Elemental metabolomics
Authors: Δρίβελος Σπύρος 
Published: September 2021

Στόχος της παρούσας διατριβής ήταν να μελετηθεί η χρήση της στοιχειακής μεταβολομικής στην αυθεντικότητα των τροφίμων. Η διατριβή αναδεικνύει τις σπάνιες γαίες και τα ιχνοστοιχεία ως δείκτες αυθεντικότητος. Η αυθεντικότητα των τροφίμων είναι ένα ραγδαίως ανερχόμενο πεδίο, κυρίως λόγω της ανησυχίας και ευαισθητοποίησης των καταναλωτών σχετικά με την ποιότητα και ασφάλεια των τροφίμων. Ιδιαίτερης σημασίας είναι η δήλωση συγκεκριμένων χαρακτηριστικών ποιότητας σε προϊόντα υψηλής αξίας. Ως εκ τούτου, υπάρχει ανάγκη για νέες μεθοδολογίες ανάλυσης σε προϊόντα προστιθέμενης αξίας. Έτσι, οι αναλυτικοί χημικοί, με βάση τις γνώσεις τους σχετικά με τις τεχνικές και μεθοδολογίες, οδηγούν την έρευνα της αυθεντικότητας των τροφίμων. Στο θεωρητικό μέρος παρουσιάζονται οι ερευνητικές τάσεις του τομέα, υπογραμμίζοντας τις προοπτικές των αναλυτικών τεχνικών στο τομέα μαζί με τις συνηθέστερες εφαρμογές που έχει η κάθε μία στο πεδίο. Ακόμη, δίνεται αναλυτική εξήγηση στο γιατί τα στοιχειακά αποτυπώματα, και ιδιαίτερα οι σπάνιες γαίες, αποτελούν αξιόπιστους δείκτες αυθεντικότητας, ειδικά μάλιστα για τον προσδιορισμό της γεωγραφικής προέλευσης. Το πειραματικό μέρος χωρίζεται σε τέσσερα κύρια μέρη: α) προσδιορισμός της γεωγραφικής προέλευσης ΠΟΠ Φάβας Σαντορίνης, β) μελέτη της επίδρασης της εποχιακής διακύμανσης στο στοιχειακό αποτύπωμα της Φάβας Σαντορίνης, γ) μελέτη της επίδρασης της βιοδιαθεσιμότητας των ιχνοστοιχείων και σπανίων γαιών στην αυθεντικότητα της Φάβας Σαντορίνης και δ) αυθεντικότητα μελιού μέσω στοιχειακών αποτυπωμάτων και φθορισμομετρίας σύγχρονης σάρωσης. Τα στοιχειακά προφίλ ελήφθησαν με τη χρήση της τεχνικής φασματομετρίας μαζών - επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS). Όσον αφορά τον προσδιορισμό της γεωγραφικής προέλευσης της Φάβας Σαντορίνης, η διάκριση των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας πολυδιάστατα στοιχειακά αποτυπώματα. Τα δεδομένα των αποτυπωμάτων αναλύθηκαν περαιτέρω με πολυπαραμετρικές χημειομετρικές τεχνικές, χρησιμοποιώντας τόσο τις σπάνιες γαίες και τα ιχνοστοιχεία ξεχωριστά, όσο και δημιουργώντας ένα υβριδικό μοντέλο μεταξύ των δύο. Χρησιμοποιώντας το υβριδικό μοντέλο επετεύχθη διαχωρισμός των δειγμάτων ανά κατηγορία με επιτυχία 100%. Επιπλέον, κατά τη μελέτη της επίδρασης της εποχιακής διακύμανσης στην αυθεντικότητα της Φάβας Σαντορίνης, λήφθηκαν δείγματα την ίδια περίοδο από τρείς διαφορετικές χρονιές. Μετά από πολυπαραμετρική ανάλυση των δεδομένων παρατηρήθηκε ότι χρησιμοποιώντας τα ιχνοστοιχεία επετεύχθη έως και 100% διαχωρισμός των ετών συγκομιδής. Χρησιμοποιώντας όμως τις σπάνιες γαίες ο διαχωρισμός ήταν αδύνατος, κάτι το οποίο εξηγείτε μάλλον διότι το προφίλ κατανομής των σπανίων γαιών βασίζεται στην μορφολογία της γεωλογικής περιοχής και όχι τόσο στην εποχιακή διακύμανση. Κατά τη μελέτη της επίδρασης της βιοδιαθεσιμότητας των στοιχείων στην αυθεντικότητα της Φάβας Σαντορίνης, πραγματοποιήθηκε ολική χώνευση και ήπιες εκχυλίσεις σε δείγματα χωμάτων από τα αντίστοιχα πεδία των δειγμάτων Φάβας. Παρατηρήθηκε ότι η βιοδιαθεσιμότητα των σπανίων γαιών ακολουθούσε το ίδιο πρότυπο ανεξαρτήτως προέλευσης του χώματος, οπότε η σύσταση τους στο φυτό και στον καρπό αντικατοπτρίζει και τη γεωλογία του μέρους προέλευσης. Τέλος, στη μελέτη της αυθεντικότητας μελιού, αναλύθηκαν δείγματα από Ελλάδα και Πολωνία και χρησιμοποιώντας το στοιχειακό τους αποτύπωμα έγινε διαχωρισμός τους ανάλογα τη γεωγραφική τους προέλευση, τον βοτανικό τους τύπο ενώ δεν έγινε δυνατή η διάκριση της μεθόδου παραγωγής (συμβατική ή βιολογική). Ο διαχωρισμός επετεύχθη με τη χρήση πολυπαραμετρικών χημειομετρικών τεχνικών χρησιμοποιώντας δεδομένα από τις σπάνιες γαίες αλλά και τα ιχνοστοιχεία. Ο διαχωρισμός του βοτανικού τύπου αλλά και της γεωγραφικής προέλευση ήταν επιτυχής με τις περισσότερες μεθόδους, σε αντίθεση με τη μέθοδο παραγωγής. Επίσης τα ίδια δείγματα αναλύθηκαν και σε φθορισμόμετρο σύγχρονης σάρωσης, στα οποία δεδομένα που ελήφθησαν χρησιμοποιήθηκαν οι ίδιες χημειομετρικές τεχνικές ανάλυσης. Τα αποτελέσματα ήταν επίσης ικανοποιητικά, αφού επετεύχθη επιτυχής κατηγοριοποίηση στις περισσότερες περιπτώσεις.