Νέα μέθοδος ανιχνεύει την νοθεία του ελαιολάδου και μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις

Ερευνητές από πανεπιστήμια του Μαρόκου και της Γαλλίας ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για τον εντοπισμό της νοθείας του ελαιολάδου, η οποία θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της έρευνας, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Food Chemistry, το νέο εργαλείο μειώνει επίσης τον χρόνο που απαιτείται για την ανάλυση του ελαιολάδου, καθιστώντας τις επιτόπιες αξιολογήσεις για την ανίχνευση νοθείας πιο ευρέως προσβάσιμες.

«Η νοθεία του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου, είτε με ανάμειξη με ελαιόλαδα χαμηλότερης ποιότητας όπως το «παρθένο» ελαιόλαδο είτε με άλλα φυτικά έλαια, αποτελεί μορφή εξαπάτησης των καταναλωτών και επηρεάζει αρνητικά τη φήμη των παραγωγών», δήλωσε ο Hicham Zaroual στην Olive Oil Times.

Δείτε επίσης: Ερευνητές χρησιμοποιούν υπερήχους για την ανίχνευση νοθευμένου ελαιολάδου

Ο Ζαρουάλ, συν-συγγραφέας της μελέτης, είναι επιστήμονας στην ομάδα Περιβαλλοντικής Τεχνολογίας, Βιοτεχνολογίας και Αξιοποίησης Βιολογικών Πόρων στο Πανεπιστήμιο Abdelmalek Essaadi στο Τετουάν του Μαρόκου.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η απάτη που αφορά διαφορετικές ποιότητες ελαιολάδου είναι πιο δύσκολο να ανιχνευθεί από ό,τι τα μείγματα που παρασκευάζονται με άλλα φυτικά έλαια.

«Αυτός ο τύπος απάτης μειώνει τα διατροφικά και οργανοληπτικά οφέλη του ελαιολάδου, παραπλανώντας τους καταναλωτές, ειδικά υπό αυστηρούς νόμους που απαιτούν σαφή ταξινόμηση βάσει πιστοποιήσεων όπως η ΠΟΠ ή η ΠΓΕ», δήλωσε ο Ζαρουάλ.

Οι ΠΟΠ (Προστατευόμενη Ονομασία Προέλευσης) και οι ΠΓΕ (Προστατευόμενη Γεωγραφική Ένδειξη) είναι πιστοποιήσεις ποιότητας της Ευρωπαϊκής Ένωσης που διασφαλίζουν την αυθεντικότητα ενός προϊόντος όσον αφορά το περιεχόμενο και την προέλευσή του.

«Σε ένα τέτοιο πλαίσιο, είναι ζωτικής σημασίας να ανιχνεύεται ακόμη και η ελάχιστη αλλοίωση, προκειμένου να διατηρηθεί η ποιότητα του προϊόντος και η εμπιστοσύνη των καταναλωτών», δήλωσε ο Zaroual.

Η μελέτη αποκάλυψε ότι η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης επιτυγχάνει ακρίβεια ταξινόμησης έως και 100 τοις εκατό όταν συνδυάζεται με προηγμένη στατιστική ανάλυση, όπως η ανάλυση διακριτικής ανάλυσης μερικών ελάχιστων τετραγώνων.

Η ανάλυση διακριτικής μέθοδος μερικών ελάχιστων τετραγώνων είναι μια εποπτευόμενη μέθοδος που εφαρμόζει μαθηματικές και στατιστικές τεχνικές σε χημικά δεδομένα (χημειομετρία) για την ταξινόμηση δειγμάτων με βάση τα φασματικά τους προφίλ.

Όταν μια μέθοδος είναι εποπτευόμενη, αυτό σημαίνει ότι το μοντέλο εκπαιδεύεται χρησιμοποιώντας επισημασμένα δεδομένα.

Στην περίπτωση αυτή, οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ποια δείγματα ελαιολάδου ήταν εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και ποια ήταν νοθευμένα, καθώς και κατά πόσο.

Το μοντέλο μαθαίνει να αναγνωρίζει μοτίβα που σχετίζονται με κάθε κατηγορία και στη συνέχεια χρησιμοποιεί αυτή τη γνώση για να ταξινομήσει νέα, άγνωστα δείγματα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η νέα μέθοδος είναι ταχύτερη, απλούστερη και πιο οικονομική από τις παραδοσιακές τεχνικές, όπως η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης και η αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας.

Η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό και την ποσοτικοποίηση ενώσεων σε υγρά δείγματα. Αυτή η μέθοδος ωθεί το δείγμα μέσα από μια στήλη υψηλής πίεσης γεμισμένη με στατικό υλικό, όπου οι ενώσεις διαχωρίζονται με βάση τις χημικές τους αλληλεπιδράσεις.

Αν και η ακριβής, υψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία θεωρείται επαχθής λόγω της ανάγκης για ακριβά διαλύτες, χρονοβόρα προετοιμασία και εξειδικευμένου εξοπλισμού και εκπαίδευσης.

Η αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας συνδυάζει την αέρια χρωματογραφία για τον διαχωρισμό πτητικών ενώσεων με τη φασματομετρία μάζας για την ταυτοποίησή τους βάσει των μοριακών τους θραυσμάτων.

Αν και είναι εξαιρετικά ακριβής, είναι τεχνικά περίπλοκη, δαπανηρή και περιορίζεται σε πτητικά δείγματα ή δείγματα που προέρχονται από χημικές μεταβολές. Απαιτεί επίσης εκτενή προετοιμασία και εξειδικευμένο προσωπικό.

«Η νέα τεχνική απαιτεί ελάχιστους πόρους και μπορεί να επεξεργαστεί πολλά δείγματα γρήγορα», δήλωσε ο Zaroual. «Επιπλέον, μπορεί να εφαρμοστεί σε πραγματικό χρόνο, επιτόπου, για την ανίχνευση απάτης χωρίς να απαιτούνται εξαιρετικά εξελιγμένα εργαστήρια, καθιστώντας την ένα καινοτόμο βήμα στον ποιοτικό έλεγχο.» 

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής-μετωπικής όψης ξεχωρίζει επίσης σε σύγκριση με άλλες φασματοσκοπικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται ήδη για την ανάλυση του ελαιολάδου.

«Η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης ξεχωρίζει λόγω της μοναδικής μεθόδου ανίχνευσης της χημικής σύνθεσης του ελαιολάδου μέσω εκπομπών φθορίζοντος φωτός κατά την έκθεση σε συγκεκριμένη ακτινοβολία», δήλωσε ο Ζαρουάλ.

«Αυτό την καθιστά εξαιρετικά ευαίσθητη σε μικρές χημικές αλλαγές που προκαλούνται από νοθεία ή συνθήκες αποθήκευσης», πρόσθεσε.

Ο Zaroual εξήγησε ότι άλλες τεχνικές, όπως η φασματοσκοπία μέσου και εγγύς υπέρυθρου, εστιάζουν στη μέτρηση της απορρόφησης φωτός από μοριακές δονήσεις, κάτι που τις καθιστά πιο κατάλληλες για την ανάλυση συγκεκριμένων συστατικών παρά για την ακριβή αναγνώριση της νοθείας.

Δείτε επίσης: Επιστήμονες χρησιμοποιούν πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό για την αναγνώριση μειγμάτων ελαιολάδου

«Οι τεχνικές Raman βασίζονται επίσης σε μοριακές δονήσεις, αλλά μπορούν να επηρεαστούν από παρεμβαλλόμενα φθορίζοντα σήματα, περιορίζοντας την αποτελεσματικότητά τους», είπε ο Zaroual. «Η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης μπορεί να διακρίνει τα έλαια με βάση τις εκπομπές φθορισμού τους σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, όπως τα 430 νανόμετρα», πρόσθεσε.

Τα 430 νανόμετρα είναι ένα βασικό αναλυτικό μήκος κύματος όπου οι χημικές διαφορές μεταξύ των ελαίων γίνονται εμφανείς στο σήμα φθορισμού, επιτρέποντας την ακριβή ταξινόμηση και ποσοτικοποίηση μέσω χημειομετρικής ανάλυσης.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι εκπομπές φθορισμού στα 430 νανόμετρα ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικές στη διάκριση μεταξύ του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου και δειγμάτων που είχαν νοθευτεί με ελαιόλαδα χαμηλότερης ποιότητας, όπως το παρθένο, το ραφιναρισμένο ελαιόλαδο ή το ελαιόλαδο από ελαιοπυρήνα.

Σε αυτό το μήκος κύματος, τα σήματα φθορισμού που παράγονται από φυσικά εμφανιζόμενες ενώσεις, όπως χλωροφύλλες ή δείκτες οξείδωσης, έδειξαν σαφείς και συνεπείς διαφορές ανάλογα με τον τύπο και το ποσοστό της νοθείας.

Αυτά τα μοναδικά μοτίβα εκπομπής αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας χημειομετρικά μοντέλα, όπως η διακριτική ανάλυση μερικών ελάχιστων τετραγώνων, η οποία πέτυχε 100% ακρίβεια ταξινόμησης.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η νέα μέθοδος που βασίζεται στη φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης είναι ευκολότερη στη χρήση και απαιτεί μόνο λίγα λεπτά ανά ανάλυση, σημαντικά λιγότερο χρόνο από τις ώρες που απαιτούνται για την υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης ή την αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας.

«Η ανάλυση με φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης διαρκεί μόλις λίγα λεπτά ανά δείγμα, με τρεις σαρώσεις ανά δείγμα, καθιστώντας την ιδανική για την ταχεία επεξεργασία μεγάλου αριθμού δειγμάτων», δήλωσε ο Zaroual. 

«Επίσης, ελαχιστοποιεί τη χρήση χημικών και διαλυτών, μειώνοντας τόσο το κόστος όσο και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις», πρόσθεσε.

Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι η λειτουργία του εξοπλισμού απαιτεί σημαντικά λιγότερη ενέργεια από τις παραδοσιακές μεθόδους.

«Επιπλέον, δεν απαιτεί υψηλού επιπέδου τεχνικές δεξιότητες ή προηγμένα εργαστήρια, καθιστώντας τον προσβάσιμο σε εργαστήρια ποιοτικού ελέγχου σε μικρούς ελαιοτριβείς», πρόσθεσε. «Η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης απαιτεί μόνο βασική εκπαίδευση για τη λειτουργία της συσκευής και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων, μειώνοντας την εξάρτηση από εξαιρετικά εξειδικευμένο προσωπικό.»

Η υψηλή ευαισθησία της επιτρέπει επίσης την ανίχνευση πολύ χαμηλών επιπέδων νοθείας.

«Η μελέτη απέδειξε ότι η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής-μπροστινής όψης μπορούσε να ανιχνεύσει νοθεία μόλις 5% προστιθέμενου ελαίου όταν αναμιγνύεται με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο, δείχνοντας την ευαισθησία της τεχνικής», είπε ο Ζαρουάλ.

«Αυτό την καθιστά κατάλληλη για την ανίχνευση ακόμη και μικρής κλίμακας απάτης που μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστεί με παραδοσιακές μεθόδους», πρόσθεσε.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το καλύτερο στάδιο για την εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι κατά τη διάρκεια της παραγωγής, όπου οποιαδήποτε απάτη μπορεί να ανιχνευθεί νωρίς, πριν το προϊόν εισέλθει στην αλυσίδα εφοδιασμού.

«Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί κατά τη συσκευασία για την παρακολούθηση της ποιότητας και τη διασφάλιση της ακεραιότητας του προϊόντος», δήλωσε ο Zaroual. «Εάν χρειαστεί, μπορεί να εφαρμοστεί κατά τη διανομή ή τη λιανική πώληση για να διασφαλιστεί η συμμόρφωση με τους κανονισμούς και να προστατευθεί ο τελικός καταναλωτής από την απάτη.» 

Οι προκλήσεις για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων με τη φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής-μπροστινής όψης περιλαμβάνουν την επίδραση εξωτερικών παραγόντων, όπως η αποθήκευση ή η έκθεση στο φως και τη θερμότητα, οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν τις εκπομπές φθορισμού και να παρεμβαίνουν στα αναλυτικά αποτελέσματα.

«Επιπλέον, η διάκριση μειγμάτων ελαιολάδων με χημικά προφίλ παρόμοια με αυτά του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου μπορεί να είναι δύσκολη, απαιτώντας πιο ακριβή μοντέλα αναφοράς και την ενσωμάτωση προηγμένων στατιστικών εργαλείων», είπε ο Zaroual.

«Η χημική παρεμβολή από πολυφαινόλες και πτητικές ενώσεις, οι οποίες αλλοιώνουν τα φασματοσκοπικά χαρακτηριστικά, αποτελεί μια άλλη πιθανή πρόκληση», πρόσθεσε.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η φασματοσκοπία φθορισμού πλευρικής πρόσοψης θα μπορούσε να γίνει ένα τυποποιημένο εργαλείο για την παρακολούθηση του ελαιολάδου, μόλις αξιολογηθεί και εγκριθεί από τα ρυθμιστικά πλαίσια.

«Με την ανάπτυξη τυποποιημένων πρωτοκόλλων και την επίσημη αναγνώριση από οργανισμούς όπως το Διεθνές Συμβούλιο Ελαιολάδου, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διασφαλιστεί η συμμόρφωση με πιστοποιήσεις προέλευσης και ποιότητας όπως η ΠΟΠ και η ΠΓΕ», δήλωσε ο Zaroual. «Αυτός ήταν ένας από τους στόχους της ανάπτυξης αυτής της τεχνικής.» 

Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι μελλοντικές εργασίες θα επικεντρωθούν στην κάλυψη ενός ευρύτερου φάσματος φυτικών ελαίων και στη βελτίωση των προγνωστικών μοντέλων για πιο ακριβή ανίχνευση απάτης.

«Οι προσπάθειες θα επικεντρωθούν στην ανάπτυξη συμπαγών, χαμηλού κόστους συσκευών για χρήση στο πεδίο από παραγωγούς και διανομείς», δήλωσε ο Zaroual. «Η ομάδα σχεδιάζει επίσης να εμβαθύνει τη μελέτη της φθορισμού σε σχέση με τη γεωγραφική και ποικιλιακή προέλευση, προκειμένου να αναπτύξει μια μέθοδο βασισμένη στη γεωγραφική δακτυλοσκοπία.»

«Άλλοι στόχοι περιλαμβάνουν τη βελτίωση της ευαισθησίας για την ανίχνευση επιπέδων νοθείας κάτω του 0,5% και την ενσωμάτωση συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο», κατέληξε ο Zaroual.

---