POVEŞTI DE SUCCES: ICSI
ICSI Rm. Vâlcea – Centru de Competenţă pentru evaluarea şi certificarea calităţii şi autenticităţii produselor alimentare pe baza utilizării izotopilor stabili ca markeri de origine
Angrenat într-un domeniu de activitate primordial pentru societate, cel al cercetării aplicative, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice şi Izotopice – ICSI Rm. Vâlcea şi-a previzionat activităţile şi strategia de dezvoltare în slujba unor topici de extremă actualitate atât pentru societatea românească cât şi pentru Comunitatea Europeană, printre care şi cel al “siguranţei şi securităţii alimentare”. Rezultatele obţinute au demonstrat faptul că ICSI Rm. Vâlcea, prin colectivul sau de cercetare şi-a găsit poziţia de “nişă” în dezvoltarea, testarea, implementarea de noi metode, tehnologii şi expertize care să servească cerinţelor societăţii şi totodată să reprezinte elemente de susţinere pentru potenţiale activităţi economice.
„Nu ceea ce ştii, ci ceea ce faci rămâne”
Leonardo da Vinci
Un motto ce a călăuzit generaţii de cercetători şi care a stat la baza “poveştilor de succes” pe care ICSI Rm. Vâlcea a reuşit să le “scrie” de-a lungul anilor.
O problematică de interes global – certificarea originii produselor alimentare şi a băuturilor
Determinarea originii geografice a produselor alimentare şi a băuturilor, precum şi a materiilor prime constitutive, a reprezentat o problemă de interes major la nivel global, problemă cauzată în special de preocuparea consumatorilor cu privire la autenticitatea alimentelor pe care le consumă.
Chiar dacă, în trecut, obiceiurile alimentare erau create de resursele naturale locale şi de factorii sociali sau culturali ai comunităţilor dintr-o anumită regiune, astăzi, o dată cu globalizarea pieţelor alimentare, aceste legături s-au estompat. Cu toate acestea, în ultimii ani s-a evidenţiat un interes accentuat al consumatorilor pentru alimente tradiţionale, identificate puternic cu un anume loc de origine. Motivele pentru acest interes crescut sunt dictate pe de o parte de tendinţa mondială pentru consumul de produse ecologice, sănătoase, bazate pe ingrediente naturale şi pe de altă parte de patriotism. Ca urmare a acestei tendinţe şi-au recăpătat faima produsele locale, realizate după reţete tradiţionale, iar certificarea autenticităţii produsului a devenit un subiect prioritar.
Calitatea şi preţul unui produs alimentar sunt date de originea şi autenticitatea acestuia, strâns legate de puritatea produsului şi originea elementelor naturale bioactive. Întotdeauna, consumatorul va dori o certitudine asupra veridicităţii raportului preţ/calitate.
Plecând de la aceste considerente, în baza experienţei acumulate în domeniul separărilor izotopice şi a măsurării izotopilor prin metode spetrometrice, la ICSI Rm. Vâlcea s-a pus baza unui colectiv de cercetare angrenat în rezolvarea unei tematici prioritare, cea a dezvoltării şi implementării de metode şi soluţii analitice de evaluare şi certificare a calităţii şi autenticităţii produselor alimentare, şi identificarea unor potenţiali markeri de origine.
Autenticitatea
Autenticitatea reprezintă un criteriu de calitate atât pentru produsele cât şi pentru ingredientele alimentare, determinarea autenticităţii unui produs fiind un aspect important în controlul calităţii şi siguranţei alimentare.
Prin autentificarea unui produs pot fi acoperite diverse aspecte, de la certificarea corectitudinii etichetării şi declaraţiei de provenienţă, până la identificarea falsificării sau denaturării cu ingrediente mai ieftine.
Într-un raport recent al Comisiei Europene, publicat în Ianuarie 2014, combaterea fraudei în industria alimentară a reapărut ca subiect prioritar, considerând esenţială punerea la punct a legislaţiei şi a modului de aplicare a acesteia la nivel comunitar şi naţional. Mai mult, în baza unor date ştiinţifice recente, raportul nominalizează principalele alimente de larg consum care fac adesea obiectul unor activităţi frauduloase, incluzând aici produse precum uleiul de măsline, peştele, produsele ecologice, cerealele, mierea, cafeaua, ceaiul, condimentele, vinul, anumite sucuri de fructe (în special sucul de portocale şi sucul de mere) – şi laptele.
Există diverse practici de falsificare a produselor alimentare, de la înlocuirea unor ingrediente de bază precum zaharurile, apă, aromele şi coloranţii naturali cu alternative mai ieftine, până la elemente de etichetare incorecte cu referire la varietate (origine biologică), la originea geografică, la metoda de obţinere sau vechime (în cazul distilatelor). Astăzi, pentru combaterea acestor practici neconforme, pot fi aplicate diverse metode analitice avansate, printre care rezultate dovedite le are analiza izotopilor stabili.
În acest sens, în portofoliul ICSI Rm. Vâlcea, recunoscut din punct de vedere al respectării standardelor internaţionale de calitate pentru laboratoarele de încercări, se află, astăzi, o gamă largă de teste analitice puse la dispoziţia producătorilor din industria alimentară care doresc să-şi protejeze produsele, a organismelor de control şi a consumatorilor. Se urmăreşte aplicarea de metode analitice care pot măsura compoziţia produselor alimentare într-un mod non-selectiv, ca de exemplu colectarea/înregistrarea unui spectru, metode denumite generic „tehnici de amprentare”, cât şi analiza unor elemente constitutive ale produselor alimentare, direct corelate cu mediul de provenienţă a acestora.
Izotopii stabili – markeri de origine
Produsele alimentare sunt compuse din patru elemente principale: carbon, hidrogen, oxigen şi azot, care sunt prezente – în mod natural – în mai multe forme izotopice (acelaşi număr atomic, mase moleculare diferite), distribuţie influenţată de fenomenele naturale şi activităţile/procesele umane. Acest fenomen poartă denumirea de separare izotopică şi poate fi măsurat utilizând, în principal, două tehnici, ambele metodologii fiind implementate şi utilizate cu succes în cadrul ICSI Rm. Vâlcea pentru expertizarea unor produse alimentare precum vinul, distilatele, sucurile de fructe, mierea, uleiurile vegetale, oţetul, etc. şi acreditate, începând cu anul 2008, în conformitate cu cerinţele organismelor de acreditare şi certificare şi cu standardele internaţionale.
Tehnica IRMS (Isotopic Ratio Mass Spectrometry) – folosită singular sau în combinaţie cu cromatografia, tehnica IRMS măsoară rapoartele izotopice totale ale unui produs sau ale unui component al acestuia şi implică arderea produsului organic. (poza)
Tehnica SNIF-RMN (Site Specific Natural Isotope Fractionation studied by Nuclear Magnetic Resonance) – metoda măsoară distribuţia izotopică într-o moleculă dată, obţinându-se un rezultat pentru fiecare grupare chimică din moleculă (site-specific). (vizibilă și în imagini).
O altă aplicaţie importantă de măsurare a izotopilor stabili este verificarea conformităţii originii geografice declarate pentru un produs anume. Deoarece proprietăţile izotopice ale produselor obţinute din plante sunt influenţate de factori de mediu cum ar fi temperatura, precipitaţiile, latitudinea, altitudinea, distanţa faţă de mare, sol etc., pentru a verifica trasabilitatea produselor de pe piaţă se pot realiza hărţi izotopice cu probe de referinţă. În mod similar, în cazul produselor de origine animală, precum carnea şi produsele lactate, privit din punct de vedere izotopic este valabilă expresia “este ceea ce a consumat”, astfel că, în baza informaţiilor privind originea declarată (date legate de apă potabilă din zona de provenienţă, furaje, nutrienţi) ele pot fi verificate în acelaşi mod. De exemplu, izotopii stabili pot determina dacă laptele sau brânza a fost produsă de bovine crescute în zone montane, produse care adesea sunt încadrate în categoria produselor cu Denumire de Origine Controlată (DOC). O altă aplicaţie poate fi diferenţierea peştelui sălbatic de cel de la o crescătorie. Prin urmare, produsele şi brandurile de prima categorie pot fi protejate de alternativele “contrafăcute” mai ieftine cu ajutorul analizelor izotopice.
Exemple de aplicaţii curente ale izotopilor stabili în laboratoarele ICSI Rm. Vâlcea
VINUL, MUSTUL, DISTILATELE ŞI ALTE PRODUSE PE BAZĂ DE VIN
Metodele izotopice permit confirmarea originii şi autenticităţii alcoolului. Astfel, în cazul produselor vitivinicole analizând izotopii stabili se poate determina:
- originea botanică a alcoolului;
- adiţia de zaharuri înainte şi după fermentare (specific vinurilor dulci);
- adiţia de apă;
- originea geografică;
- anul de producţie.
În cazul distilatelor, se poate identifica materia primă din care provine alcoolul.
Spectrometria de masă pentru rapoarte izotopice (IRMS) măsoară rapoartele globale ale izotopilor stabili, precum 13C/12C, furnizând indicatori suplimentari de autenticitate, care să permită distincţia dintre cele două grupe de plante C3 (ex. strugure, sfecla de zahăr) şi C4 (ex. trestie de zahăr, porumb). Pentru identificarea zaharurilor adăugate din grupa de plante C3 (ex. sfecla de zahăr), altele decât strugurele, este necesară utilizarea complementară a tehnicii SNIF-RMN pentru determinarea distribuţiei Deuteriului în gruparea metil şi metilen din molecula etanolului. Adaosul de apă din vin, alte băuturi fermentate liniştit şi sucurile de fructe este evaluat prin determinarea oxigenului 18 prin IRMS.
Pentru a valida originea geografică şi botanica a unui vin trebuie corelate rapoartele izotopice ale elementelor oxigen, hidrogen şi carbon. Pentru interpretare, amprenta izotopică obţinută este comparată cu amprentele izotopice ale materialelor de referinţă naturale din baza de date aparţinând ICSI Rm. Vâlcea.
MIEREA
Autenticitatea mierii poate fi, de asemenea, evaluată pe baza analizelor izotopice, putând fi detectate o serie de practici neconforme legate de:
- declaraţia de origine,
- tipul de miere,
- adaosul de sirop de zahăr sau fructe
Chiar dacă, prin analiza microscopică a polenului, se poate determina sortimentul floral din care provine mierea, singura metodă care poate confirma falsificarea unei probe de miere este analiza izotopică a carbonului, atât din zaharurile cât şi din proteina mierii.
Prin analiza raportului izotopic al carbon din zaharurile şi proteină extrase din miere, se poate detecta şi cuantifica adaosul de zaharuri originare din grupa plantelor C4 (ex. (porumb sau trestie de zahăr). În cazul mierii autentice, zaharurile şi proteina din miere ar trebui să fie originare din aceiaşi materie primă. Independent de hrana albinelor (ex. flori de salcâm, tei, rapiță, polifloră), relaţia dintre rapoartele izotopice ale carbonului din zaharurile şi poteina extrasă din miere este constantă.
FRUCTE, SUCURI DE FRUCTE, PRODUSE PE BAZĂ DE FRUCTE
Raportul izotopilor stabili ai bio-elementelor carbon, hidrogen şi oxigen în fructe, legume, sucuri de fructe, precum şi produse care au la baza aceste ingrediente, reprezintă un instrument important atât în determinarea originii fructelor şi legumelor cât şi pentru evaluarea conformităţii şi autenticităţii produselor procesate (ex. gem de fructe, sucuri).
De asemenea, prin analiza multi-izotopică a carbonului, azotului şi oxigenului, şi uneori a stronţiului, se poate valida originea geografică/regională declarată a unui produs alimentar.
Analiza rapoartelor izotopice ale carbonului şi deuteriului permit identificarea în sucurile de fructe a adaosurilor de zahăr din plante C4 (de exemplu, de trestie de zahăr) sau zahăr din plante C3 (de exemplu, sfeclă de zahăr). Totodată, prin analiza izotopilor stabili ai oxigenului şi hidrogenului, se poate identifica adaosul de apă din sucurile naturale.
Diverse alte aplicaţii ale izotopilor stabili au fost dezvoltate în cadrul ICSI Rm Vâlcea, pe diverse alte matrici alimentare precum oţetul, uleiurile vegetale, veninul de albine, cerealele sau pigmenţii vegetali. Cercetările continuă în domeniul evaluării şi certificării calităţii şi autenticităţii produselor alimentare pe baza utilizării izotopilor stabili ca markeri de origine, în special al produselor bio.
Roxana Ionete
