Έλεγχος προέλευσης, ποιότητας σε προϊόντα αγροδιατροφής και επιμολύνσεων σε προϊόντα γάλακτος με μεθόδους οπτικής φασματοσκοπίας και χημειομετρίας

Abstract

Quality control in food products is of great importance nowadays. It is often associated with modern analytical methods and procedures which are expensive and time consuming. So, the need has arisen of alternative techniques that are of low cost, non-destructive, can provide rapid information regarding the identity and quality of agrofoods products. In this thesis, absorption spectroscopy coupled with statistical analysis has been applied in wine samples in order to discriminate their botanical origin. Based on Partial Least Squares method, efficient mathematical models were constructed that are capable of estimating with success the content of wine phenolics, Anthocyanins and Tannins. Additionally, absorption spectroscopy, FT-IR spectroscopy, Fluorescence and Reflectance spectroscopy coupled with statistical analysis has been applied in milk and dairy products in order to distinguish the samples according to animal origin, farming method and system. Based on Partial Least Squares method, efficient mathematical models were constructed that are capable of estimating with success the content of lipids, proteins and SNF. The adulteration of milk with water and milk of different species was also studied. Finally, some basic studies for detection of antibiotic contamination in milk samples were performed. Another product studied was extra virgin olive oil. Raman spectroscopy combined with statistical data analysis was applied to distinguish the quality of olive oil and the type of cultivation.

Στις μέρες μας, ο ποιοτικός έλεγχος των τροφίμων κρίνεται υψίστης σημασίας. Βασίζεται κυρίως σε μοντέρνες αναλυτικές μεθόδους και τεχνικές που είναι μεν ακριβείς αλλά είναι ταυτοχρόνως ακριβές και χρονοβόρες. Έτσι, προκύπτει η ανάγκη για την εφαρμογή εναλλακτικών τεχνικών οι οποίες είναι χαμηλού κόστους, μη καταστρεπτικές και που μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχετικές με την ταυτότητα και την ποιότητα των προϊόντων αγροδιατροφής. Στην παρούσα διατριβή έγινε εφαρμογή οπτικής φασματοσκοπίας σε συνδυασμό με στατιστική ανάλυση (μεθόδους μηχανικής μάθησης) σε δείγματα προϊόντων αγροδιατροφής όπως το κρασί ,τα γαλακτοκομικά και το ελαιόλαδο. Στην περίπτωση του κρασιού εφαρμόστηκε φασματοσκοπία απορρόφησης και με τη χρήση της στατιστικής ανάλυσης έγινε διάκριση της βοτανικής προέλευσης διαφόρων δειγμάτων και κατασκευάστηκαν επιτυχημένα μοντέλα πρόβλεψης της φαινολικής σύστασης του κρασιού, της συγκέντρωσης σε ανθοκυάνες και τανίνες. Όσον αφορά δείγματα γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων έγινε εφαρμογή φασματοσκοπίας απορρόφησης, FT-IR, φθορισμού και διάχυτης ανάκλασης σε συνδυασμό με στατιστική ανάλυση με σκοπό την διάκριση των δειγμάτων ως προς την ζωική τους προέλευση, τον τρόπο εκτροφής και το σύστημα εκτροφής. Επίσης κατασκευάστηκαν επιτυχημένα μοντέλα πρόβλεψης του λίπους, των πρωτεϊνών και του SNF. Μελετήθηκε επίσης η νόθευση του γάλακτος με νερό και γάλα διαφορετικής ζωικής προέλευσης. Τέλος έγιναν κάποιες βασικές μελέτες για ανίχνευση επιμόλυνσης από αντιβιοτικά σε δείγματα γάλακτος. Ένα άλλο τρόφιμο το οποίο μελετήθηκε είναι το εξαιρετικά παρθένο ελαιόλαδο. Εφαρμόστηκε η φασματοσκοπία Raman σε συνδυασμό με στατιστική ανάλυση με σκοπό την διάκριση της ποιότητας και του τύπου καλλιέργειας εξαιρετικά παρθένου ελαιόλαδου. Όλα τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την δυνατότητα εφαρμογής της οπτικής φασματοσκοπίας ως εναλλακτικού εργαλείου χαμηλού κόστους στον έλεγχο προέλευσης, ποιότητας και νοθείας τροφίμων.