Fusão de dados e análise multivariada para análise de autenticidade de alimentos

Nature Communications volume 14, Número do artigo: 3309 (2023) Citar este artigo

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Uma fusão de dados de nível médio juntamente com abordagem de análise multivariada é aplicada a conjuntos de dados de espectrometria de massa de plataforma dupla usando espectrometria de massa de ionização evaporativa rápida e espectrometria de massa de plasma acoplado indutivamente para determinar a classificação correta da origem do salmão e métodos de produção. Salmão (n = 522) de cinco regiões diferentes e dois métodos de produção são usados ​​no estudo. O método atinge uma precisão de classificação de validação cruzada de 100% e todas as amostras de teste (n = 17) têm suas origens determinadas corretamente, o que não é possível com métodos de plataforma única. Foram encontrados dezoito marcadores lipídicos robustos e nove marcadores elementares, que fornecem evidências robustas da proveniência do salmão. Assim, demonstramos que nossa fusão de dados de nível médio - estratégia de análise multivariada melhora muito a capacidade de identificar corretamente a origem geográfica e o método de produção do salmão, e essa abordagem inovadora pode ser aplicada a muitas outras aplicações de autenticidade de alimentos.

O consumo mundial de salmão é três vezes maior do que em 19801. O que antes era considerado uma iguaria é agora uma das espécies de peixe mais populares nos Estados Unidos (EUA)2, Europa (UE)3 e países asiáticos4. O salmão do Atlântico e do Pacífico são as duas principais fontes de salmão do mundo. Quase 70% de toda a produção de salmão é cultivada e, em 2020, foram produzidas mais de 2,6 milhões de toneladas de salmão de viveiro, em comparação com apenas cerca de 550.000 toneladas de salmão selvagem1. Os preços do salmão podem ser voláteis5, mas mais do que dobraram nos últimos 10 anos e agora são mais altos do que muitos produtos comparáveis6. A aquicultura em grande escala é usada para produzir salmão do Atlântico nos hemisférios Norte e Sul, e tornou-se o peixe mais cultivado no mundo ocidental7,8.

As principais regiões de consumo de salmão são a UE, seguida pelos EUA, Brasil, China, Rússia e Japão9. Quando os consumidores na China foram questionados, descobriu-se que a qualidade e o valor eram os fatores mais importantes na compra de salmão. Cinquenta e sete por cento dos entrevistados acreditavam que o salmão selvagem do Alasca tinha um sabor melhor do que a variedade criada em fazendas, indicando que os consumidores chineses estavam mais interessados ​​em comprar salmão selvagem capturado10. Os consumidores japoneses desfrutam do mercado de salmão mais diversificado do mundo. O preço do salmão neste mercado é determinado pela oferta e procura totais de todas as espécies de peixe11. Um relatório mostrou que, em algumas regiões da América do Norte, os consumidores de frutos do mar têm preferência por salmão selvagem em vez de salmão cultivado12. No entanto, eles podem não receber o tipo e a qualidade do salmão pelo qual pagaram. Hu et al.13 usando métodos de DNA barcoding e DNA mini-barcoding revelaram uma taxa de rotulagem incorreta de 25% em produtos de peixe de Vancouver. Uma questão importante é que o salmão pode viajar de um barco de pesca no Alasca para uma fábrica de processamento chinesa e depois para uma loja de varejo em Nova York, enquanto as informações sobre o peixe, como de onde veio e se foi capturado ou cultivado, podem se perca ou seja alterado de forma fraudulenta enquanto viaja ao longo da mais complexa das cadeias de abastecimento14.

Na literatura científica, medidas para identificar erros de rotulagem de peixes são comuns na área de pesquisa de autenticidade15. O DNA barcoding foi usado para identificar a substituição do salmão do Atlântico pelo salmão do Pacífico16. Mais recentemente, Deconinck et al.17 apresentaram um método Droplet Digital PCR para identificação e quantificação da porcentagem de salmão do Atlântico em produtos alimentícios processados ​​e mistos, permitindo a identificação e semiquantificação de tecido específico do salmão em produtos alimentícios processados ​​contendo várias espécies . Nos últimos anos, a espectrometria de massa (MS) tornou-se uma ferramenta mais popular na pesquisa de autenticidade de alimentos. Fiorino et al.18 descreveram um método de Análise Direta em Tempo Real – Espectrometria de Massa de Alta Resolução (DART-HRMS) para discriminação de salmão selvagem e de criação. Embora estudos anteriores tenham relatado técnicas de análise de autenticidade de salmão, esses métodos estão sujeitos a longos procedimentos de preparação de amostras e falharam em atingir um nível de precisão suficiente em termos de rastreabilidade geográfica19. Uma espectroscopia de infravermelho próximo e um método de ICP-MS foram desenvolvidos, combinados com abordagens quimiométricas para determinar a discriminação entre o salmão cultivado no Chile e o salmão de origem norueguesa20. Mais recentemente, Chang et al.21 publicaram um método LC-HRMS para discriminar a origem do salmão do Atlântico na Noruega e no Chile. O monitoramento da autenticidade geográfica do salmão é necessário, mas a proveniência e o número de amostras necessárias para desenvolver e validar métodos não direcionados devem ser cuidadosamente considerados, pois isso terá uma enorme influência na robustez de qualquer procedimento desenvolvido.