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Spectroscopie RMN dans la lutte contre la fraude alimentaire

 

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La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique de recherche sophistiquée utilisée pour obtenir des informations détaillées sur la structure, la dynamique, l'état de réaction et l'environnement chimique des molécules.

La spectroscopie RMN peut être facilement automatisée, nécessite peu ou pas de préparation d'échantillons et est hautement reproductible et non destructive. De plus, il analyse tous les composants d'un échantillon en une seule étape sans connaissance préalable de la nature des constituants. Par conséquent, la technique a été utilisée dans une large gamme d'applications de criblage et d'analyse.

En raison de sa capacité à analyser simultanément de nombreux composants de mélanges complexes sans endommager l'échantillon, la RMN est bien adaptée à l'analyse des aliments et des boissons1. En effet, la RMN est déjà utilisée dans les analyses de contrôle qualité de routine dans l'industrie alimentaire.

Plus récemment, la puissance analytique de la RMN a été orientée vers l'authentification d'une gamme de produits consommables. Ceci peut être réalisé rapidement car les spectres RMN des échantillons peuvent être comparés à ceux du produit authentique.

Faux miel - ajout de sirop de maïs

Crédit d'image: PR Image Factory / Shutterstock.com

La question de la fraude alimentaire

La prévalence de la falsification intentionnelle d'aliments et de boissons à des fins financières a augmenté ces dernières années. Les fabricants d'aliments sans scrupules trompent intentionnellement leurs clients en remplaçant le produit étiqueté par des alternatives moins chères pour obtenir des marges bénéficiaires plus élevées.

Les frontières du commerce ne cessant de s'étendre, le marché alimentaire est désormais une entreprise véritablement mondiale qui rend les origines des aliments très difficiles à retracer et la fraude alimentaire plus facile à cacher.

Les longueurs auxquelles les fabricants frauduleux sont prêts à aller, sans se soucier du consommateur, ont été mises en évidence par l'ajout de la mélamine chimique industrielle pour diluer le lait maternisé en Chine et par l'exposition de la viande de cheval dans les produits de boeuf commercialisés en Europe.

Les produits ont passé les protocoles traditionnels d'analyse des aliments et sont arrivés sur le marché, soulignant le besoin urgent d'analyses plus robustes qui pourraient identifier la présence d'adultérants inattendus.

Des pratiques malhonnêtes similaires ont depuis été découvertes pour un large éventail de denrées alimentaires et de boissons. Ceux-ci sont soit dilués avec des ingrédients similaires mais moins chers ou mal intentionnellement étiquetés en tant que variétés pouvant être vendues à un prix élevé, comme le miel de manuka et l'huile d'olive extra vierge.

Les pratiques frauduleuses dans l'industrie alimentaire sapent les véritables entreprises et des initiatives concertées sont en cours pour éradiquer ces activités afin de protéger les moyens de subsistance des fournisseurs honnêtes. La RMN y joue un rôle central.

Réduire la fraude alimentaire grâce à la spectroscopie RMN

La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) permet un criblage non destructif et une quantification à la fois des ingrédients connus et des contaminants et adultérants imprévus. Les méthodologies RMN ciblées et non ciblées sont largement reconnues comme des outils importants pour l'authentification des aliments et la détection des produits contrefaits.

La RMN ciblée est utilisée pour identifier des marqueurs spécifiques de l'identité du produit ou de la falsification. Par exemple, les niveaux du turanose mineur caractéristique du sucre indiquent la quantité de miel pur présent et la présence de 16-O-méthylcafestol (16-OMC) indique la présence de café Robusta, ce qui ne devrait pas être le cas si le café est étiqueté. «100% arabica»2,3.

Malheureusement, la confirmation de la présence ou de l'absence d'une seule entité peut ne pas nécessairement confirmer l'authenticité d'un produit. Pour surmonter cela, une analyse RMN non ciblée suivant l'approche métabolomique est utilisée pour fournir le profil chimique complet d'un échantillon.

Une fois qu'une telle empreinte spectrale a été obtenue pour le produit authentique, elle peut être utilisée comme référence à laquelle les spectres d'échantillons suspects peuvent être comparés. L'approche RMN non ciblée s'est avérée très efficace dans la vérification de la pureté et de l'origine géographique du miel3 et la qualité de l'huile d'olive4.

De même, c'est un moyen efficace de confirmer la qualité du vin, comme l'authenticité, le cépage et l'origine géographique et de détecter les spiritueux contrefaits.5,6.

Bouteilles de vin alignées dans une cave

Crédit d'image: IL21 / Shutterstock.com

Les tests d’authenticité des aliments utilisant la RMN ont été facilités par le développement par Bruker du FoodScreener ™. Cette plateforme basée sur la RMN utilise une analyse ciblée et non ciblée pour permettre l'évaluation simultanée d'une gamme de différents paramètres liés à la qualité et à l'authenticitésept.

Il est disponible avec des modules spécialement conçus pour l'analyse d'un type d'aliment spécifique, tels que Wine-Profiling ™ pour l'authentification des vins et SGF-Profiling ™ pour le criblage des jus de fruits.

De plus, il existe maintenant de nombreux instruments de paillasse RMN bas champ capables de haute résolution qui ont des coûts d'achat et de maintenance nettement inférieurs à ceux de l'instrumentation RMN conventionnelle et sont faciles à utiliser sans connaissances d'experts.

La disponibilité généralisée d'un équipement aussi puissant fera sans aucun doute de la RMN un outil de routine dans le domaine de l'authentification des aliments. Vaincre les fabricants frauduleux, cependant, nécessite un effort concerté à long terme pour développer et partager des bases de données des empreintes spectrales pour une comparaison facile des résultats des échantillons de test.

Les références

  1. Sobolev AP et al. Locatelli et C. Celia (éd.). Chimie analytique: développements, applications et défis en science alimentaire 1027: 157–254. New York: Nova Science Publishers, Inc.
  2. Monakhova YB et al. Food Chemistry 2015; 182: 178–184.
  3. Spiteri M et al. Food Chemistry 2015; 189: 60–66.
  4. Gómez-Caravaca AM, et al. Analytica Chimica Acta 2016; 3: 1‑21.
  5. Godelmann R, H., et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2013; 61: 5610–5619.
  6. Kuballa T et al. Chimie alimentaire 2018; 245: 112–118
  7. Sobolev AP et al. Trends in Food Science & Technology 2019; 91: 347–353.

À propos de Bruker BioSpin – RMN, EPR et imagerie

Bruker BioSpin propose la gamme la plus complète au monde de spectroscopie RMN et EPR et d'outils de recherche préclinique. Bruker BioSpin développe, fabrique et fournit des technologies aux établissements de recherche, aux entreprises commerciales et aux sociétés multinationales dans d'innombrables industries et domaines d'expertise.

 

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