruri (HG-AAS) dopo estrazione con microonde e separazione mediante estrazione in fase solida (SPE).

4.4) JRC, proficiency test su metodi di analisi dell’arsenico inorganico

Joint Research Centre (JRC, Commissione europea) ha pubblicato un rapporto (2010) su un ‘proficiency test’ per la determinazione dell’arsenico totale ed inorganico nel riso. (14) I risultati forniti da 32 dei laboratori partecipanti hanno dimostrato che la determinazione dell’arsenico inorganico nel riso non dipende dal metodo analitico applicato (e.g. pretrattramento, strumentazione). L’unica problematica può essere fornita dall’incertezza di misura, ed è perciò necessaria una procedura di calcolo adeguata. (15)

Un successivo rapporto pubblicato da JRC (2016) riguarda un ‘proficiency test’ volto a supportare l’implementazione del reg. (CE) n. 2015/1006. I vari metodi utilizzati per la determinazione dell’arsenico inorganico, in questo caso, hanno rivelato un esito soddisfacente solo per il 55% dei partecipanti. Dimostrando così l’esigenza di un metodo standardizzato per la determinazione analitica dell’arsenico inorganico, la quale può anche venire eseguita con tecniche non sofisticate ma richiede un’attenta validazione del trattamento del campione.  (16)

4.5) Scientific review

Una recente ‘scientific review’ (Hassan J. et al., 2023) ha analizzato i diversi metodi per la determinazione dell’arsenico, valutando HPLC-ICP-MS come una delle tecniche più efficaci per l’analisi delle diverse forme di arsenico.

I ricercatori hanno altresì considerato altri metodi, quali le forme non combinate (i.e. HPLC, ICP-MS), la spettrometria di assorbimento atomico (AAS) o di fluorescenza atomica (LC-AFS, HG-AFS).

Diverse tecniche di estrazione possono venire impiegate prima dell’analisi chimica dell’arsenico nel riso e in altre matrici, per una maggiore accuratezza dei risultati. (17)

5) Definizione di ‘peso fresco’

Il ‘peso fresco’ (wet weight) di un alimento non è altro che il peso dell’alimento, incluso il suo contenuto di umidità (acqua). L’umidità è una misura dell’acqua totale contenuta in un prodotto alimentare, solitamente espressa come percentuale in peso su base umida. Si riferisce a ‘peso secco ’ (dry weight), invece, quando il contenuto di umidità è stato rimosso dall’alimento. (18) Un maggiore contenuto di acqua, in riferimento a un valore fisso (es. 100 g di alimento), ovviamente determina una ridotta concentrazione di altri elementi (i.e. contaminanti).

La sottrazione di umidità è effettuata in fase di analisi per determinare il contenuto di acqua, ma anche per facilitare la determinazione della concentrazione di analiti di interesse, quali i contaminanti. Tuttavia, per avere una maggiore rispondenza con una situazione reale, come un alimento immesso sul mercato, è necessario effettuare l’analisi sul peso fresco o, in alcuni casi, in seguito all’operazione di cottura. (19)

Il valore di umidità del riso (o ‘peso fresco’) non è stabilito da alcuna normativa europea o nazionale. (20) È importante mantenere l’umidità a valori inferiori al 15%, con valori tra il 12% ed il 14% (meglio < 13%), per evitare alterazioni microbiologiche o la crescita di insetti, che potrebbero rendere il prodotto non idoneo al consumo. Questi valori di umidità sono importanti per la qualità del riso commercializzato, ma durante operazioni come la sbramatura, si è visto che valori del 15-16% sono più idonei, per evitare la rottura delle cariossidi. (21)

6) Riso semigreggio e riso semilavorato

Il riso semigreggio e il riso semilavorato non sono la stessa cosa. La loro definizione è contenuta in Allegato II, Parte I, al reg. (CE) n. 1308/2013 (22):

– riso semigreggio (codice NC 1006 20). ‘Il risone dal quale è stata asportata soltanto la lolla. In questa definizione rientrano tra l’altro i tipi di riso recanti le denominazioni commerciali ‘riso bruno’, ‘riso cargo’, ‘riso loonzain’ e ‘riso sbramato’,
 
– riso semilavorato (codice NC 1006 30). ’Il risone dal quale sono stati asportati la lolla, parte del germe e, totalmente o parzialmente, gli strati esterni del pericarpo ma non quelli interni’.

La differenza è data dal maggior grado di raffinazione del riso semilavorato, rispetto al riso semigreggio. Il d.lgs n. 131/2017 tuttavia riferisce al ‘riso semigreggio’ e non al ‘riso semilavorato’ (art. 2.1.b). E il primo, seppur differente, riporta una definizione simile a quella prevista dal reg. (UE) n. 1308/2013:

– riso semigreggio (o integrale): il prodotto ottenuto dalla sbramatura del riso greggio con completa asportazione della lolla; il processo di sbramatura può dare luogo a scalfitture del pericarpo.

7) Conclusioni provvisorie

Allo stato attuale non è possibile definire il miglior metodo analitico da impiegare per la determinazione dell’arsenico inorganico nel riso. Entrambi i regolamenti (UE) 2023/915 e (CE) n. 333/2007 non stabiliscono requisiti relativi a standard specifici da seguire, sebbene l’allegato di tale ultimo regolamento offra spunti utili a valutare l’efficienza di un metodo analitico. Si segnala tra l’altro, in aggiunta agli standard UNI EN, il metodo sviluppato dall’IZS di Puglia e Basilicata che si basa su un sistema HPLC/ICP-MS. (23)

La determinazione del tenore di arsenico inorganico nel riso va eseguita sul ‘peso fresco’, vale a dire il prodotto con la sua naturale umidità. La quale non è soggetta a vincoli normativi ma deve venire tenuta sotto controllo per garantire la conservabilità del prodotto e la conformità agli accordi commerciali.

Riso semigreggio e semilavorato sono prodotti diversi, ma il d.lgs. n. 131/2017 ammette il riferimento al solo nome ‘semigreggio’ qualora il grado di lavorazione non consenta di qualificare il prodotto come ‘riso’. In tal caso bisogna indicare il trattamento eseguito e il colore del pericarpo, se diverso dal normale colore biancastro e se dovuto alle caratteristiche ereditarie delle varietà di riso greggio da cui il riso è ottenuto.

Dario Dongo

Note

(1) Dario Dongo, Alessandra Mei. Food Contaminants Regulation (EU) No 2023/915. GIFT (Great Italian Food Trade). 28.7.23

(2) L’arsenico (inorganico) è espresso come somma di As(III) e As(V)

(3) Regolamento (UE) 2015/1006 della Commissione, del 25 giugno 2015, recante modifica del regolamento (CE) n. 1881/2006 per quanto riguarda i tenori massimi di arsenico inorganico nei prodotti alimentari http://data.europa.eu/eli/reg/2015/1006/oj

(4) Regolamento (UE) 2023/465 della Commissione del 3 marzo 2023 recante modifica del regolamento (CE) n. 1881/2006 per quanto riguarda i tenori massimi di arsenico in alcuni alimenti. http://data.europa.eu/eli/reg/2023/465/oj

(5) Regolamento (CE) n. 333/2007 della Commissione, del 28 marzo 2007, relativo ai metodi di campionamento e di analisi per il controllo dei tenori di oligoelementi e di contaminanti da processo nei prodotti alimentari. http://data.europa.eu/eli/reg/2007/333/2023-01-01

(6) Si Veda anche, per una migliore comprensione delle definizioni, il rapporto dell’Istituto Superiore di Sanità (2007) ‘Criteri chimici e microbiologici per la valutazione di conformità degli integratori alimentari a base di piante’, a cura di Brunella Carratù e Paolo Aureli https://tinyurl.com/58mr53ks

(7) Raccomandazione (UE) 2015/1381 della Commissione, del 10 agosto 2015, relativa al monitoraggio dell’arsenico negli alimenti. http://data.europa.eu/eli/reco/2015/1381/oj

(8) EFSA CONTAM Panel (2009) Scientific Opinion on Arsenic in Food. EFSA Journal 7(10):1351, https://doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1351

(9) La lista dei laboratori di riferimento europei (EURL) e nazionali (LNR) è disponibile su https://www.salute.gov.it/imgs/C_17_sezionePNI_513_1_allegato.pdf

(10) UNI EN 16802:2016. Prodotti alimentari – Determinazione di elementi e loro specie chimiche – Determinazione di arsenico inorganico nei prodotti alimentari di origine marina e vegetale per scambio anionico HPLC-ICP-MS. https://store.uni.com/uni-en-16802-2016

(11) CEN/TS 16731:2014. Foodstuffs – Determination of hydride-reactive arsenic compounds in rice by atomic absorption spectrometry (Hydride-AAS) following acid extraction. https://store.uni.com/cen-ts-16731-2014

(12) Si veda https://www.iss.it/lnr-mcaa-metalli-metodi-analitici

(13) Si veda https://www.eurl-mn.eu/library/list-of-methods

(14) De la Calle M.B. et al. (2010) Report of the seventh interlaboratory comparison – IMEP-107: Total and inorganic As in rice. Publications Office of the European Union JRC 57768, https://doi.org/10.2787/23043

(15) De la Calle M.B. et al. (2011) Does the Determination of Inorganic Arsenic in Rice Depend on the Method? TrAC Trends in Analytical Chemistry 30(4):641-651, https://doi.org/10.1016/j.trac.2010.11.015

(16) Cordeiro F. et al. (2016). Determination of total and inorganic arsenic in rice – IRMM-PT-43 Proficiency Test Report. JRC 102940, https://joint-research-centre.ec.europa.eu/system/files/2016-10/irmm-pt-43_report.pdf

(17) Hassan J. et al. (2023). A review: Analytical methods and health risk assessment for inorganic, organic, and total arsenic content in rice samples. Analytical Methods in Environmental Chemistry Journal 6(02):85-108, https://doi.org/10.24200/amecj.v6.i02.226

(18) Zambrano M.V. et al. (2019) Assessment of moisture content measurement methods of dried food products in small-scale operations in developing countries: A review. Trends in Food Science & Technology 88:484-496, https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.04.006

(19) Alimonti A. e Violante N. (2003) Determinazione di elementi inorganici di interesse tossicologico in matrici ambientali, biologiche e alimentari. Rapporti ISTISAN 03/45 https://www.iss.it/documents/20126/955767/0345.1109237408.pdf/57563868-cf39-3c3b-2b54-73ebeeddc40f?t=1575578556929

(20) Regolamento (UE) n. 1308/2013 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 17 dicembre 2013 , recante organizzazione comune dei mercati dei prodotti agricoli e che abroga i regolamenti (CEE) n. 922/72, (CEE) n. 234/79, (CE) n. 1037/2001 e (CE) n. 1234/2007 del Consiglio. http://data.europa.eu/eli/reg/2013/1308/oj

(21) L’allegato III, sezione A definisce la qualità tipo del riso, che deve essere di qualità sana, leale e mercantile, e privo di odore, e con un tenore di umidità massimo del 13%, ed una resa di lavorazione del 63% del peso in grani interi, e valori definiti di grani lavorati di qualità non perfetta. Tali caratteristiche sono funzionali solo per le soglie di riferimento definite per i prezzi nell’art. 1 bis del reg. (UE) n. 1370/2013. Il d. lgs. n. 131/2017 non riporta, invece, alcun riferimento a valori massimi di umidità nel riso. Il codex CXS 198-1995 riporta un valore massimo del 15%, con limiti inferiori da definire in base alla destinazione del prodotto.

(22) Palacios-Cabrera H. et al. (2022) Determination of Moisture in Rice Grains Based on Visible Spectrum Analysis. Agronomy 12(12):3021, https://doi.org/10.3390/agronomy12123021

(23) D’Amore T. et al. (2023) Characterization and Quantification of Arsenic Species in Foodstuffs of Plant Origin by HPLC/ICP-MS. Life 13(2):511, https://doi.org/10.3390/life13020511