Espectroscopía de Plasma Inducido por Láser para identificar el Origen Geográfico de miel

FECHNER, DIANA C.; SIVA, TIAGO V.; NESPECA, MAURILIO GUSTAVO; VIEIRA, ALAN LIMA; NETO, JOSÉ ANCHIETA GOMES; PELLERANO ROBERTO G.; FERREIRA, EDILENE CRISTINA

Corrientes (Cap)

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

Lamiel es un alimento natural valorado en todo el mundo por sus valoresnutricionales y terapéuticos, por lo que su autenticación de acuerdo con elorigen geográfico es una garantía de las propiedades genuinas de dicha miel 1.En este trabajo, se evaluó la espectroscopía de plasma inducida por láserasistida por descarga de chispas (LIBS-SD) para la certificación de origengeográfico de la miel. Se estudiaron 49 muestras compuestas de miel multifloralrecolectadas de cuatro provincias de la región Nordeste de Argentina en losaños 2015 y 2016: 11 muestras de Formosa (F), 10 de Chaco (CH), 14 deCorrientes (C) y 14 de Misiones (M). Los espectros se adquirieron en un sistemaLIBS equipado con un láser Q-Switched Nd: YAG 1064 nm Big Sky Ultra 50, un hazde fibra óptica, y cuatro espectrómetros HR2000+, con una resolución óptica de0,1 nm y un rango espectral de 200 nm a 630 nm. El pulso láser de 8 ns fue conenergía de potencia máxima de 50 mJ. Todo el sistema está acoplado a undispositivo de descarga de chispas (SD) 2.Se midieron 25 réplicas por muestra y se eliminaron los espectros atípicos,luego los espectros restantes fueron evaluados por PCA, excluyéndose los quemostraban valores fuera de los límites de confianza (95%). Los espectros útilesde cada muestra se ajustaron a la línea de base, se normalizaron y sepromediaron.Conlos espectros promedio de cada muestra se realizaron preprocesamientosespectrales (centrado en la media, corrección de línea de base por filtroWhittaker, primera y segunda derivadas, suavizado Savitzky-Golay, corrección dedispersión multiplicativa, ponderación generalizada de mínimos cuadrados(GLSW), autoescalado) para los métodos de clasificación PLS-DA y SVM 3,4.La combinación de suavizado, GLSW y centrado en la media proporcionó el mayornúmero de clasificaciones correctas ambos métodos. Dado que el GLSW atenúa lasvariables espectrales que varían en la misma clase, las variablescorrelacionadas con las clases presentan mayor peso en el modelado. Por lotanto, este preprocesamiento fue el más importante para proporcionarclasificaciones correctas. Además, el suavizado SavitzkyGolay redujo el ruidoespectral, hizo que los picos de emisión fueran más definidos y aumentó elajuste del modelo. PLS-DA y SVM pudieron clasificar los cuatro grupos de mielpor provincia de origen: el modelo SVM (ν = 0.5, γ = 10-6)proporcionó el 100% de clasificación correcta para el conjunto de validaciónexterna, y el modelo PLS-DA (9 LV) proporcionó el 94% de clasificacióncorrecta. Por otra parte, se utilizó el método PLS-DA para la visualización einterpretación de la separación de los cuatro grupos de miel. Los resultadosfueron concordantes con la composición elemental de las muestras obtenida porasignación de líneas de emisión espectral según la base de datos NIST LIBS. Lasmuestras de M mostraron el menor contenido de N, mientras que las de C y Fmostraron el mayor contenido de este elemento, sugiriendo que la miel de C y Fpresenta un mayor contenido de proteína. Además, las muestras de C mostraron elmayor contenido de Ca, y un contenido medio de K y Fe. Las muestras de CH sedistinguieron de las demás por sus niveles más altos de Cu y niveles promediode Mn.Como conclusión, la autenticación del origengeográfico de la miel argentina se evaluó mediante LIBS-SD y herramientasquimiométricas. El preprocesamiento espectral apropiado proporcionó un modeloSVM capaz de clasificar la miel con precisión según sus regiones productoras,siendo el N el elemento más importante para la discriminación. Las contribucionescomplementarias de Ca, K, Cu, Fe y Mn también fueron importantes para ladiscriminación geográfica de la miel. Teniendo en cuenta la posibilidad demedir N y la importancia de este elemento para la discriminación geográfica dela miel, los métodos propuestos colocan a LIBS en una posición destacada encomparación con las técnicas atómicas convencionales, proporcionando además unanálisis rápido, limpio y directo, con un dispositivo de bajo costo para elcontrol de la calidad de los alimentos.