À mesure que les produits naturels deviennent de plus en plus populaires, il en va malheureusement de même pour l’incitation croissante à la falsification. Il existe de nombreuses méthodes d’analyse qui permettent d’authentifier les produits naturels. Toutefois, en raison de la complexité de nombreux produits naturels et des nouvelles méthodes d’adultération, il n’existe pas de méthode d’analyse unique qui puisse garantir une authenticité à 100 %.
Alors qu’il existe plusieurs méthodes permettant de détecter si un produit contient des adultérants provenant d’autres sources naturelles, seule l’analyse du carbone 14 permet de confirmer si un matériau contient des adultérants synthétiques d’origine pétrolière. Ainsi, pour s’assurer qu’un ingrédient ne contient pas d’adultérants naturels et dérivés de la pétrochimie, l’analyse du carbone 14 est un outil nécessaire pour le contrôle de la qualité.
La GC-MS utilise deux méthodes d’analyse différentes, à savoir la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse. La chromatographie en phase gazeuse permet de séparer des mélanges volatils complexes en leurs divers composants. En envoyant les composants à travers un spectromètre de masse, les composés sont ionisés et divisés en fragments plus petits dont le spectromètre enregistrera les masses et les quantités relatives. En comparant le spectre obtenu avec une base de données de référence, la composition et l’authenticité d’un échantillon peuvent être évaluées. La GC-MS est une technique sensible couramment utilisée pour analyser de nombreux produits, y compris les huiles essentielles et les parfums.
La chiralité est une propriété de certaines molécules liée à leur orientation 3D dans l’espace. Les molécules chirales (avec un centre chiral) existent dans deux configurations qui sont des images miroir non superposables l’une de l’autre, comparables à une main gauche et droite – elles ont les mêmes composants (ou doigts) mais ne peuvent pas être superposées.
Dans la nature, c’est souvent une « main » que l’on retrouve. Les équivalents synthétiques fabriqués en laboratoire sont le plus souvent un mélange racémique (un rapport égal entre les formes gauche et droite du composé). Le test chiral permet de faire la distinction entre un mélange racémique et la présence d’une seule des formes gauche ou droite.
Il existe plusieurs méthodes qui permettent d’examiner la chiralité d’un composé. La plus simple d’entre elles est la rotation optique – la forme gauche fera tourner la lumière dans une direction et la forme droite fera tourner la lumière de la même quantité mais dans la direction opposée. Un mélange racémique ne fera pas tourner la lumière du tout, car les rotations des formes gauche et droite s’annulent. En comparaison avec une valeur de référence, la pureté chirale peut être déterminée.
Les éléments peuvent exister dans différents isotopes – avec le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons et par conséquent une masse atomique différente. Par exemple, l’isotope de carbone le plus abondant naturellement est le carbone 12, contenant 6 protons et 6 neutrons. Cependant, le carbone 13, avec 6 protons et 7 neutrons, existe également mais en moindre abondance. La mesure du rapport entre les différents isotopes d’un élément particulier permet d’obtenir de nombreuses informations sur la source de l’échantillon et c’est pourquoi elle est largement utilisée dans différents domaines : authentification du miel, identification des sources de pollution par les nitrates, etc.
Les rapports isotopiques peuvent être mesurés à l’aide d’un spectromètre de masse à rapport isotopique qui ionise les échantillons et les envoie à travers un champ magnétique. Les molécules sont déviées différemment selon leur masse et sont ensuite captées par un détecteur. En comparant avec une valeur authentique pour l’échantillon, différents rapports isotopiques peuvent révéler la présence de tout corps étranger qui fausserait le rapport.
L’une des méthodes d’adultération des produits naturels (d’origine végétale ou animale) consiste à utiliser la version synthétique dérivée de la pétrochimie, souvent moins chère. Celle-ci peut avoir une composition chimique identique à celle de la source naturelle, mais l’adultération peut être détectée à l’aide de l’analyse au carbone 14. Isotope du carbone faiblement radioactif, le carbone 14 se désintègre avec le temps selon la loi de la désintégration radioactive. Dans le cadre du cycle du carbone, tous les êtres vivants ont un niveau connu de carbone 14, alors que les composés dérivés de la pétrochimie sont hors du cycle du carbone depuis suffisamment longtemps pour ne contenir aucun carbone 14. Ainsi, en mesurant la teneur en carbone 14 d’un produit, ses sources issues de la pétrochimie peuvent être distinguées des sources végétales ou animales. Les analyses au carbone 14, cependant, ne permettent pas de faire la distinction entre les différentes sources naturelles, par exemple entre les matières d’origine végétale et animale.
Le carbone 14 est mesuré à l’aide d’un spectromètre de masse à accélérateur qui fonctionne sur des principes similaires à un spectromètre de masse standard décrit ci-dessus. La principale différence est qu’il accélère les ions à une vitesse beaucoup plus élevée avant qu’ils n’atteignent le détecteur, ce qui permet la détection d’isotopes à très faible abondance, par exemple en séparant et en détectant le carbone 14 par rapport au carbone 12 et au carbone 13.
Les acteurs de l’industrie des produits naturels disposent aujourd’hui d’un large panel de méthodes d’analyse leur permettant de garantir l’authenticité de leurs matériaux. Ceci ne constitue bien évidemment pas une garantie de sécurité. En utilisant différentes méthodes d’analyse qui permettent de détecter différents problèmes, le contrôle de la qualité se trouve amélioré.
Références :
G. Downey (ed.), 2016, Advances in Food Authenticity Testing, Amsterdam: Woodhead Publishing.
Zawirska-Wojtasiak, R, 2006, Chirality and the Nature of Food Authenticity of Aroma, Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 5, pp. 21 – 36.
La version anglaise de cet article a été initialement publiée le mardi 10 avril 2018
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