Determinación de la adulteración de alimentos mediante la implementación de metodologías analíticas basadas en técnicas espectroscópicas y análisis multivariante

Abstract

Esta tesis está focalizada en el desarrollo de métodos analíticos de screening para determinar la adulteración de especias culinarias, como pimentones, con colorantes Sudan I, II, III, IV y Para-Red. La utilización de estos colorantes en alimentos está prohibida ya que son potencialmente carcinógenos. Los métodos utilizados habitualmente para detectar estos colorantes en matrices alimentarias requieren tiempos largos de análisis e instrumentación costosa. En esta tesis se propone desarrollar un método de screening como alternativa útil, con beneficios como la reducción del tiempo y costo de análisis, siendo de especial utilidad en situaciones que requieren una rápida respuesta, por la peligrosidad asociada a esta adulteración. La metodología analítica desarrollada está basada en el uso de técnicas espectroscópicas y tratamiento multivariante de los datos obtenidos. Para ello se evaluó la espectroscopía de Infrarrojo cercano (NIR) junto con análisis multivariante, para establecer modelos de clasificación. Con el fin de obtener una idea previa del agrupamiento natural de los datos se implementó un análisis exploratorio, para luego construir una regla de clasificación que permita determinar si una muestra está o no adulterada, y en caso afirmativo, predecir qué tipo de adulterante contiene. Posteriormente se utilizaron herramientas quimiométricas con el objetivo de mejorar los resultados de clasificación como selección de variables, evaluando dos métodos de diferente naturaleza. La metodología propuesta representa una herramienta de screening fiable, rápida, simple y asequible para determinar adulteraciones alimentarias de gran impacto en la sociedad como lo es la ingesta de colorantes de reconocida peligrosidad. Cabe resaltar que la misma podría ser implementada en laboratorios de control de rutina de alimentos, tanto gubernamentales como privados. En este sentido, se está trabajando en la elaboración de un dispositivo portátil integrado para análisis in-situ, con el fin de poder detectar los colorantes de la familia Sudan de forma rápida y económica en los puntos de interés.

This thesis is focused on the development of analytical screening methods for determining the adulteration of culinary spices such as paprika with Sudan I to IV and Para-Red dyes. These dyes are forbidden to be used in foods because they are potential carcinogens. The methods commonly used to detect these dyes in foods are time-consuming and expensive. Therefore, a screening methology is proposed as alternative tool with the advantage of reducing both time and cost analysis, being useful in situations that require a rapid response. The proposed methodology is based on spectroscopic techniques and multivariate analysis, specifically, Near Infrared (NIR) spectroscopy with multivariate classification. An exploratory analysis was implemented with the aim to have an initial view of the samples innate clustering. Then a classification rule was built to predict if an unknown sample is or not adulterated, and if so, predict which type of adulterant it contains. Finally, in order to improve the obtained classification results, different variable selection strategies were implemented. The developed analytical methodology is a rapid, simple and reliable screening tool for determining food adulteration that have high impact in public health derived from the intake of dangerous dyes. It must be highlighted that it could be implemented in food control routine laboratories and government laboratories. In this context, it is being developed an integrated-portable device for in-situ analysis, with the aim to detect Sudan dyes in a rapid and low-cost way.