Especiación directa en biomateriales mediante técnicas no-destructivas. Técnica xas de sincrotrón y técnicas hiperespectrales, para la caracterización de muestras alimentarias, trazabilidad e indicadores medioambientales

Resumen

RESUMEN El objetivo del presente trabajo es desarrollar metodologías para la determinación de biomarcadores en productos alimenticios específicos para evaluar tanto su trazabilidad, p.ej., el jamón curado, como su actuación como indicadores dela contaminación ambiental p.ej., moluscos de mar (ostras y mejillones). Las metodologías se han basado en la especiación química de algunos elementos identificados, como elementos clave en las muestras, prestando atención particularmente a las metodologías basadas en la observación directa de las muestras. Incluyendo el estudio de imágenes hiperespectrales (HSI), XANES (Sincrotrón) y dilución isotópica de las muestras y análisis por ICP-MS. Entre los principales resultados para el jamón curado, cabe destacar el desarrollo de un modelo de clasificación por PLS-DA para los espectros obtenidos por HSI. La PLS-DA se constituyó con dos factores 86% y 90%, respectivamente. Cuyos valores de predicción están en el rango de 0,70 a 1,30 (RMSEC=0.114) para el jamón ibérico y un 1,70 a 2,30 para el jamón italiano (RMSEC=0.116), con una r2 de la CV=0.947, pudiendo diferenciarse por su origen Respecto a la búsqueda de biomarcadores para la trazabilidad del jamón curado, se realizó la especiación de Fe y Zn utilizando la técnica de sincrotrón XANES en muestras de diferentes tiempos de curado. Para el Fe, la especiación se basó en los estados de oxidación Fe+2 y Fe+3. Para Fe+2, no se identificaron especies orgánicas. Las especies inorgánicas se ajustaron a la estructura del compuesto (Fe (NH4)2(SO4)2) donde el Fe está unido a átomos de S y N. Éste compuesto podría explicarse por el proceso de proteólisis, ya que su contribución disminuye cuando aumenta el tiempo de curado en la muestra. Para Fe+3 se encontró que la principal especie inorgánica es similar al compuesto FeCl3, donde su contribución al inicio del proceso de curado (03-14 meses) presenta diferencias importantes en diferentes zonas de una misma muestra, presentando mayor contribución en la parte exterior. Para los demás tiempos de curado (26 a 40 meses) no se observaron diferencias entre la zona exterior e interior. Las especies orgánicas identificadas para Fe+3 fueron compuestos porfirínicos (mioglobina y hemín) siendo mioglobina el compuesto mayoritario. En resumen, el estudio las diferentes especies de Fe lo hacen ser un buen candidato como biomarcador de la trazabilidad del tiempo de curado de este tipo de jamón. En el caso de Zn, la especiación está basada en la naturaleza de las especies orgánicas e inorgánicas, donde no se muestran variaciones importantes en la contribución de estos compuestos en el periodo de curación, (cualquier alteración puede ser atribuida a factores externos no asociados al proceso de curación). Por otro lado, mediante el análisis de dilución isotópica se pudo diferenciar entre el origen del jamón curado, diferenciado entre ibérico, italiano y portugués. Cada región es isotópicamente diferente del resto, por tanto, este estudio proporciona la interacción e información geográfica para cada región, de donde se obtienen los cerdos utilizados para la producción de los jamones curados. En cuanto a los moluscos, fueron evaluadas la especiación de As y Zn debido a la toxicidad de sus especies (As) y el riesgo de bioacumulación (Zn). La especiación se llevó a cabo utilizando la técnica de sincrotrón XANES. En el caso de As, arsenobetaína fue el principal arsénico compuesto identificado, siendo entre 70%-96% del arsénico total. Para Zn, más de 50%, de las contribuciones de sus especies se atribuye a las metalotioneínas, al demostrar que el Zn está unido al átomo de azufre de la descomposición de los aminoácidos y no a restos de azufre inorgánicos. Por último, una de las principales aportaciones de la investigación de los moluscos ha sido la producción de un material de referencia para el control de la calidad del medio ambiente de las costas marinas, obtenido en un lugar de muestreo de los moluscos analizados en este trabajo de investigación. La caracterización definitiva de ese material de referencia está todavía en curso.