Probleme nutriționale globale - abordări din chimie și provocări viitoare -

Catedra de chimie alimentară, Universitatea Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU), Nikolaus-Fiebiger-Strasse 10, 91058 Erlangen, Germania

Abstract

Chimia alimentelor poate contribui la îmbunătățirea securității alimentare prin dezvoltarea de soluții pentru prelungirea duratei de valabilitate a alimentelor extrem de perisabile. Descoperirea contaminanților și a adulterărilor necunoscute și nedorite este necesară pentru a preveni scandalurile alimentare și pentru a oferi consumatorilor alimente sigure și nealterate. … ”Citiți mai multe în editorialul invitat de Monika Pischetsrieder.

Siguranta alimentara

Siguranța alimentară

Cu toate acestea, nu este suficient să se asigure populației cu hrană suficientă, este imperativ ca și ea să fie sigură. Alimentele sunt considerate sigure atunci când concentrațiile de contaminanți și alte ingrediente dăunătoare sunt sub valorile limită legale. Substanțele interzise nu trebuie incluse deloc.

Aceste obiective sunt îndeplinite în mod fiabil prin controale continue și fără compromisuri la toate nivelurile sistemului de alimentare, de la producător la comerciant cu amănuntul până la monitorizarea oficială. Datorită eforturilor depuse în ultimii ani, nivelul de siguranță alimentară în UE este acum extrem de ridicat. Înainte de a bea o ceașcă de ceai, de exemplu, materiile prime au fost verificate pentru mai mult de 600 de componente nedorite. Acest efort de control poate fi stăpânit doar prin metode multiplex extrem de sensibile, mai ales prin tehnici cromatografice multidimensionale cuplate și spectroscopice de masă. De exemplu, o metodă LC-MS/MS de înaltă performanță poate detecta mai mult de 300 de pesticide în intervalul mic de μg kg -1 într-o singură etapă.

Astfel, în țările cu un sistem solid de control și laboratoare bine echipate, contaminarea alimentelor este în general foarte scăzută. Cu toate acestea, scandalurile alimentare îngrijorează în mod regulat publicul și/sau experții, cum ar fi descoperirea insecticidului non-aprobat fipronil în ouă (public) sau a alcaloizilor pirrolizidinici toxici din ceaiuri și ierburi (experți).

De obicei, aceste „scandaluri” implică contaminanți necunoscuți sau neașteptați. De exemplu, s-a trecut cu vederea mult timp că buruienile, care conțin în mod natural alcaloizi pirrolizidinici toxici, pot pătrunde în cultură. Această problemă a rămas nedetectată, deoarece metodele de înaltă performanță ale controlului alimentelor funcționează aproape exclusiv în modul direcțional. Aceasta înseamnă că găsim doar ceea ce căutăm. Pe de altă parte, contaminanții neașteptați rămân nedetectați.

Autenticitatea alimentelor

În mod similar, detectarea falsificării alimentelor este limitată de utilizarea metodelor de analiză vizate. Adulterarea este atunci când un aliment sau un ingredient fără etichetă este înlocuit în totalitate sau parțial cu o alternativă mai ieftină. Deși frauda alimentară este răspândită și crește odată cu creșterea globalizării și complexității comerțului cu alimente, problema este considerată mai puțin urgentă decât aprovizionarea cu alimente inadecvate sau alimentele nesigure. Este într-adevăr o problemă sau doar enervant atunci când mâncăm neobservat sparanghel străin mai ieftin în loc de sparanghelul intern scump plătit? În afară de daunele financiare estimate la 30-40 miliarde USD anual, falsificarea alimentelor poate provoca, de asemenea, probleme grave de sănătate. În 2017, de exemplu, operațiunea OPSON VI din Germania, coordonată de Europol și INTERPOL, a descoperit cazuri în care alunele au fost înlocuite cu arahide mai ieftine. Alergenii nedeclarați pot duce ulterior la reacții alergice severe și chiar fatale.

Din punct de vedere analitic, există două provocări majore în detectarea adulterării alimentelor. O problemă este detectarea așa-numitelor „afirmații slabe”, cum ar fi bunăstarea animalelor, comerțul echitabil sau producția ecologică, în care chimia analitică își atinge în general limitele dacă proprietatea publicitară nu se reflectă într-o compoziție moleculară modificată.

A doua limitare majoră este modul dirijat, în care alimentele sunt de obicei analizate. Poate un chimist onest din domeniul alimentar dintr-o agenție de reglementare să prevadă pe cineva care folosește melamina, o deșeuri industriale foarte toxice, pentru a amesteca alimentele pentru copii? Probabil că nu, dar cu o metodă analitică direcționată puteți găsi doar ceea ce căutați. Prin urmare, detectarea cu succes a cazurilor de fraudă alimentară în viitor depinde și de concepte inovatoare pentru analiza nedirecțională a alimentelor.

Poate metodele de analiză nedirecțională să rezolve problemele?

Aplicarea metodelor nedirecționate pentru a detecta contaminanții și adulterările necunoscute și neașteptate este încă în fază incipientă. Abordările promițătoare se bazează pe spectroscopie RMN și spectrometrie de masă bidimensională cuplată cu LC de înaltă rezoluție (LC - HRMS/MS). 1 H RMN este o metodă foarte universală, care este o cerință de bază pentru analiza nedirecțională. În plus, analiza 1H RMN este rapidă și ușoară, făcându-l potrivit pentru screening-ul de rutină. Adăugarea de melamină la alimentele pentru bebeluși ar fi, de exemplu, detectată într-un screening RMN, chiar și fără știrea prealabilă a problemei. Cu această metodă, totuși, nu este posibil să se detecteze contaminanți cu concentrații scăzute sau analiți ale căror semnale sunt suprapuse pe cele ale alimentelor.

Chimia alimentară poate contribui astfel la îmbunătățirea securității alimentare prin dezvoltarea de soluții pentru a face alimentele perisabile mai durabile, în special în regiunile subalimentate. Inovațiile în domeniul chimiei analitice a produselor alimentare, în special dezvoltarea de metode multiple bazate pe SM extrem de sensibile, sunt cerințele de bază pentru un nivel foarte ridicat în prezent de siguranță și autenticitate a alimentelor. În viitor, utilizarea metodelor nedirecționate va fi necesară pentru a realiza îmbunătățiri suplimentare în ambele domenii. Descoperirea contaminanților și a adulterărilor necunoscute este încă departe de controlul de rutină, dar va fi necesară pentru a preveni scandalurile alimentare reale și aparente în viitor și pentru a putea oferi consumatorilor alimente sigure și nealterate.