Desarrollo de metodologías analíticas para la caracterización de la calidad y la trazabilidad alimentaria

Abstract

La calidad es un tema de actualidad con creciente importancia en la industria alimentaria por sus implicaciones en las preferencias de los consumidores. Por esta razón, las empresas invierten sus recursos en desarrollar nuevos productos o bien modificar ciertas etapas de su proceso de elaboración con el fin de obtener alimentos con una calidad diferenciada. La producción de alimentos de alta calidad viene acompañada de un mayor valor añadido, haciendo atractivo para sus competidores su falsificación y venta fraudulenta, lo cual puede acarrear un impacto económico negativo y daños de imagen. En las últimas décadas, el desarrollo de técnicas analíticas y quimiométricas ha supuesto un gran avance en el estudio de la calidad y trazabilidad de alimentos, con impactos positivos sobre la industria alimentaria. Por un lado, el estudio de la composición de los alimentos hace posible comprender los complejos mecanismos que modulan las características organolépticas de los alimentos, siendo la calidad aromática uno de los atributos más apreciados por los consumidores por sus implicaciones en la experiencia sensorial. El aroma es especialmente apreciado en bebidas como el vino y el brandy. Por esta razón, durante años se ha tratado de identificar compuestos aromáticos clave que están detrás de las características sensoriales de este tipo de bebidas. Sin embargo, debido a su complejidad, esta tarea sigue siendo objeto de estudio y aún no están claros todos los mecanismos que producen unas características sensoriales específicas. En esta Tesis Doctoral, se desarrollaron herramientas analíticas para la determinación del perfil de compuestos volátiles en muestras de vinos espumosos y rosados, y se aplicaron para estudiar el efecto de distintas etapas de elaboración sobre la calidad aromática final de los vinos obtenidos. Mediante el uso de herramientas quimiométricas se logró identificar los compuestos que sufrieron un mayor cambio como consecuencia de estas etapas, postulándose como potenciales marcadores. Por otro lado, se optimizó y validó un método para la determinación de ésteres en brandies y se aplicó para estudiar la modulación de estos compuestos en Brandy de Jerez elaborado de Solerajes (sistemas de envejecimiento) con distintos tiempos de crianza promedio y tras un proceso de estabilización (por frio y filtración y a temperatura ambiente). Los resultados mostraron el fuerte impacto de ambas etapas de elaboración y permitieron constatar los principales cambios en esta familia de compuestos. Finalmente, se abordó la trazabilidad alimentaria mediante el desarrollo de una metodología analítica basada en los isotopos estables de 5 bioelementos (C, N, S, O y H), el perfil multi-elemental y técnicas quimiométricas para identificar los mangos y aguacates producidos en la franja costera de Andalucía, cuyo propósito es acogerse a una Indicación Geográfica Protegida. Los resultados mostraron la capacidad de ambas técnicas analíticas de manera individual y conjuntamente para identificar con altos índices de acierto los mangos y aguacates producidos en Andalucía.

Food quality is a current topic with growing importance in the food industry due to its implications on consumer preferences. For this reason, companies destinate resources to develop new products or modifying certain stages of the production process to obtain food stuffs with differentiated quality. The production of high-quality food stuffs is linked to a higher added value, making its counterfeiting and fraudulent sale attractive for competitors. This may have a negative economic impact and image damage. In recent decades, the development of analytical and chemometric techniques has meant a great advance in the study of food quality and traceability, with a positive impact on the food industry. On the one hand, the study of food composition makes it possible to understand the complex mechanisms that modulate the organoleptic characteristics of foods, aromatic quality being one of the attributes most appreciated by consumers due to its implications in the sensory experience. The aroma is especially appreciated in beverage such as wine and brandy. Many studies tried to identify key aromatic compounds that are behind the sensory characteristics of these beverages. However, due to its high complexity all the mechanisms that produce specific sensory characteristics are not clear, this task being still under study. In this Doctoral Thesis, several analytical techniques were developed to determine the profile of volatile compounds in sparkling and rosé wines, and they were applied to study the effect of different stages of production over the final aromatic quality of the wines obtained. The use of chemometric tools made it possible to identify the compounds that underwent greater changes as a consequence of these production stages, being selected as potential markers. On the other hand, a method for the determination of esters in brandies was optimized and validated, and then applied to study the modulation of these compounds in Brandy de Jerez from Solerajes (aging systems) with different average ageing times and after a stabilization process (cold stabilization and stabilization at room temperature). The results showed the main changes in this family of compounds related to these production stages. Finally, food traceability was addressed through the development of an analytical methodology based on the stable isotopes of 5 bioelements (C, N, S, O and H), the multi-elemental profile and chemometric techniques to identify the mangoes and avocados produced in the coastal strip of Andalusia, whose purpose is to benefit from a Protected Geographical Indication. The results show the high capacity of both analytical techniques individually and in combination to identify the mangoes and avocados produced in Andalusia with high success rates.