Determinar fumonisina B1 en mediante espectroscopia de infrarrojo cercano

Las fumonisinas son metabolitos secundarios tóxicos producidos por los hongos Fusarium verticillioides y Fusarium proliferatum y son las micotoxinas más comunes que se acumulan en el maíz y los subproductos del maíz. 1 Desde su descubrimiento en 1988, se han identificado más de mil fumonisinas, siendo las más importantes la fumonisina B1 (FB1) y la fumonisina B2 (FB2), de las cuales la FB1 es la más tóxica y la más abundante en el maíz. La FB1 tiene una cadena principal de 20 átomos de carbono a la que se unen un grupo amino y varios grupos ácido carboxílico, éster, hidroxilo, metilo y metileno.

La contaminación del maíz, un alimento básico importante en Sudáfrica, con fumonisina B1 (FB1), se ha convertido en una preocupación importante para la seguridad alimentaria. La regulación de esta micotoxina es extremadamente importante y requiere métodos de detección eficientes. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) ha ganado un amplio interés como un método de análisis de micotoxinas rápido y no destructivo.

El propósito de este estudio fue, por lo tanto, determinar las bandas de absorbancia NIR de FB1. Los espectros de 30 soluciones de FB1, constituidas en metanol, así como 30 muestras de solo metanol se registraron en el rango espectral de 1000–2500 nm (10,000 – 4000 cm⁻¹). Los datos se preprocesaron con corrección de dispersión multiplicativa (MSC) y se calculó un modelo de análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA). Los puntajes de importancia variable en la proyección (VIP) y los valores de la razón de selectividad (SR) se utilizaron para la selección de la longitud de onda. Se calculó un nuevo modelo PLS-DA con 454 longitudes de onda seleccionadas y se investigó su vector de regresión para identificar y eliminar longitudes de onda irrelevantes.

El modelo final se calculó con 150 longitudes de onda y nueve variables latentes (LV), obteniendo una precisión de clasificación del 100 % tanto para la calibración como para la validación externa. Mediante el análisis del vector de regresión del modelo PLS-DA final, se identificaron posibles bandas de absorbancia de FB1 a 1446 nm, 1453 nm, 1891 nm, 2036 nm, 2046 nm, 2148 nm, 2224 nm, 2262 nm y 2273 nm. Por lo tanto, este estudio permitió identificar las bandas de absorbancia NIR de FB1, previamente desconocidas, a 100 ppm.

En las conclusiones del trabajo, los autores destacan que "Este estudio identificó las posibles bandas de absorbancia de FB1, previamente desconocidas. Además, se identificaron las bandas de 100 ppm de FB1, disueltas en metanol, lo que demuestra que FB1 absorbe niveles detectables de energía NIR a nivel de ppm. Por lo tanto, la espectroscopía NIR tiene el potencial de ser utilizada como un método rápido y no destructivo para la medición directa de FB1. Sin embargo, los límites regulatorios de FB1 en maíz (4 ppm) son mucho menores que los niveles en los que se detectó FB1 en este estudio, y también concluimos que las posiciones de las bandas de absorbancia de FB1 dependen en gran medida del entorno en el que se mide. Por lo tanto, la investigación futura se centrará en la determinación de las bandas de absorbancia de FB1 en granos de maíz contaminados natural y artificialmente. También se centrará en determinar los límites de detección y cuantificación de FB1 con espectroscopía NIR mediante la creación de series de dilución".