Sustainable Analytical Techniques for Pistachio Authentication and Safety Assurance

Pistachios are globally significant due to their nutritional value and economic importance, making the assurance of their quality and safety a critical priority. This research addresses two major challenges in the pistachio industry: geographic authentication and the detection of aflatoxin contamination, both of which have serious implications for consumer health and market stability. To combat food fraud and verify geographic origin, this study employs advanced volatile organic compound (VOC) profiling techniques using solid phase microextraction (SPME) coupled with comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry (GCxGC-MS). These methods, integrated with chemometric data analysis, allow for the comprehensive characterization of pistachios’ volatile fingerprints. The findings demonstrate the potential of VOC profiling to classify pistachios based on geographic origin, thereby enhancing transparency in the supply chain and protecting consumers from fraudulent practices. On the safety front, the study focuses on improving the detection of aflatoxins, toxic secondary metabolites produced by Aspergillus fungi that pose significant health risks and are subject to strict regulatory limits. Novel, eco-friendly extraction techniques, including the use of deep eutectic solvents (DES), are developed to address the unique challenges of analyzing lipid-rich matrices like pistachios. These methods provide high efficiency in extracting aflatoxins while aligning with green chemistry principles. Subsequent analysis using ultra-high-performance liquid chromatography (UHPLC) with fluorescence detection (FLD) ensures precise quantification and compliance with regulatory standards. Overall, the research demonstrates significant advancements in both authenticity verification and contamination detection for pistachios. The outcomes emphasize the potential of combining advanced analytical techniques with sustainable practices to address industry challenges effectively.

I pistacchi sono importanti a livello mondiale per il loro valore nutrizionale e la loro importanza economica, rendendo la garanzia della loro qualità e sicurezza una priorità fondamentale. Questa ricerca affronta due sfide importanti per l'industria del pistacchio: l'autenticazione geografica e l'individuazione della contaminazione da aflatossine, entrambe con gravi implicazioni per la salute dei consumatori e la stabilità del mercato. Per combattere le frodi alimentari e verificare l'origine geografica, questo studio impiega tecniche avanzate di profilazione dei composti organici volatili (COV) utilizzando la microestrazione in fase solida (SPME) accoppiata a gas-cromatografia bi-dimensionale comprensiva e spettrometria di massa (GCxGC-MS). Questi metodi, integrati con l'analisi chemiometrica dei dati, consentono una caratterizzazione completa delle impronte volatili dei pistacchi. I risultati dimostrano il potenziale del profilo VOC per classificare i pistacchi in base all'origine geografica, migliorando così la trasparenza della catena di approvvigionamento e proteggendo i consumatori da pratiche fraudolente. Sul fronte della sicurezza, lo studio si concentra sul miglioramento della rilevazione delle aflatossine, metaboliti secondari tossici prodotti dai funghi Aspergillus che comportano rischi significativi per la salute e sono soggetti a limiti normativi rigorosi. Sono state sviluppate nuove tecniche di estrazione ecologiche, tra cui l'uso di solventi eutettici profondi (DES), per affrontare le sfide uniche dell'analisi di matrici ricche di lipidi come i pistacchi. Questi metodi garantiscono un'elevata efficienza nell'estrazione delle aflatossine e sono in linea con i principi della chimica verde. La successiva analisi mediante cromatografia liquida ad altissime prestazioni (UHPLC) con rilevamento a fluorescenza (FLD) garantisce una quantificazione precisa e la conformità agli standard normativi. Nel complesso, la ricerca dimostra progressi significativi sia nella verifica dell'autenticità che nel rilevamento della contaminazione dei pistacchi. I risultati sottolineano il potenziale della combinazione di tecniche analitiche avanzate con pratiche sostenibili per affrontare efficacemente le sfide del settore.