Aplicación de estrategias analíticas avanzadas y enfoques metabolómicos para la evaluación de la autenticidad y seguridad alimentaria de especias y hierbas culinarias

Resumen

La demanda actual de especias y hierbas culinarias está creciendo en Europa debido al interés por los nuevos sabores, la tendencia hacia nuevos hábitos alimentarios más saludables y al auge de la denominada gastronomía étnica en las civilizaciones occidentales. A medida que el comercio de los condimentos ha aumentado a nivel mundial, dichas matrices se han convertido en productos susceptibles de sufrir fraude alimentario. Esto es debido a las largas y complejas cadenas de suministro de la industria de los condimentos y a que, a menudo, las especias y las hierbas culinarias se suministran en forma molida, ampliando las posibilidades de que se produzcan prácticas fraudulentas. En este contexto, la presente Tesis Doctoral proporciona herramientas analíticas avanzadas combinadas con enfoques metabolómicos para evaluar la autenticidad y la seguridad alimentaria de especias y hierbas culinarias de elevado interés y consumo mundial. Esta Tesis se estructura en dos bloques principales. El primer bloque se centra en la aplicación de herramientas de la metabolómica para la evaluación de la autenticidad de especias y hierbas culinarias. El segundo bloque está enfocado al control de calidad de dichas matrices en términos de seguridad alimentaria mediante el estudio de posibles peligros químicos, incluyendo tanto compuestos naturales como contaminantes prioritarios. En primer lugar, el Capítulo 1 pone en contexto la problemática abordada en la Tesis, proporcionando información relevante sobre el estado del arte de las herramientas de la metabolómica aplicadas durante los últimos años para la autentificación de condimentos, como base científica para la realización de la presente Tesis Doctoral. Asimismo, se proporciona una descripción íntegra de las etapas clave para la aplicación de un flujo de trabajo metabolómico en estudios de autenticidad alimentaria, incluyendo desde el diseño experimental hasta la identificación de marcadores químicos. El Capítulo 2 recoge los estudios derivados de la aplicación de herramientas de la metabolómica (haciendo uso de la metodología de huella dactilar o fingerprinting) en estudios de autenticidad de pimienta negra en base al origen geográfico (Brasil, Vietnam y Sri Lanka) y a la técnica de procesado (discriminación del producto esterilizado frente al producto no tratado). Dichos estudios se han llevado a cabo haciendo uso de técnicas analíticas avanzadas, es decir, empleando GC-HRMS, LC-HRMS y 1H NMR. Tanto la discriminación entre muestras como la identificación de marcadores químicos correspondientes a metabolitos volátiles, no volátiles y mayoritarios de pimienta negra se ha logrado mediante la aplicación de herramientas estadísticas multivariantes. Además, se han aplicado enfoques metabolómicos avanzados correspondientes a la fusión de datos multitécnica, escasamente estudiada en el campo de la autentificación de condimentos. En el Capítulo 3 se detallan los resultados obtenidos tras la aplicación de herramientas de la metabolómica, empleando tanto la metodología de huella dactilar como el enfoque de perfil de componentes fenólicos, para la autentificación de muestras de tomillo en función del origen geográfico de producción (España, Polonia y Marruecos) y de la técnica de procesado (discriminación entre tomillo esterilizado y no esterilizado). Los estudios se han llevado a cabo mediante GC-HRMS, LC-HRMS y 1H NMR, así como considerando la fusión de datos de las tres técnicas empleadas. El Capítulo 4 está centrado en el estudio de la seguridad alimentaria en condimentos, incluyendo dos revisiones bibliográficas que detallan los métodos analíticos basados en cromatografía desarrollados durante la última década para la determinación de peligros químicos potencialmente presentes en condimentos y matrices relacionadas (p. ej. té y complementos alimenticios de origen vegetal). Dichos estudios abordan la determinación de compuestos naturales de interés actual, incluyendo alquenilbencenos y alcaloides (de pirrolizidina y del tropano), así como contaminantes orgánicos persistentes y compuestos de preocupación emergente (plastificantes). El Capítulo 5 presenta una discusión integrada de todos los estudios y resultados obtenidos durante el desarrollo de la presente Tesis. Por último, el Capítulo 6 incluye las conclusiones derivadas de la investigación llevada a cabo en la Tesis Doctoral.