PN 23 15 03 01

Implementarea de metodologii analitice izotopice-chimice-nucleare integrate pentru autentificarea produselor alimentare tradiţionale româneşti – acronim IsoPRod

Obiective

Pentru atingerea scopului propus, proiectul trebuie sa indeplineasca urmatoarele obiective specifice:

1. Dezvoltarea metodelor analitice specifice pentru caracterizarea cât mai complexă a compoziţiei şi stabilirea proprietăţilor produselor tradiţionale româneşti i) cu denumire de origine protejată, denumire de origine controlată şi indicaţie geografică, precum vinurile, produsele pe bază de fructe şi produsele lactate şi ii) ecologice, precum carnea, mierea, legumele şi cerealele;
2. Stabilirea amprentei izotopice şi a profilului compoziţional (multi-element, profil chimic şi volatil, compuşi majoritari) pentru produsele tradiţionale româneşti cu scopul autentificării originii geografice şi botanice;
3. Maparea solurilor pe baza izotopilor netradiţionali ai stronţiului şi plumbului pentru confirmarea originii geografice. Studiu de caz – diferenţierea produselor obținute în zone agroclimatice apropiate;
4. Validarea metodelor pentru autentificarea produselor tradiţionale româneşti cu denumire de origine controlată (DOC), denumire de origine protejată (DOP) sau indicaţie geografică (IG), în vederea aplicării procedurilor la nivel regional/naţional;
5. Evaluarea statistică a datelor pentru generarea unei baze de date pentru produse autentice româneşti (DOC, DOP sau IG) şi identificarea biomarkerilor și compușilor bioactivi folosind o platformă comună de instrumente noi avansate de tip MS, inclusiv izotopi stabili, screening țintit, suspect, și nețintit pentru a asigura calitatea și trasabilitatea alimentelor pe baza abordărilor de modelare statistică și spațială;
6. Diseminarea metodologiei de amprentare izotopică şi multi-element unui public cât mai amplu din domeniul industriei alimentare. Furnizarea de informaţii ţintite.

Scop

Proiectul urmărește generarea de soluții analitice inovatoare și eficiente ca elemente cheie pentru implementarea unor metodologii de certificare a calității (organic vs. convențional) și autenticității produselor tradiționale românești. Propunem dezvoltarea și implementarea unor modele de interpretare multivariabile pentru confirmarea originii și calității produselor alimentare prin aplicarea celor mai noi metode de investigare pe baza amprentării izotopice, multi-element și proteice. Prin acest proiect, organismele de control și autoritățile vor fi sprijinite să își mobilizeze resursele într-un mod interactiv pentru a optimiza protecția consumatorilor și concurența loială pe piața emergentă a produselor traditionale româneşti.

Schema logică a realizării obiectivului general

Faze

Anul 2023
F1. Tehnici analitice de autentificare a vinurilor cu ajutorul markerilor izotopici în scopul protejării produselor comercializate cu denumire de origine controlată sau cu indicație geografică. Influența factorilor geoclimatici. Studiu de caz – diferențierea produselor viticole provenite din zone agroclimatice apropiate, Drăgășani vs. Sâmburești.
Termen de predare: 19.06.2023
Obiective:

1. Dezvoltarea și validarea de metode analitice noi/îmbunătățite de investigare, folosind tehnici avansate (RMN, IRMS, GC-MS, HPLC, LSC) pentru determinarea calității vinurilor;
2. Realizarea profilului compozițional (multi-element, profil volatil și compuși majoritari) al vinurilor cu scopul de a identifica potențiali markeri pentru stabilirea originii geografice și botanice prin GC-MS, RMN, UV-Vis, AAS, HPLC și LSC;
3. Determinarea rapoartelor izotopice specifice (C, N, H, O, Sr şi Pb) și radioizotopi de mediu (3H şi 14C) în vinuri, frunzele viței de vie și sol pentru discriminarea originii geografice prin utilizarea tehnicilor IRMS, ICP-MS, SNIF-NMR și LSC;
4. Cercetări experimentale pentru stabilirea indicatorilor de prevenție a fenomenului de stres hidric la culturile de viță de vie pentru creșterea calității strugurilor;
5. Elaborare metodologie de autentificare și evaluare a calității vinurilor pe baza analizei chemometrice a datelor experimentale adecvate obținerii unor informații utile pentru diferențierea precisă și de încredere a originii.

Rezultate preconizate: Metodele RMN, IRMS și GC-MS de obținere a profilelor metabolomice, izotopice și aromatice pentru caracterizarea vinurilor; Procedura de diferențiere a produselor viticole provenite din zone agroclimatice apropiate; Colecție de date privind markeri de origine (geografică și botanică) pentru vinuri; Raport experimental de stabilire timpurie a fenomenului de stres hidric la culturile de viță de vie; Raport experimental privind demonstrarea influenței condițiilor de creștere asupra compoziției chimice și a amprentei izotopice a lanțului sol-apă-plantă; Publicare un articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2).

F2. Procedee de trasabilitate pe lanțul sol-plantă-produs final ai izotopilor stabili și neconvenţionali. Studiu de caz – autentificarea produselor pe bază de prune cu indicație geografică (Magiun de prune Topoloveni).
Termen de predare: 30.11.2023
Obiective:

1. Elaborarea de modele experimentale pentru autentificarea prunelor proaspete și procesate utilizând tehnici analitice multi-element (ex. ICP-MS, SS-GFAAS, GC), multi-izotopice (IRMS, RMN, ICP-MS) și radioizotopilor de mediu (3H și 14C);
2. Realizarea profilului metabolomic, prin 1H-RMN, pentru diferențierea soiurilor de prune și a metodelor de obținere a produselor derivate;
3. Amprentarea polifenolică a prunelor proaspete și procesate;
4. Identificarea markerilor optimi, prin comparația spectrelor 1H-RMN, pentru detectarea produselor pe bază de prune adulterate, prin adăugare controlată de zahăr;
5. Stabilirea regimului de obținere a prunelor, organic vs. convențional, prin utilizarea tehniclor GC-MS, HPLC și IRMS;
6. Studii experimentale pentru stabilirea originii geografice a prunelor prin tehnicile IRMS (13C, 18O, 2H), ICP-MS (87Sr) și LSC (3H, 14C).

Rezultate preconizate: Dezvoltarea de noi proceduri de preparare a probelor cu un coeficient de extracție mare a compușilor țintă, necesare pentru fiecare metodă în parte; Procedură de analiză a prunelor și produselor derivate din prune pentru stabilirea calității (organic vs. convențional); Metodă statistică de diferențiere a originii botanice/geografice și de autentificare a produselor derivate din prune pe baza tehnicilor analitice folosite; Bază de date cu markeri de origine geografică/botanică pentru produse pe bază de prune; Publicarea unui articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2); Participarea la două conferințe internaționale de profil.

Anul 2024
F3. Compendiu analitic suport pentru detectarea produselor melifere adulterate
Termen de predare: 15.07.2024
Obiective:

1. Investigarea aplicării profilului metabolic bazat pe spectroscopie RMN (1H/13C) și identificarea markerilor (compuși majoritari/minoritari) din produsele melifere prin metode avansate (IRMS, GC-MS, LSC) corelate cu abordarea chemometrică a datelor pentru controlul calității mierii;
2. Evaluarea rezoluției spațio-temporale a concentrațiilor de oligoelemente și a compozițiilor izotopice de Pb și Sr ale produselor melifere ca biomonitori pentru distribuția urbană a metalelor;
3. Stabilirea markerilor optimi de diferențiere a calității și originii botanice/geografice a produselor apicole. Colecție de date referențiale;
4. Evaluarea potențialul de aplicare al spectroscopiei Raman pentru detectarea zaharurilor exogene din miere;
5. Elaborare și validare metodologie de confirmare a autenticității mierii.

Rezultate preconizate: Raport de cercetare experimentală privind analiza calitativă și cantitativă a compușilor țintă; Procedură de preparare și analiză a produselor melifere pentru stabilirea originii botanice/geografice; Procedura de preparare și control a produselor melifere pentru depistarea celor adulterate; Bază de date cu markeri de origine botanică, cu profilul zaharurilor și amprentelor izotopice; Publicare un articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2).

F4. Stabilirea markerilor izotopici, chimici și multi-element de identificare a proceselor de obținere a legumelor (organic vs. convențional)
Termen de predare: 29.11.2024
Obiective:

1. Stabilirea matricilor țintă și a zonelor de cultivare/creștere;
2. Elaborarea metodelor/ procedurilor de prelevare și preparare a probelor în vederea analizării prin tehnici izotopice și spectrometrice;
3. Dezvoltarea/optimizarea metodelor analitice pentru caracterizarea compoziției izotopice, chimice și multi-element a produselor alimentare ecologice vegetale;
4. Identificarea principalilor markeri necesari pentru verificarea regimului de creștere și stabilirea legăturii dintre compoziție, procesele care o influențeaza și calitatea produselor investigate;
5. Testarea metodologiei de discriminare a procesului de obținere (organic vs. convențional) în vederea implementării lor în controlul calității produselor alimentare ecologice.

Rezultate preconizate: Raport de testare a celor mai eficienți markeri de diferențiere a produselor ecologice vegetale; Bază de date pe baza profilelor compoziționale, izotopice și multi-element pentru produsele ecologice vegetale; Publicare un articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2); Participarea la o conferință internatională de profil.

Anul 2025
F5. Soluții analitice bazate pe amprentarea izotopică și profilul compozițional pentru confirmarea autenticității produselor lactate. Studiu de caz – Telemeaua de Sibiu vs. Telemeaua de Vaideeni
Termen de predare: 30.04.2025
Obiective:

1. Evaluarea adecvării unor metode analitice (cromatografice, spectroscopice și izotopi stabili/radioactivi de mediu) în scopul stabilirii celor optime pentru verificarea originii și tipului de lapte pentru obținerea produselor lactate (în stare pură sau amestecuri);
2. Dezvoltare de metode analitice noi de investigare, folosind tehnici avansate (IRMS, GC-MS, RMN, HPLC-MS, HPLC-DAD, FTIR, LSC) pentru identificarea markerilor (inclusiv din clasa fitonutrienților esențiali – compuși fenolici și carotenoizi) sau indicatorilor necesari confirmării calității sau originii. Identificarea contaminanților organici (pesticide și antibiotice) prin HPLC-MS;
3. Investigații experimentale privind profilul compozițional al probelor de lapte selectate (zona și tip – oaie, capră și vacă);
4. Evaluarea calității laptelului pe baza conținutului de proteine și zaharuri;
5. Identificare markeri de diferențiere a calității și originii produselor lactate. Creare bază de date referențială pentru produsele lactate;
6. Validare metode și elaborarea unei metodologii de confirmare a originii și de determinare a procentului amestecurilor din produsele lactate.

Rezultate preconizate: Procedură de preparare și analiza a laptelui și produselor lactate în vederea stabilirii calității; Procedură de diferențiere a produselor lactate în funcție de origine geografică; Raport de cercetare experimentală privind demonstrarea funcționalității abordării statistice pentru obținerea unei diferențieri inter-specii precisă; Bază de date cu markeri izotopici sau profile compoziționale ale unor produse lactate tradiționale românești (Telemea de Vaideeni vs. Telemea de Sibiu); Publicare un articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2).

F6. Investigații experimentale ale amprentei izotopice (15N, 13C, 18O, D) și compoziției chimice a produselor alimentare de origine animală în scopul confirmării originii și/sau obținerii de date suport pentru diferențierea regimului de hrănire (ecologic sau convențional)
Termen de predare: 28.11.2025
Obiective:

1. Dezvoltarea și validarea de metode analitice (FTIR, IRMS, RMN, GC-MS, AAS, ICP-MS) pentru stabilirea regimului de creștere. Determinarea reziduurilor de contaminanți organici (pesticide și antibiotice) prin metoda HPLC-MS;
2. Identificarea markerilor specifici pentru controlul originii cărnii;
3. Investigații experimentale privind amprenta izotopică (13C, 14C, 15N, 18O, 2H și 3H) a cărnii în scopul diferențierii geografice. Utilizarea izotopilor de Sr și Pb pentru diferențierea unor regiuni apropiate;
4. Elaborare și validare metodologii de certificare a calității și originii produselor alimentare de origine animală.

Rezultate preconizate: Procedură pentru prepararea și analiza cărnii în vederea stabilirii regimului de obținere (organic vs. convențional) și tipului; Procedura pentru prepararea și analiza cărnii în vederea confirmării originii geografice; Raport de cercetare privind demonstrarea influenței condițiilor de creștere asupra compoziției chimice și a amprentei izotopice a produselor ecologice de origine animală și diferențierii originii geografice; Bază de date cu profilele compoziționale și izotopice pentru autentificarea diferitelor tipuri de carne și pentru asigurarea trasabilității ecologice; Publicarea unui articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2); Participarea la o conferință internatională de profil.

Anul 2026
F7. Evaluarea influenței pesticidelor și fertilizanților pe lanțul sol-plantă-cereale prin analiza multiparametru
Termen de predare: 30.04.2026
Obiective:

1. Evaluare/identificare principale tehnici analitice (IRMS, RMN, GC-MS și ICP-MS) și potențiali markeri aplicabili la diferențierea regimului de creștere (organic vs. convențional);
2. Dezvoltare și validare de metode analitice noi/îmbunătățite de investigare, pe baza tehnicilor avansate în scopul identificării naturii fertilizanților și pesticidelor (chimice sau organice);
3. Investigații experimentale privind profilul compozițional (izotopi stabili, multi-elemente/izotopi metale, compuși majoritari) pe lanțul sol-plantă;
4. Maparea solurilor din care provin culturile, pe baza izotopilor netradiționali ai Pb și Sr, în vederea confirmării originii geografice;
5. Influența condițiilor climatice (disponibilitatea apei și temperatura) asupra calităîii culturilor. Stabilirea unor indicatori, pe baza izotopilor stabili (13C si 15N), de identificare timpurie și evitare a stresului hidric în vederea utilizării cu responsabilitate a surselor de apă;
6. Elaborarea metodologiei pentru diferențierea regimului de creștere.

Rezultate preconizate: Procedură de preparare și analiză a probelor de cereale pentru identificarea și cuantificarea fertilizanților și pesticidelor la nivel de urmă pe lanțul sol-plantă-produs alimentar; Bază de date cu markeri compoziționali sau izotopici pentru anumite cereale (porumb, grâu, floarea soarelui) obținute ecologic; Procedură de preparare și analiză pentru diferențierea originii geografice la cereale; Raport experimental de stabilire timpurie a fenomenului de stres hidric la cereale; Participare la o conferință internatională de profil; Publicarea unui articol științific în jurnal cotat ISI (Q1/Q2).

F8. Dezvoltarea unor modele de interpretare multivariabile aplicabile pentru confirmarea autenticității în sectorul alimentar.
Termen de predare: 27.11.2026
Obiective:

1. Structurarea și acumularea datelor într-o formă adecvată pentru aplicarea analizei statistice multivariate în scopul creării unei baze de date referențiale pentru autentificarea unor produse alimentare DOP, DOC și IG precum vinurile, produsele pe bază de fructe și produsele lactate și a metodei de obținere (organic sau convențional), a unor produse precum carnea, mierea, legumele și cerealele;
2. Dezvoltarea și validarea unui sistem pentru integrarea și evaluarea datelor analitice obținute în urma amprentării unui produs alimentar;
3. Dezvoltarea de soluții software specializate pentru a asigura utilizatorilor finali posibilitatea de consultare a datelor colectate;
4. Optimizarea și demonstrarea funcționalității noilor strategii analitice ce utilizeaza tehnici avansate pentru o caracterizare și diferențiere eficientă a produselor alimentare tradiționale românești, în vederea verificării acestora;
5. Realizarea unui compendiu de metode validate pentru confirmarea i) autenticității/originii unor produse alimentare precum vin, carne, pe bază de fructe sau lapte și ii) calității (organic vs. convențional) produselor melifere, legumelor și cerealelor.

Rezultate preconizate: Bază de date referențială pentru autentificarea anumitor produse alimentare tradiționale românești; Sistem software de decizie a metodologiei/procedurii de implementat pentru autentificarea sau certifiicarea calității unui produs alimentar; Compendiu de metode validate pentru confirmarea autenticității/originii și calității unor produse alimentare.

Structura echipei de cercetare

© 2023 I.C.S.I. Rm. Vâlcea