Développement de nouvelles applications en analyse d’authenticité des aliments par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)

Development of new analytical applications for food authentication by Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

• Auteur / Autrice : Vincent Portaluri
• Direction : Gérald Remaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
• Date : Soutenance le 12/10/2021
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Le Moyec
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Illa Tea, Serge Akoka
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Cordella, Fabrice Besacier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimiométrie

Résonance magnétique nucléaire

Consommateurs -- Protection

Produits commerciaux -- Sécurité

Mots clés libres

--

Résumé

L’authentification des aliments garantit aux consommateurs la traçabilité de leurs produits tout en oeuvrant contre les fraudes. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est une méthode d’analyse de choix pour l’analyse isotopique position-spécifique comme pour l’acquisition de profils spectraux. Les travaux menés avaient pour but l’amélioration de la sensibilité des analyses RMN 13C isotopiques ainsi que le développement d’une solution de traitement de données. Le premier axe concernait l’implémentation de la séquence INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer) adiabatique refocalisée pour l’obtention du profil isotopique 13C de plusieurs molécules cibles (éthanol, vanilline). Des performances analytiques satisfaisantes ont été obtenues et la définition d’une correction empirique a permis de se raccorder aux données historiques. Ces travaux ont fait l’objet de deux publications. Le second axe consitait à développer un outil de traitement de données automatisé permettant l’interprétation des expériences non-ciblées par RMN 1H du miel, pour la vérification de l’authenticité de cette matrice (origines botanique et géographique, sucrage notamment). L’ensemble des méthodes développées a été transféré en routine. Les approches maitrisées au cours de la thèse ont également permis d’appréhender le contrôle d’autres matrices, dans l’optique d’étendre la portée de la RMN pour l’authentification des aliments

Food authentication offers product traceability to consumers, while acting against frauds. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is a premium analytical tool for both position-specific isotope analysis (PSIA) and spectral fingerprinting. Several targets were set for this work: increase 13C-isotope ratio monitoring-NMR sensitivity through methodological advances, and develop a solution for 1H NMR Profiling data curation. The first part aimed at implementing routinely adiabatic refocused INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer) pulse sequence to get the full 13C isotopic profile of several molecules such as ethanol and vanillin. Great analytical performances were obtained and the definition of an empirical correction allowed the use of historical databases. This work was described in two publications. Secondly, an automated tool was developed to exploit data generated by non-targeted 1H NMR honey analysis. Pertinent information was synthesized in order to offer a clear interpretation of the experiment from an authentication point of view, including botanical and geographical origin verification and addition of exogenous sugars. All developed methods were transferred and applied routinely. Concepts explored during these projects paved the way for other matrices control, in order to extend the scope of NMR methods (either in isotope or metabolomic field) for food authentication