Method Development and Validation of Hormone Residues Determination in Meat by LC-MS/MS

Authors

  • Chalearmphorn Kuanha Bureau of Quality and Safety of Food, Department of Medical Sciences
  • Thongsuk Payanan Bureau of Quality and Safety of Food, Department of Medical Sciences
  • Ladda Kaewklapanyacharoen Bureau of Quality and Safety of Food, Department of Medical Sciences

Keywords:

Hormone residues, meat, LC-MS/MS

Abstract

       Hormones, both natural and synthetic, play an important role in controlling growth, sex, physical characteristics and stimulating or inhibiting an immune system as well as controlling formation and decomposition of metabolisms of the body. Incorrect usage of hormones for purposes of growth promoting agents and increasing muscles in food-producing animals may result in having hormone residues in edible tissues. The residues can possibly induce breast cancer and uterine cancer, therefore, those compounds are prohibited to use in the European Union (EU) to protect consumers from the exposure to carcinogenic residues in animal products. In this study, a method for determination of 4 hormone substances, namely, Diethylstilbesterol (DES), zeranol, 17 α-estradiol and 17 β-estradiol by LC-MS/MS techniques was developed and validated. The compounds were extracted from meat samples with methanol and fat was further removed by liquid-liquid extraction technique with hexane and then cleaned up by solid phase extraction with Oasis HLB. As a result of method validation, limit of detection (LOD) was 0.1 μg/kg for all substances. In addition, our study demonstrated that limits of quantitation (LOQ) for DES and zeranol were 2.0 μg/kg, while those for 17 α-estradiol, 17 β-estradiol were 6.0 μg/kg. A linearity of working range of DES and zeranol was between 2.0-10.0 μg/kg, while that of 17 α-estradiol and 17 β-estradiol was between 6.0-15.0 μg/kg with coefficient of determination, R2, at more than 0.96. An accuracy of the method expressed as mean of % recovery was in a range of 73-105% and its precision as shown by % Relative Standard Deviation (RSD) was 5.4-26.3%. The study concluded that characteristics of this method were suitable for application testing laboratory as required by the notification of The Ministry of Public Health Regulation No. 303 (B.E. 2550) on Establishment of Maximum Residue Levels of Veterinary Medical Products in Foodstuffs of Animal Origin. Moreover,
a survey of hormone residues, conducted from October 2014 to September 2015, in 50 samples of chicken and beef using the developed method indicated that no four hormone residues were detected in any samples.

References

Matic I, Grujic S, Jaukovic Z, Lausevic M. Trace analysis of selected hormones and sterols in river sediments by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization-tandem masss spectrometry. J Chromatogr A 2014; 1364: 117-27.

มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์. บทที่ 12 : การปนเปื้อนและการเสื่อมเสียของเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์. [ออนไลน์]. [สืบค้น 18 ก.พ. 2561]; [6 หน้า]. เข้าถึงได้ที่ : URL: https://elearning.nsru.ac.th/web_elearning/meattech/lesson/less12_7.html.

Shao B, Zhao R, Meng J, Xue Y, Wu G, Hu J, et al. Simultaneous determination of residue hormoneal chemicals in meat, kidney, liver tissues and milk by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal Chim Acta 2005; 548: 41-50.

Blasco C, Van Poucke C, Van Peteghem C. Analysis of meat samples for anabolic steroids residues by liquid chromatography/tandem mass spectrometry. J Chromatogr A 2007; 1154: 230-9.

Schúz J, Espina C, Villan P, Herrero R, Leon ME, Minozzi S, et al. European code against cancer 4th edition: 12 ways to reduce your cancer risk. Cancer Epidemiol 2015; 39(Suppl 1): S1-10.

Council Directive 96/22/EC of 29 April 1996. Concerning the prohibition on the use in stockfarming of certain substances having a hormonal or thyrostatic action and of beta-agonists, and repealing Directs 81/602/EEC, 88/146/EEC and 88/299/EEC. Official Journal of the European Communities, No L 125.

พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2552 ประกาศกระทรวงสาธารณสุข ฉบับที่ 303 (พ.ศ. 2550) เรื่อง อาหารที่มียาสัตว์ตกค้าง. ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 124 ตอนพิเศษ 108ง (ลงวันที่ 4 กันยายน 2550).

ประกาศกรมปศุสัตว์ เรื่อง กำหนดมาตรฐานสารตกค้างสำหรับสินค้าปศุสัตว์. (ลงวันที่ 12 กรกฎาคม 2549). [ออนไลน์]. [สืบค้น 18 ก.พ. 2561]; [10 หน้า]. เข้าถึงได้ที่ : URL: https://readgur.com/download/2099998.

Korea's veterinary drug MRL situation. [Online]. 2011; [cited 2018 Feb 18]; [29 screens]. Available from: URL: https://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/Korea's%20Veterinary%20Drug%20MRL%20Situation_Seoul_Korea%20-%20Republic%20of_11-16-2011.pdf.

Anfossi L, Tozzi C, Giovannoli C, Baggiani C, Giraudi G. Development of a non-competitive immunoassay for cortisol and its application to the analysis of saliva. Anal Chim Acta 2002; 468: 315-21.

Regal P, Vazquez BI, Franco CM, Cepeda A, Fente C. Quantitative LC-MS/MS method for the sensitive and simultaneous determination of natural hormones in bovine serum. J Chromatogr B 2009; 877: 2457-64.

Yang Y, Shao B, Zhang J, Wu Y, Duan H. Determination of the residues of 50 anabolic hormones in muscle, milk and liver by very-high-pressure liquid chromatography-electronspray ionization tandem mass spectrometry. J Chromatogr B 2009; 877: 489-96.

Yoshioka N, Akiyama Y, Takeda N. Determination of α-and β-trenbolone in bovine muscle and liver by liquid chromatography with fluorescence detection. J Chromatogr B 2000; 739: 363-7.

The fitness for purpose of analytical method: A laboratory guide to method validation and related topics. 2nd ed. United Kingdom: Eurachem Guide; 2014. p. 5-24.

สุจิตตรา พงศ์วิวัฒน์. คู่มือการพิสูจน์ความใช้ได้ของวิธีทดสอบ ตามแนวมติคณะกรรมาธิการยุโรป 2002/657/EC สำหรับห้องปฏิบัติการทดสอบด้านสารตกค้างยาสัตว์ วิธียืนยันผลและวิธีคัดกรอง. ปทุมธานี : สำนักตรวจสอบคุณภาพสินค้าปศุสัตว์ กรมปศุสัตว์; 2555.

EURACHEM/CITAC Guide. Quantifying uncertainty in analytical measurement. 3rd ed. United Kingdom: Eurachem; 2012.

Niessen WM, Manini P, Andreoli R. Matrix effects in quantitative pesticide analysis using liquid chromatography-mass spectrometry. Mass Spectrom Rev 2006; 25: 881-99.

Balizs G, Hewitt A. Determination of veterinary drug residue by liquid chromatography and tandem mass spectrometry. Anal Chim Acta 2003; 492: 105-31.

Commission Decision of 12 August 2002. Implementing council directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results. Official Journal of the European Communities, No L221/8.

กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข. แนวปฏิบัติการทดสอบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์ทางเคมีโดยห้องปฏิบัติการเดียว. นนทบุรี : กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข; 2549.

Noppe H, Le Bizec B, Verheyden K, De Brabander HF. Novel analytical methods for the determination of steroid hormones in edible matrices. Anal Chem Acta 2008; 611: 1-16.

ฮอร์โมนอีสโทรเจน (estrogen hormone). [ออนไลน์]. [สืบค้น 18 ก.พ. 2561]; [3 หน้า]. เข้าถึงได้ที่ : URL: https://www.il.mahidol.ac.th/e-media/hormone/chapter5/estrogen_hormone.htm

มาตรฐานบางประการสำหรับการเลี้ยงสัตว์ในประเทศไทย. [ออนไลน์]. 2557; [สืบค้น 18 ก.พ. 2561]; [2 หน้า]. เข้าถึงได้ที่ : URL: https://www.animals-farm.com/มาตรฐานบางประการสำหรับ.

Downloads

Published

29-06-2018

How to Cite

1.
Kuanha C, Payanan T, Kaewklapanyacharoen L. Method Development and Validation of Hormone Residues Determination in Meat by LC-MS/MS. ว กรมวิทย พ [internet]. 2018 Jun. 29 [cited 2025 Dec. 28];60(2):54-68. available from: https://he02.tci-thaijo.org/index.php/dmsc/article/view/241023

Issue

Section

Original Articles