Evaluación de la autenticidad de productos alimenticios mediante el empleo de técnicas analíticas rápidas y poco invasivas – Hacia el desarrollo de métodos analíticos ‘verdes’
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Arroyo Cerezo, AlejandraEditorial
Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en QuímicaFecha
2025Fecha lectura
2024-11-25Referencia bibliográfica
Arroyo Cerezo, Alejandra. Evaluación de la autenticidad de productos alimenticios mediante el empleo de técnicas analíticas rápidas y poco invasivas – Hacia el desarrollo de métodos analíticos ‘verdes’. Granada: Universidad de Granada, 2024. [https://hdl.handle.net/10481/102159]
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Tesis Univ. Granada.; COST Action (CA19145) SensorFINT para la realización de una Short-Term Scientific Mission, cuyos fondos provienen de la Unión Europea; FPU (Ref.: EST23/00572) Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Gobierno de España; Formación del Profesorado Universitario (FPU) Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Gobierno de España (Ref.: FPU20/04711); Proyecto de Colaboración Público-Privada (Ref.: CPP2021-008672) Ministerio de Ciencia e Innovación y Universidades, Gobierno de España, financiado por la Unión EuropeaResumen
Esta Tesis Doctoral desarrolla, aplica y explora el potencial del tándem
espectrometría-quimiometría en el control de la calidad y autenticidad, rápido y
poco invasivo, de productos alimenticios.
El objetivo principal es el de desarrollar métodos analíticos sostenibles para el
análisis de alimentos, explorando para tal fin diversas técnicas
espectrométricas capaces de proporcionar señales analíticas que encierren la
información química necesaria. Considerando dichas señales como una huella
instrumental no específica, se han explorado diversas herramientas
quimiométricas para el desarrollo de métodos analíticos multivariable.
Una visión general de este enfoque ha sido revisado y puesto en valor en el
Capítulo 1 de la tesis, y materializado en forma de capítulo de libro.
Se han aplicado diversas técnicas analíticas para la consecución del objetivo
general, como son la espectrometría Raman en su modalidad no invasiva SORS,
la espectrometría de infrarrojo cercano (NIR) y la espectrometría de resonancia
magnética nuclear de baja frecuencia de campo (LF-NMR). Esto condujo a la
adquisición de huellas instrumentales características de varios alimentos,
concretamente: productos lácteos (margarinas y quesos en lonchas) y aceites
vegetales.
El tratamiento y análisis de los datos adquiridos se llevó a cabo mediante la
aplicación de diversas herramientas quimiométricas, que podrían agruparse en:
(i) métodos no supervisados para el análisis exploratorio y de similitud, (ii)
métodos supervisados para el desarrollo de aplicaciones cualitativas y
cuantitativas, y (iii) métodos para la optimización de procesos analíticos de
adquisición de señales instrumentales. Esto permitió ejecutar los estudios
presentados a lo largo de la presente tesis, demostrando la relevancia de la
quimiometría como parte indispensable para la resolución de los problemas
propios de la química analítica.
Además, se han realizado propuestas innovadoras, dos de ellas dirigidas a la
evaluación ex-ante, por un lado, (i) de la ‘blancura’ de un nuevo método analítico
basado en técnicas no destructivas / no invasivas para el análisis de alimentos,
y (ii) de la calidad informativa de una señal analítica antes del desarrollo del
método. Asimismo, se recoge un capítulo de libro que pone de manifiesto la
relevancia del análisis de similitud de señales analíticas en las diversas etapas
del desarrollo de una metodología o procedimiento analítico.
Aparte de los dos capítulos de libro ya mencionados, se han publicado 6
artículos científicos en revistas internacionales de alto impacto, que recogen la
mayoría de los resultados obtenidos en los estudios experimentales. This Doctoral Thesis develops, applies and explores the potential of the
spectrometry-chemometrics tandem for the rapid and non-invasive control of
the quality and authenticity of food products.
The main objective is to develop sustainable analytical methods for food analysis
by exploring different spectrometric techniques providing analytical signals that
contain the required chemical information. Considering these signals as a nonspecific
instrumental fingerprint, various chemometric tools have been explored
for the development of multivariate analytical methods.
An overview of this approach has been reviewed and highlighted in Chapter 1 of
the thesis and presented in the form of a book chapter.
Several analytical techniques have been applied to achieve the general aim, such
as Raman spectrometry under the non-invasive SORS mode, near infrared
spectrometry (NIR) and low-field nuclear magnetic resonance spectrometry
(LF-NMR). This led to the acquisition of instrumental fingerprints characteristic
of several foods, namely: dairy products (margarines and sliced cheeses) and
vegetable oils.
The handling and analysis of the acquired data was performed by applying
various chemometric tools, which could be grouped into: (i) unsupervised
methods for exploratory and similarity analysis, (ii) supervised methods for the
development of qualitative and quantitative applications, and (iii) methods for
process optimization related to instrumental signal acquisition. This allowed the
studies presented throughout this thesis to be carried out, demonstrating the
relevance of chemometrics as an essential part for solving analytical chemistry
problems.
Furthermore, innovative proposals have been presented, two of them aimed at
the ex-ante evaluation of: (i) the ‘whiteness’ of a new analytical method based
on non-destructive / non-invasive techniques for food analysis, and (ii) the
informative quality of an analytical signal prior to method development. In
addition, a book chapter highlights the relevance of analytical signal similarity
analysis throughout the various stages of the development of an analytical
methodology or procedure.
In addition to the two book chapters, six scientific articles have been published
in high impact international journals, which include most of the results obtained
in the experimental studies.