Espectroscopía LIBS y Raman aplicada a la seguridad alimentaria

Abstract

RESUMEN: Se han aplicado las técnicas de espectroscopía LIBS y Raman a nueve muestras diferentes de miel. Con el fin de identificar parte de su composición molecular y atómica, se han analizado cientos de espectros correspondientes a cada miel. Gracias a LIBS, se ha obtenido que desde el punto de vista atómico, se tienen elementos (iones) como carbono, C(I); magnesio, Mg (I) o Mg(II); calcio, Ca (I) o Ca (II); potasio, K(I); fósforo, P(II); sodio, Na(I); nitrógeno, N(I); oxígeno, O(I); hidrógeno, H(I) o incluso litio, Li(I). Por su parte, con la técnica de espectroscopía Raman se ha detectado gran presencia de moléculas como glucosa o fructosa y varios modos de vibración correspondientes a enlaces de CCO, CCC, CO, OCO, CH, COH o CH2 e incluso proteínas que no se han podido identificar. Finalmente, se ha aplicado un algoritmo de análisis discriminante lineal (LDA) a distintas regiones de los espectros medidos. Se ha determinado que la clasificación de los tipos de miel con este algoritmo es significativamente mejor en el caso de los resultados obtenidos con la espectroscopía Raman. Asimismo, se ha concluido que para ambas técnicas la región que mejor permite la discriminación es todo el rango estudiado a partir del permitido por el montaje experimental (200–2800 cm−1 para Raman y 200–890 nm en el caso de LIBS).

ABSTRACT: LIBS and Raman spectroscopy techniques have been applied to nine honey samples. In order to identify their molecular and atomic composition, hundreds of spectra corresponding to each honey were analysed. According to LIBS, ions such as carbon, C(I); magnesium, Mg(I) and Mg(II); calcium, Ca(I) and Ca(II); potassium, K(I); phosphorus, P(II); sodium, Na(I); nitrogen, N(I); oxygen, O(I); hydrogen, H(I) or even lithium, Li(I) have been indentified. On the other hand, a large presence of molecules such as glucose or fructose and several vibrational modes corresponding to bonds of CCO, CCC, CO, OCO, CH, COH, CN and even proteins have been detected with Raman spectroscopy. Finally, a linear discriminant analysis (LDA) algorithm has been applied to different regions of the measured spectra. It has been determined that the classification of honey types with the algorithm is significantly better with the results obtained from Raman spectroscopy. It has also been concluded that the whole range studied since the allowed by the experimental setup (200–2800 cm−1 and 200–890 nm for Raman and LIBS, respectively) provided always the best discrimination of the samples.