Aplicación de la espectroscopia infrarroja en la diferenciación de mieles según origen geográfico

Abstract

[ES] El desarrollo de herramientas analíticas sencillas que permitan autentificar el origen geográfico de las mieles, actualmente, es una necesidad para el sector agroalimentario. En concreto, para las mieles españolas, esto podría repercutir muy positivamente, ya que podrían diferenciarse fácilmente de las de otros países, lo que les otorgaría un importante valor añadido. Entre las diferentes metodologías disponibles para dicho fin, destacan los métodos basados en la espectroscopía infrarroja debido a su rapidez, simplicidad, sensibilidad y a que no requieren de acondicionamiento previo de la muestra. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es valorar la efectividad de la espectroscopía infrarroja de reflectancia total atenuada con transformada de Fourier (ATR-FTIR) en la discriminación de mieles de distintos países: España, República Dominicana, México, Mozambique e Italia. En total se analizaron 211 muestras de miel y se trabajó con el área de las bandas seleccionadas de los espectros IR obtenidos de cada una de ellas. Las variables utilizadas para la construcción de los modelos discriminantes lineales (LDA) se obtuvieron tras un proceso de normalización por cocientes de los valores de dichas áreas con el objetivo de minimizar los errores asociados a ciertos factores como la cantidad de muestra utilizada. A través de dichos modelos se pretendió determinar la diferenciación entre las mieles en función de su origen geográfico, considerando la distribución territorial de las mieles por continentes, países y regiones. Se logró una clasificación satisfactoria de las mieles en base al criterio continental, con un valor del 88,6% de pertenencia al grupo pronosticado. En el estudio de la división por países se consiguió un 90,5% de casos agrupados correctamente, con una clara diferenciación entre ellos. Las muestras de México fueron las que mejor se adaptaron al modelo, seguido de Italia y Mozambique; mientras que las de República Dominicana mostraron un peor comportamiento. Cuando se consideraron las regiones de cada país, se observó que los modelos obtenidos clasificaban especialmente bien las mieles de las distintas zonas de México, cuyo valor de pertenencia a grupos pronosticada fue del 100%; por el contrario, la peor clasificación se observó para las regiones de la República Dominicana. De esta manera, los resultados han indicado que las mieles analizadas de estos países presentan unas características distintivas en su composición química que pueden ser fácilmente detectables mediante el uso de la herramienta analítica ATR-FTIR. Sin embargo, es necesario aumentar el número de países de distintos continentes, además de la variabilidad botánica para conseguir un método universal que pueda aplicarse de manera continua en la industria como alternativa a los costosos métodos habituales.

[EN] The development of simple analytical tools to authenticate the geographical origin of honeys is currently a necessity for the agri-food sector. Specifically, for Spanish honeys, this could have a very positive impact, since they could be easily differentiated from those of other countries, which would give them an important added value. Among the different methodologies available for this purpose, methods based on infrared spectroscopy stand out due to their speed, simplicity, sensitivity and the fact that they do not require prior conditioning of the sample. Therefore, the objective of the present paper is to evaluate the effectiveness of attenuated total reflectance infrared spectroscopy with Fourier transform (ATR-FTIR) in the discrimination of honeys from different countries: Spain, Dominican Republic, Mexico, Mozambique and Italy. A total of 211 honey samples were analyzed and the area of the selected bands of the IR spectra obtained from each of them was used. The variables used for the construction of the Linear Discriminant Analysis (LDA) were obtained after a normalization process by quotients of the values of these areas in order to minimize the errors associated with certain factors such as the amount of sample used. These models were used to determine the differentiation between honeys according to their geographical origin, considering the territorial distribution of honeys by continents, countries and regions. A satisfactory classification of the honeys was achieved based on the continental criterion, with a value of 88.6% belonging to the predicted group. In the study of the division by countries, 90.5% of cases were correctly grouped, with a clear differentiation between them. The samples from Mexico were the best adapted to the model, followed by Italy and Mozambique, while those from the Dominican Republic showed the worst performance. When the regions of each country were considered, it was observed that the models obtained classified particularly well the honeys from the different areas of Mexico, whose predicted group membership value was 100%; on the contrary, the worst classification was observed for the regions of the Dominican Republic. Thus, the results have indicated that the honeys analyzed from these countries present distinctive characteristics in their chemical composition that can be easily detected by using the ATR-FTIR analytical tool. However, it is necessary to increase the number of countries from different continents, in addition to the botanical variability, in order to achieve a universal method that can be applied continuously in the industry as an alternative to the usual costly methods.