Aplicación de la técnica NIRS para la autentificación de mieles adulteradas

Abstract

La miel es un alimento natural producido por las abejas a partir del néctar de las flores. Desde hace años, se ha utilizado como remedio natural además de como producto alimenticio por su alto valor nutricional y sus propiedades terapéuticas. La miel es rica en hidratos de carbono y compuestos fenólicos responsables de gran cantidad de efectos biológicos, actuando así como un antioxidante natural. La miel es un producto puro, al que no se le puede adicionar ninguna otra sustancia, por lo que su calidad está fundamentalmente determinada por su origen botánico y geográfico. La creación de Denominaciones de Origen de la miel y productos de elevada calidad, hace que los costes de este alimento sean mayores en comparación con otros edulcorantes comúnmente utilizados, y por lo tanto, hace a este alimento muy susceptible de ser adulterado. Hoy en día, la miel se sitúa dentro de los diez productos más adulterados del mercado junto con otros alimentos como el aceite de oliva, la leche, zumos de frutas…. La adulteración de alimentos consiste en añadir o quitar de forma premeditada alguna sustancia con fines normalmente lucrativos. Esta práctica además de ser ilegal, puesto que se trata de un fraude económico, puede tener consecuencias en la salud de los consumidores. En el caso particular de la miel, la adulteración consiste normalmente en la incorporación de azúcares más refinados, agua, enzimas, colorantes, etc. Por esta razón, es necesario desarrollar metodologías analíticas que permitan demostrar la autenticidad de los productos que consumimos. En el presente estudio, se ha utilizado la espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) en combinación con técnicas quimiométricas para la detección de adulteración en mieles, así como para garantizar la autenticidad de las mieles en función de su origen geográfico. Para este propósito, se han adulterado muestras de miel procedentes de la Denominación de Origen Protegida de Granada con jarabe de maíz de alta fructosa a distintos porcentajes (0%‐100%). Se obtuvo una clasificación del 100% al aplicar un análisis discriminante lineal (LDA). Además, se realizó una regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS), mediante el empleo de la validación cruzada con el fin de desarrollar un modelo de predicción del nivel de adulteración de las mieles. Se obtuvo un coeficiente de correlación cercano a 1 usando un total de 10 factores. Por otro lado, para la discriminación en función del origen geográfico, se analizaron muestras de miel procedentes de la Denominación de Origen de Granada, así como del Rancho Cortesano de la provincia de Cádiz. En este caso se obtuvo un 97,4% de muestrasagrupadas en función de su origen geográfico, utilizando la validación cruzada en el análisis discriminante lineal. Los resultados obtenidos en este estudio, demostraron que la técnica NIRS combinada con herramientas quimiométricas adecuadas, puede considerarse un método rápido y fiable para la detección de miel adulterada con jarabe de maíz de alta fructosa, así como para establecer criterios para garantizar la autenticidad de la miel.

Honey is a natural food product produced by bees from flower nectar. Since ancient times, honey has been used as both a food product and a natural medical remedy due to its high nutritional value and health properties. Honey is a rich source of carbohydrates and phenolic compounds; they are responsible for a large number of biologic effects being a natural antioxidant. Honey is a pure product and the additions of other substances are not allowed. Its quality is determined according to its botanical and geographical origin. The creation of Designation of Origin in honey and high quality products are the reasons for its high cost compared to other commonly used sweeteners making it liable to be adulterated. Nowadays, honey is considered one of the ten most adulterated products in market together with other foodstuff such as olive oil, dairy products, fruit juices,… Adulteration of foodstuff, which involves the premeditated addition of a food ingredient, can be a very attractive and lucrative activity. This practice is fraudulent and it can affect consumer’s health. Honey adulteration consists in the addition of refined sugars, water, enzymes, food coloring, etc. For this reason, it’s necessary to develop analytical methodologies to demonstrate the authenticity of the products we consume. In this study, near infrared spectroscopy (NIRS) combined with chemometric techniques has been used for the detection of adulterated honey as well as to discriminate and classify honey samples according to their origin. For this purpose, different honey samples from Granada Protected Designation of Origin (P.D.O.) have been adulterated by adding high fructose corn syrup at different percentages (0 %‐100%). Linear discriminant analysis (LDA) was developed and a classification of 100% was obtained. Moreover, partial least squares regression (PLS) was used in order to predict the level of honey adulteration. Cross validation was employed in an effort to improve the discrimination results. The best prediction model used 10 factors with a high correlation coefficient close to 1. On the other hand, to discriminate honey according to their origin, honey samples from Granada Protected Designation of Origin and from “El Rancho Cortesano” in Cadiz, have been analyzed. In this case, LDA showed an accuracy of 97.4% using cross validation to classify according to their geographic origin. The obtained results showed that NIRS technique combined with suitable chemometric tools can be used as a rapid detection of honey adulteration with high fructose corn syrup as well as to establish criteria to guarantee the authenticity of honey.