Authentication of food matrices using lipid markers obtained by isotopic and metabolomic NMR
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Abstract EN:
Origin of food products is an important criterion that affects the costumer’s choice since the food quality is determined, among other factors, by geographical and botanical or animal origins. The risk of fraud being considerable, implementation of robust authentication methods is then an urge. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the analytical tools used for this purpose. It allows the identification of origin-related markers within the studied matrix. In this respect, lipids can be considered as a source of quasi-universal biomarkers due to their ubiquitous presence in food matrices. In this project, NMR spectroscopy was used for characterization of lipids and for identification of metabolomic and isotopic biomarkers tracing back origin of analyzed product. Hen egg served as a model matrix to conduct our investigations. Analyzes of triacylglycerols (TAG), phospholipids (PL), and cholesterol were carried out after improving extraction protocols and acquisition and processing conditions of their 1H and 13C NMR spectra. Metabisotopomic (metabolomic and isotopic) data resulting from spectral deconvolution were used as predictors in multivariate discriminant analysis allowing classification of samples according to their origin, to the hen breed, and to the farming system. Metabolomic variables were also used for the individual quantification of fatty acids within TAG and PL, even those present in minute amounts such as punicic, rumenic and Osbond acids.
Abstract FR:
Les indications relatives aux origines (géographique, botanique ou animale) des aliments constituent des critères de vente persuasifs surtout lorsque la provenance est reliée étroitement à la qualité du produit. Les risques de fraudes étant non négligeables, la mise en place de méthodes d’authentification robuste est alors une nécessité. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est l’une des techniques analytiques utilisées à cette fin. Elle permet d’identifier des marqueurs d’origines au sein de la matrice en question. A cet égard, les lipides peuvent être considérés comme source quasi-universelle de biomarqueurs grâce à leur présence ubiquitaire dans les matrices alimentaires. Dans ce projet, la spectroscopie RMN a été utilisée pour la caractérisation des lipides et pour l’identification de biomarqueurs métabolomiques et isotopiques qui permettent de remonter à l’origine des produits analysés. L’œuf de poule a servi de matrice modèle pour mener nos investigations. Les analyses des triacylglycérols (TAG), des phospholipides (PL) et du cholestérol ont été réalisées après amélioration des protocoles d’extraction, d’acquisition et de traitement de leurs spectres RMN 1H et 13C. Les données métabisotopomiques (métabolomiques et isotopiques), obtenues de la déconvolution spectrale (utilisées comme variables d’entrée pour la construction de modèles), ont permis la classification des échantillons selon leur origine et selon la race et le système d’élevage des poules. Les variables métabolomiques ont aussi servi à la quantification individuelle des acides gras dans les TAG et les PL, y compris ceux présents en quantités minimes tels que les acides punicique, ruménique et d’Osbond.