Food traceability and authenticity assessment by application of NMR spectroscopy with a non-targeted approach

In recent years, the interest of the research community and industry in investigation methods that ensure traceability and enable the valorisation of quality products has increased considerably. The development of such methods becomes essential to protect the commercial value of agri-food products and, at the same time, safeguard consumers’ health. Under this scenario, there has been an increasing use of the so-called non-targeted approach. The application of this approach to food matrices allows to define their metabolic profile, providing a unique fingerprint for each matrix. This advantage has led the non-targeted method to become a viable strategy to address complex food quality control issues, including authenticity and traceability. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a promising tool to produce fingerprint food in a non-targeted analysis. The generated NMR spectrum represents a unique signature for every food product, which is impossible to modify artificially. The quality of a food product can be, thus, assessed quickly and reliably, tracing back all those factors (presence of adulterants, agronomic practices, geographical origin) that may influence the metabolic profile of the product. The applications of the non-targeted NMR-based method reported in the PhD thesis demonstrate the potential of this approach in ensuring the traceability and assessing the authenticity of agri-food products. The high reliability of this approach would enhance the certification systems currently in use, making the latter even more robust and resistant to fraud attempts, also supported by blockchain-based information technologies.

Negli ultimi anni, l’interesse del mondo della ricerca e dell’industria verso metodi d’indagine che garantiscano la tracciabilità e permettano la valorizzazione delle produzioni di qualità è aumentato in modo considerevole. Lo sviluppo di tali metodi diventa essenziale per proteggere il valore commerciale dei prodotti agroalimentari e, al tempo stesso, tutelare la salute dei consumatori. In questo scenario, si è assistito ad un crescente impiego del metodo definito non-targeted. L’applicazione di tale approccio alle matrici alimentari permette di caratterizzarne l’intero profilo metabolico ed ottenere quella che viene definita impronta digitale o fingerprint. Tale vantaggio ha portato il metodo non-targeted a diventare una valida strategia per far fronte alle complesse problematiche relative al controllo qualità degli alimenti, tra cui l’autenticità e la tracciabilità. La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) è un promettente strumento per ottenere il fingerprint degli alimenti in un’analisi non-targeted. Lo spettro NMR generato rappresenta una firma unica per quel prodotto, impossibile da modificare artificialmente, attraverso il quale è possibile valutarne la qualità in maniera rapida e affidabile, risalendo a tutti quei fattori (presenza di adulteranti, pratiche agronomiche, origine geografica) che possono influenzarne il profilo metabolico. Le applicazioni del metodo non-targeted basato sull’impiego dell’NMR riportate all’interno della tesi dimostrano la potenzialità di tale approccio nel garantire la tracciabilità e autenticità dei prodotti agroalimentari. L’elevata affidabilità di tale approccio potenzierebbe i sistemi di certificazione attualmente in uso, rendendo quest’ultimo ancora più robusto e resistente ai tentativi di frode, supportato anche con le tecnologie informatiche basate sulla blockchain.