Gourmet ou imitation ?
Une nouvelle technique permet de détecter les fraudes alimentaires
Lorsque vous achetez des produits alimentaires artisanaux - gruyère suisse, extrait de vanille biologique, prosciutto italien - en avez-vous eu pour votre argent ? La fraude alimentaire mondiale étant estimée à 40 milliards de dollars par an, les chercheurs de l'université de Purdue s'attaquent à cette question en mettant au point une technique d'"empreinte" alimentaire suffisamment sensible pour distinguer les aliments fabriqués à partir des mêmes ingrédients, mais dans des lieux différents.
Sungho Shin, chercheur postdoctoral à Purdue, utilise un instrument portable de spectroscopie LIBS pour collecter des données sur la surface d'une orange.
Purdue University photo/Charles Jischke
La fraude alimentaire, que la Food and Drug Administration des États-Unis qualifie officiellement d'"adultération à motivation économique", se produit lorsque les fabricants remplacent un ingrédient moins cher par un ingrédient plus précieux, par exemple en remplaçant de l'huile d'olive par de l'huile végétale ou en remplaçant du safran par des tiges de plantes moulues. Il s'agit d'un délit difficile à appréhender, car les aliments peuvent être modifiés à n'importe quel endroit de la chaîne d'approvisionnement mondiale. Garantir l'authenticité est encore plus difficile lorsque des fournisseurs malhonnêtes échangent simplement un produit similaire contre son équivalent plus cher, comme le sel marin de l'Himalaya ou les tomates San Marzano.
"Pensez à la différence entre un jambon élevé en plein air au Portugal, vieilli dans une grotte pendant deux ans, et un jambon acheté chez WalMart", explique Bartek Rajwa, professeur de recherche en sciences de la vie informatiques à l'université de Purdue. "Il s'agit de viande de porc, avec les mêmes ingrédients, mais avec un goût, une odeur et une texture très différents. Pour les distinguer, nous avons besoin d'un système capable d'analyser quantitativement ces caractéristiques. C'est un défi de taille."
M. Rajwa et son équipe mettent au point un processus en deux parties, en instance de brevet, qui fournit des informations sur la composition atomique et la structure chimique d'un échantillon d'aliment, ce qui permet d'identifier les ingrédients, la préparation et, éventuellement, le point d'origine.
Les résultats publiés d'un test utilisant la première étape comme méthode autonome ont permis de distinguer avec une précision de 99 % une imitation d'arôme de vanille d'un véritable extrait de vanille, et avec une précision d'environ 90 % un fromage européen portant la marque "Gruyère" d'un fromage de type Gruyère produit dans le Wisconsin. Au début de l'année, M. Rajwa a présenté le processus plus sophistiqué en deux parties lors de la conférence Sensing for Agriculture and Food Quality and Safety XV de la Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE).
M. Rajwa, expert en techniques d'analyse biologique, a découvert le domaine de l'authentification des aliments dans le cadre de son travail de développement de systèmes de reconnaissance de la contamination bactérienne des aliments.
"J'ai commencé à assister à des conférences sur les sciences de l'alimentation et à écouter les leaders dans ce domaine, et c'est là que j'ai pris conscience de l'ampleur du problème", a déclaré M. Rajwa. "Il s'agit d'une énorme entreprise criminelle qui passe presque inaperçue. La plupart du temps, le seul préjudice est de payer un supplément et d'obtenir un produit de qualité inférieure, mais dans certains cas, cela peut causer de graves dommages".
De nombreuses méthodes de spectroscopie, dont la spectrométrie de masse, la spectroscopie de fluorescence et la chromatographie liquide, sont utilisées pour identifier les aliments. Toutefois, selon M. Rajwa, aucune des méthodes existantes n'est infaillible, et la plupart sont difficiles et coûteuses, ce qui laisse une large place à l'innovation dans ce domaine.
Pour relever le défi, Rajwa et ses collaborateurs de Purdue, J. Paul Robinson et Euiwon Bae, se sont tournés vers la spectroscopie à décomposition induite par laser (LIBS), une méthode bien développée pour la science des matériaux et la métallurgie, mais qui n'est pas couramment utilisée dans la science alimentaire. La LIBS utilise un laser puissant pour créer un minuscule panache de plasma à la surface d'un échantillon. L'intensité des différentes longueurs d'onde de la lumière émise par le plasma indique le type et la proportion des éléments qui composent les ingrédients de l'échantillon, et fournit même des informations précieuses sur sa texture. La LIBS crée un spectre numérique unique qui, grâce à une approche d'apprentissage automatique développée par l'équipe de Rajwa pour cette tâche, est transformé en une empreinte digitale qui peut être utilisée pour vérifier l'identité de l'aliment testé.
Dans un article publié dans Foods, l'équipe a testé plusieurs échantillons de fromage de type alpin, de café, d'extrait de vanille, de vinaigre balsamique et d'épices comme la noix de muscade, le poivre et le curcuma. Pour de nombreux aliments, la méthode s'est avérée très précise, même en utilisant un instrument LIBS portable peu coûteux. Mais pour les aliments plus complexes, comme le fromage de type alpin, le spectre LIBS ne suffit pas, selon M. Rajwa.
Pour obtenir des informations supplémentaires permettant de vérifier l'origine d'aliments aussi complexes que le fromage et le jambon, il travaille sur une deuxième étape utilisant la spectroscopie Raman, qui est capable d'identifier des molécules organiques spécifiques, telles que celles associées à la présence de pesticides, de fongicides ou d'antibiotiques dans les aliments.
"D'une certaine manière, ils forment une paire complémentaire : ce que l'un ne peut pas détecter, l'autre peut le faire", a déclaré M. Rajwa. "La LIBS vous donne la quantité de chaque atome, et le Raman vous dit comment ils sont organisés.
Lors de la conférence de la SPIE, M. Rajwa a présenté des données sur la méthode en deux parties, qui montrent une amélioration de la précision par rapport à la méthode LIBS seule ; les résultats finaux n'ont pas encore été publiés.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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