Análise XRF em busca de perfil elementar de impressão digital no sul

Jun 25, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13739 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

A implementação de técnicas analíticas capazes de certificar a qualidade e origem dos alimentos de forma rápida e não destrutiva está a tornar-se uma necessidade generalizada no setor agroalimentar. Entre as técnicas físicas não destrutivas, a espectrometria de fluorescência de raios X (XRF) é frequentemente utilizada para analisar a composição elementar de amostras biológicas. Neste estudo, perfis elementares de fluorescência de raios X (XRF) foram medidos em amostras de tomate pertencentes a diferentes áreas geográficas na Sicília (Itália). O objetivo desta investigação foi estabelecer um protocolo de medição e análise in-situ capaz de fornecer avaliação da qualidade e rastreabilidade de produtos agroalimentares IGP, sustentando especificamente a segurança sanitária e a assinatura bioquímica autoqualificada. Em detalhe, a amostragem foi realizada numa das áreas mais produtivas de tomate do sudeste da Sicília (distrito de Pachino), caracterizada por uma quantidade relativamente maior de carbono orgânico e capacidade de troca catiónica, e comparada com amostras de outras áreas de cultivo da Sicília, caindo na província de Ragusa e na região do Monte Etna. Os dados experimentais foram analisados ​​no âmbito da análise multivariada utilizando análise de componentes principais e posteriormente validados por análise discriminante. Os resultados mostram a presença de assinaturas elementares específicas associadas a vários elementos caracterizadores. Esta metodologia estabelece a possibilidade de desemaranhar um padrão claro de impressão digital associado à origem geográfica de um produto agroalimentar.

As características nutricionais e organolépticas dos alimentos, bem como a origem dos alimentos e as condições higiénico-sanitárias, são requisitos fundamentais para a avaliação da qualidade e segurança, com impacto direto na alimentação saudável e no bem-estar social.

A identidade e a origem de um produto proveniente de uma área geográfica peculiar e valiosa são reconhecidas pela Comunidade Europeia com os rótulos “Indicação Geográfica Protegida” (IGP) e “Denominação de Origem Protegida” (DOP). Estes rótulos visam salvaguardar os nomes de produtos específicos para promover as suas características únicas relacionadas com a sua origem geográfica.

Já é conhecido na literatura que a presença nos vegetais de diversos compostos bioativos como flavonóides, taninos e outros constituintes polifenólicos1,2 bem como de compostos aromáticos, principais responsáveis ​​pelas propriedades organolépticas dos alimentos, identifica muitas vezes a genuinidade do produto e salubridade. Estas estão estritamente relacionadas com as especificidades do território de origem. Assim, a verificação da origem dos alimentos através da determinação dos elementos caracterizadores torna-se de extrema importância para a rastreabilidade e no combate à fraude alimentar durante toda a cadeia de produção, processamento e comercialização. Neste contexto, a autenticação alimentar é especialmente necessária para produtos de marca, como os rotulados com DOP e IGP, que são mais suscetíveis à fraude do que outros produtos, devido ao seu maior valor económico.

Os elementos caracterizadores e traços em amostras biológicas e ambientais são geralmente identificados usando métodos tradicionais, como técnicas de espectrometria atômica, incluindo ICP-OES (Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente) e ICP-MS (Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado)3. Apesar da ampla utilização dos instrumentos analíticos clássicos, recentemente foram introduzidas técnicas não destrutivas, com a dupla vantagem de agilizar a análise e evitar danos à matriz biológica analisada. Além disso, exigem uma quantidade mínima de amostra e podem ser usados ​​para medições on-line em diversas etapas do processamento industrial. Entre estes, a espectrometria de fluorescência de raios X (XRF) é frequentemente utilizada. Permite identificar e quantificar os elementos de uma amostra homogênea ou não homogênea (sólida ou líquida) medindo os raios X fluorescentes emitidos pela desexcitação do invólucro atômico, após uma irradiação primária de raios X (ver 4 e referência nele). A espectrometria XRF tem a vantagem de ser uma técnica relativamente barata, fácil de implementar (também no campo) e muito rápida, pois permite determinar presença e concentrações de muitos elementos químicos em poucos minutos, com elevada exactidão e precisão. Porém, esta técnica apresenta grande dificuldade na determinação de elementos químicos com peso atômico inferior ao do Na (Z \(\leqslant\) 11). Na verdade, o feixe de raios X incidente é principalmente disperso e pouco absorvido por amostras orgânicas particularmente ricas em elementos leves, como C, H, O e N. Neste caso, um conhecimento mais extenso da composição química de um amostra poderia ser obtida trabalhando em outras regiões espectrais e usando técnicas espectrométricas baseadas em espalhamento, como Rayleigh, Compton e Raman.5,6.