Analyses isotopiques pour la détermination d'authenticité et d'origine des produits alimentaires - Hélène Delavault ...
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is
R
D
O
Analyses isotopiques pour la détermination d’authenticité
et d’origine des produits alimentaires
FO
Hélène Delavault
helene.delavault@thermofisher.com Janvier 2020, FoodRisk, Nîmes, France
The world leader in serving science
Adultération : quelques mots d’Histoire… Naturelle!
It is natural propensity of
man to falsify and corrupt Pliny
k
everything (the old)
is
By such poisonous
sophistications is this
beverage compelled to suit
our tastes, and then we are
R
surprised that it is injurious
Adultération par addition de: in its effect!
• Gypse
•
•
• D
Pêche
Citron
O
Ambre
• Cendres
• Sel
• Sulfures
FO
• Pigments artificiels
• …
2
Contexte général: forte demande d’authenticité
k
is
R
D
2012(source; DGCCRF):
- Consommation nationale 40 000 t/an
O
- Production nationale 16 000 t.
- La France 5eme importateur mondial.
FO
3
Contexte général: forte demande d’authenticité
Science, 2015
k
is
R
D
(source: NY Time, 2018)
Madagascar produit 80% vanille mondiale
O
600 $ le kilo de Vanille en 2017 (50 $ le kilo en 2013)
FO
1Kg d’Argent en 2017= 450-550 $
4
Pourquoi les rapports isotopiques?
k
is
• Différence entre produits synthétiques et naturels
R
• Origines botaniques et/ou géographiques
D
• Procédés technologiques utilisés pour la production
O
des produits alimentaires.
FO
5
Qu’est-ce qu’un isotope?
k
Exemple: Isotopes du Carbone
is
R
D
O
FO
Stable Radioactive
6
Isotopes Stables du Carbone : indices sur l’origine
k
is
R
D CAM
O
FO
Watkins et al., 2017
7
5 rapports d’isotopes stables = 5 ‘Fingerprints’
k
is
R
D
O
FO
8
Variation des isotopes de l’Hydrogène/Oxygène dans le cycle de l’eau
k
is
R
D
O
www.sahra.arizona.edu
FO
Fractionnement schématique du cycle de l’eau atmosphérique
9
Isotopes de l’eau (H2O): indices de localisation
k
is
R
D Meteoritic water
O
Eaux
2H et 18O de plus en
2H
souterrain
plus appauvris selon la
FO
es
latitude
10Isotopes de l’azote
k
is
R
D
O
FO
(Source: IAEA)
11Méthodes analytiques
k
• rapports isotopiques stables CNSOH
is
Elément Isotope mineur Abondance naturelle [%]
R
Hydrogène 2H (D) 0.01557
Carbone 13C 1,11140
D
Azote
Oxygène
15N
18O
0.36630
0.20004
O
Soufre 34S 4.21500
FO
Voici où se
trouve l‘information
12Systèmes de préparation en ligne
GC - IRMS Thermo
Scientific™ LC TC-EA
k
IsoLink™ II (bulk)
is
Authenticity control (C)
Origin/localisation (H & O)
• Juices
R
Authenticity control (C, H) • Water ethanol
• Aroma • Sugars
• Ethanol • Peptides
• Alcohol, Thermo Scientific™
EA IsoLink™
• Amino acids
(bulk analyse)
D
Thermo Scientific™
GB - IRMS DELTA V™ IRMS
O
Authenticity Origins (H & O)
control (C,N,H)
FO
• Water, ethanol
Origins/localisation (H & O) • Aroma
• Water • Ethanol
• Wine
• Juices
13Et le Miel? EA IRMS
k
LC
Isolink
is
EA
Isolink TC-EA
R
D IRMS
O
FO
14Carbon Stable Isotopes: Clue on the Origin
Dilution du Miel: Quels indices regarder?
k
Miel généralement dilué avec du sirop de sucre
is
=> plante C4
R
D
O
FO
Watkins et al., 2017
15Analyses de Miel – EA/LC-IRMS
• Critères isotopiques pour un miel authentique :
k
• La différence entre chaque valeur individuelle δ13C de miel ne doit pas être
is
supérieure à ± 2,1 ‰
• (sa fraction protéique, son fructose, son glucose et ses di et trisaccharides)
R
• La différence entre le δ13C du fructose et du glucose: Δ δ13C fru -glu: ± 1,0 ‰
• La différence entre le δ13C de la protéine du miel et du miel total: Δ δ13C C (%)
D
protéine - miel: ± 1,0 ‰
O
La méthode officielle est basée d’après:
FO
Lutz Elflein and Kurt-Peter Raezke, 2008.
Improved detection of honey adulteration by measuring differences between 13C/12C stable carbon isotope ratios of protein and
sugar compounds with a combination of elemental analyzer - isotope ratio mass spectrometry and liquid chromatography -
isotope ratio mass spectrometry (δ13C-EA/LC-IRMS),
Apidologie 39 (2008) 574–587
16Mon miel a-t-il été mélangé à du sirop de sucre?
Exemple La différence entre le δ13C de la protéine du miel et du
k
miel total: Δδ13C (%) protéine - miel: ± 1,0%.
is
Adultération du miel
par ajout de sucre
R
exogène
La signature
D isotopique totale est
modifiée
O
EA Isolink + IRMS
FO
Limite de détection
(méthode officielle)
7% de sucre provenant des
plantes C4
17Mon miel a-t-il été mélangé à du sirop de sucre?
Exemple La différence entre le δ13C de la protéine du miel et du
k
miel total: Δδ13C (%) protéine - miel: ± 1,0%.
is
Adultération du miel
par ajout de sucre
R
exogène
La signature
D isotopique totale est
modifiée
O
EA Isolink + IRMS
FO
Limite de détection
(méthode officielle)
7% de sucre provenant des
plantes C4
18Mon miel a-t-il été mélangé? À quel type de sucre?
La valeur isotopique du carbone des additifs du fructose permet l’identification du miel
frelaté
k
La différence entre le δ13C du fructose et glucose: Δδ13C fru -glu: ± 1,0%;
is
Honey Glucose Fructose Area
pure 13C‰ 13C‰ Fru/Glu
A -27.9 -27.8 1.13 pure
R
B -25.1 -26.4 2.17 adulterated
C -26.5 -26.5 1.35 pure
D -26.1 -26.0 4.53 adulterated
D
E -11.2 -13.9 0.65 adulterated
• Si pure 13CGlucose= 13CFructose
O
frelaté
• Glu / Fru (aire du pic)
FO
LC Isolink IRMS
19EA-IRMS: isotopes qui définissent l’origine du miel
Les rapports isotopiques 18O et 2H => origine géographique
k
is
R
TC-EA
D
O
IRMS
FO
20Et le Vin?
• Fraudes majeurs
k
- Faux étiquetages
is
- Augmenter les quantités visibles
- Mouillage - Réduire les coûts de fabrication
- Chaptalisation - Risque pour la santé du client
R
- … - …
D
O
• Définir un terroir
FO
21Addition d’eau dans le vin- Exemple “Crnokorski 2006”
k
GasBench
is
+
IRMS
R
D
O
FO
Data: Jens Radke, TFS Bremen - Onsite Training at SP Laboratorija, Becej, Serbia
West, Ehleringer, and Cerling, et al. 2007
22Détection des ajouts de sucre C4
• d13C des bulles de CO2 des vins pétillants :
k
=> Détection des ajouts de sucre C4
is
d13C-wine 0 Watkins et
al., 2017
-30 USA -25 -20 -15
R
Brazil -5
Australia
Chile -10
D
Spain
d13C-CO2
France -15 Dual
Italy Inlet
O
+
-20
IRMS
FO
-25
-30
Data from L.A.Martinelli et al.,J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 2625-2631
23Exemple: utilisation de la base de donnés européenne sur le vin
pour la détection de la falsification du vin
k
• C.Guillou (Commission of the European Union, Joint Research Centre, Ispra), WORKSHOP
28- October 2005- LJUBLJANA, BEVABS:
is
R
D
O
FO
24Conclusions
k
• Une information unique
is
• Différentes techniques de préparation et d’analyses
R
automatiques d’échantillons sont disponibles
• Accès à l’histoire et à l’origine des composés
D
• Une approche multi-isotopique
O
FO
25Vous pouvez aussi lire
