Innovaciones en plataformas analíticas empleando estrategias metabolómicas para la determinación de micotoxinas y otros contaminantes en muestras biológicas y alimentos

Resumen

La metabolómica consiste en un análisis exhaustivo y cuantitativo de todos los metabolitos de un sistema, siendo los metabolitos aquellas moléculas que presentan una masa molecular inferior a 1500 Da. Las aplicaciones de la metabolómica al análisis de alimentos se conocen como “foodómica”, una ciencia que permite monitorizar los cambios de la composición de los alimentos en términos de análisis composicional, seguridad alimentaria, clasificación de alimentos y trazabilidad. El desarrollo de métodos eficientes que permitan una evaluación fiable de las sustancias o componentes peligrosos que pueden poner en peligro la seguridad y la calidad de los alimentos ha constituido recientemente un importante reto en el ámbito de la Química Analítica. En este sentido, la foodómica se ha consolidado como una disciplina reconocida para elevar y asegurar los estándares de seguridad alimentaria, destacando sus aplicaciones en el control de micotoxinas en alimentos. Las micotoxinas son compuestos tóxicos resultantes del metabolismo secundario de varios hongos filamentosos, principalmente las especies Fusarium, Aspergillus, Penicillium y Alternaria. Estos compuestos pueden aparecer de forma natural en cereales, frutos secos, especias, cacao, café, frutas y verduras susceptibles de contaminación fúngica, afectando a la salud de los humanos y de los animales. Por tanto, sus niveles en alimentos están estrictamente restringidos por la legislación europea. Sin embargo, existe un grupo de micotoxinas denominadas emergentes, sobre las cuales no hay legislación establecida, siendo de gran importancia aportar estudios de ocurrencia sobre ellas para facilitar su futura legislación. Considerando los bajos niveles de concentración a los que se encuentran estas toxinas y el efecto matriz debido a las muestras, es fundamental desarrollar nuevos métodos analíticos de gran sensibilidad y selectividad. El tratamiento de la muestra es una etapa trascendental en el desarrollo de un método analítico. Por este motivo, la investigación en el campo de la Química Analítica en los últimos tiempos se ha centrado en el desarrollo de técnicas miniaturizadas de preparación de muestras. Estas técnicas tienen como objetivo conjunto lograr la preconcentración de los analitos de interés y simplificar la matriz, lo cual va en consonancia con los principios de la Química Analítica Verde. Las técnicas de microextracción surgen al desarrollar técnicas miniaturizadas que permitan la extracción y preconcentración de los analitos. En ellas, las cantidades utilizadas de fase extractante son del orden de microgramos o microlitros, según tengan lugar en fase sólida o líquida. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado tratamientos de muestras miniaturizados para el control de micotoxinas, principalmente micotoxinas emergentes, en muestras poco exploradas hasta la fecha, incluyendo pimentón, paté y muestras para alimentación animal. Otro objetivo significativo dentro del ámbito de la metabolómica y foodómica es la exploración de compuestos bioactivos. Por ello, en esta Tesis Doctoral las estrategias dirigidas y no dirigidas han permitido evaluar la metabolización del propil propano tiosulfonato (PTSO), y el comportamiento de otros compuestos bioactivos presentes en cítricos y aguacate. Finalmente, la foodómica se emplea como herramienta para establecer similitudes y diferencias entre productos alimentarios, proporcionando de esta manera información primordial sobre las propiedades sensoriales y nutricionales de los alimentos, así como para determinar la huella espectral y autenticidad de los mismos. En este sentido, en los últimos Capítulos de esta Tesis, se han aplicado estrategias de foodómica para la monitorización de compuestos orgánicos volátiles que permitan estudiar y establecer la calidad de ciertos alimentos como el aceite de oliva o la miel. Para ello se han acoplado detectores como MS o la espectrometría de movilidad iónica (IMS) a la GC empleando inyección en espacio de cabeza (HS) para minimizar el tratamiento de muestra, permitiendo la caracterización del perfil de compuestos orgánicos volátiles con gran selectividad y sensibilidad.