Utiliser l'empreinte digitale unique d'un aliment pour détecter la fraude

Chaque aliment possède une « empreinte » chimique unique et invisible. Un chercheur de l'Université Purdue a découvert un moyen rapide et portable d'identifier cette empreinte digitale et de détecter la fraude alimentaire lors de vos déplacements.

Disons qu'il y a un aliment dont vous pensez qu'il n'est pas tout à fait conforme à la publicité. Peut-être que ce fromage qui est censé vieillir depuis cinq ans n'a pas le bon funk ou que le safran que vous avez acheté ne semble pas avoir la bonne nuance de rouge. Comment procéderiez-vous pour le tester ? À quoi cela ressemblerait-il ?

Chimiquement, nous avons la capacité de détecter ces différences dans les aliments. Si vous l'envoyez à un chimiste analytique, il pourra placer l'aliment suspect dans son spectromètre de masse (d'une valeur d'environ un demi-million de dollars et de la taille d'un grand placard) et vous faire savoir assez précisément s'il y a quelque chose de louche avec votre poisson.

Ce n'est pas si accessible pour l'acheteur moyen. Bartek Rajwa, professeur de bioinformatique à l'Université Purdue, a gardé ce problème à l'esprit lorsqu'il a commencé à chercher des moyens de détecter la fraude alimentaire. Existe-t-il un système relativement abordable ? Pourrait-il le rendre portable ? Pourrait-il trouver un moyen d’obtenir des résultats plus immédiats, au lieu d’attendre des semaines lors d’un test de laboratoire traditionnel ?

En un mot : oui.

Mais il lui a fallu plusieurs essais. « La nourriture est évidemment une matrice très complexe », explique Rajwa. "Si nous pouvions enregistrer de manière reproductible une sorte de modèle unique associé à un produit spécifique, alors, en théorie, cela pourrait aider [à identifier la fraude]." Rajwa a commencé à chercher « l'empreinte digitale » de la nourriture, comme il l'appelait ; la composition atomique unique qui lui dirait de manière définitive quelle tranche de jambon provenait de porc séché pendant des années dans une grotte portugaise et quelle tranche de jambon venait d'être peinte pour ressembler à cela.

Le chercheur de Purdue Bartek Rajwa et le boursier postdoctoral de Purdue Sungho Shin utilisent la spectroscopie LIBS pour collecter des données à partir de la surface d'une orange. Photographie avec l'aimable autorisation de l'Université Purdue.

La méthode traditionnelle de ce type de test prend du temps. Vous prélevez un échantillon d’aliment, laissez les bactéries se développer sur une plaque stérile, puis testez les colonies bactériennes qui se développent et découvrez les ingrédients particuliers de l’échantillon. Mais si 500 colonies bactériennes différentes apparaissent sur votre échantillon, cela va prendre un certain temps.

Après avoir essayé de trouver des moyens d'identifier les composants chimiques des bactéries présentes dans divers échantillons d'aliments, Rajwa a décidé de réutiliser une technologie déjà utilisée pour tester les alliages métalliques.

Supposons que vous ayez un parc à ferraille, avec des tas de métaux provenant de divers véhicules, appareils électroménagers et autres machines. « Vous devez déterminer de quel type d'alliage vous disposez avant de le recycler », explique Rajwa. Ce système existe, appelé spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS). « C'est un outil fascinant. En gros, il frappe un objet avec un laser et crée un tout petit panache de plasma… Il y a une formation de lumière lorsque le plasma refroidit. Vous avez une petite explosion de feux d’artifice, mais ils sont microscopiques. C'est dans cette explosion de feu d'artifice miniature que se forment les pics élémentaires. Lorsque vous utilisez ces lasers sur un alliage métallique, il est facile de voir différents pics pour le fer, l'aluminium, le nickel ou tout autre matériau avec lequel vous travaillez.

Rajwa a décidé d'essayer de modifier l'équipement de test LIBS pour voir s'il pouvait être utilisé sur d'autres compositions ; à savoir la nourriture.

Il a essayé l'échantillon avec des fromages gruyère, fabriqués dans des fermes laitières de différentes régions de Suisse. Les fromages eux-mêmes étaient presque identiques, mais, en théorie, il devrait y avoir des différences dans la composition chimique en fonction de l'alimentation des vaches et de l'endroit où elles ont été élevées.

Ça a marché; Rajwa était capable de faire la différence entre les fromages produits à 50 miles l'un de l'autre. « À partir de ce moment-là, nous avons pensé que c’était tellement cool. Essayons-le avec du café. Essayons-le avec des épices », dit-il. Certains aliments sont plus faciles à retracer que d’autres. Dans l’exemple original du fromage, le taux de réussite est d’environ 85 %. Pour quelque chose de beaucoup plus simple, comme la vanille synthétique par rapport au véritable extrait de vanille, le taux de réussite atteint près de 100 pour cent. Et la plupart des fraudes alimentaires ne sont pas si sophistiquées, explique Rajwa, ce qui les rend plus faciles à détecter. « Lorsqu'on parle de fromages, il ne s'agit généralement pas de deux contenants de gruyère différents. [C'est généralement] du parmesan et du cheddar vieilli avec de la cellulose. Je vous garantis que faire la différence entre le parmesan et le cheddar vieilli avec cellulose, ce n'est même pas un défi.