# name
Application of chromatography, spectroscopy and mass spectrometry techniques to coffee authentication

# metadata.dc.contributor.other[].value
Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química i Química Analítica

# metadata.dc.description.abstract[].value
[eng] Nowadays, the quality of food products is an issue of great interest in our society. Food products comprise intricate mixtures containing a diverse array of compounds (that originate from the nature of the product or the food chain processes). The extensive and complex nature of the food chain can lead to food fraud cases, which in recent years, has seen a significant increase. Food fraud is a dishonest practice aimed at obtaining economic benefits by deceiving consumers. It can occur by different forms including manipulation, adulteration or imitation, among other practices. Food fraud is illegal, and not only causes economic losses to consumers, but it can also lead to health risks, especially when harmful ingredients are added or important nutrients are removed from the food products. So, the assessment of food authenticity is a crucial issue in quality control and food safety. In this field, beverages are highly susceptible food products to adulteration and manipulation through practices like the addition of unspecified additives to increase volume, mislabeling or misrepresentation, and supplementation with flavors or aromas, among others. Beverages with elevated rates of adulteration encompass fruit juices, tea, coffee, wine and other alcoholic beverages. Thus, the study presented in this work focuses on preventing food fraud cases in one of the most popular beverages in the world: coffee. In this line, the development of analytical methodologies is proposed to classify, characterize, and authenticate different types of coffee. Non-targeted methodologies based on liquid chromatography coupled with spectroscopic detections: ultraviolet (LC-UV) and fluorescence (LC-FL) are employed. Additionally, liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) is used for precise authentication through both targeted and non-targeted approaches. Furthermore, for the analysis of volatile compounds, which provide coffee characteristic aroma, a non-targeted method based on Headspace Solid-Phase Micro-Extraction (HS-SPME) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) was employed. Moreover, the feasibility of rapid analysis methods is explored using direct flow injection analysis coupled with mass spectrometry (FIA-MS) and rapid near-infrared spectroscopy (NIR) non-targeted methods. All employed methodologies are complemented with the use of chemometric methods to achieve an effective data interpretation.

# metadata.dc.description.abstract[].value
[cat] La qualitat dels productes alimentaris, especialment dels productes naturals, és un tema de gran rellevància en la societat actual, ja que la demanda de productes segurs i autèntics no ha deixat de créixer en els darrers anys. Els aliments són barreges complexes que contenen una gran varietat de compostos, els quals poden provenir de la mateixa naturalesa del producte o dels processos de producció, transformació i distribució dins de la cadena alimentària. La naturalesa extensa i complexa d’aquesta cadena fa que els aliments siguin susceptibles a pràctiques deshonestes, conegudes com a frau alimentari, que han experimentat un augment significatiu en els darrers anys a nivell global. El frau alimentari es defineix com una acció il·legal destinada a obtenir un benefici econòmic enganyant als consumidors. Pot adoptar múltiples formes, com ara la manipulació del producte, la seva adulteració o imitació, l’ús d’ingredients no declarats o la retirada de nutrients essencials. Aquestes pràctiques no només generen pèrdues econòmiques considerables per als consumidors i les empreses, sinó que poden comportar riscos greus per a la salut, especialment quan s’afegeixen substàncies nocives o es modifica la composició natural dels aliments. Per aquest motiu, l’avaluació de l’autenticitat dels productes alimentaris és un element clau dins del control de la qualitat i la seguretat alimentària. En aquest context, les begudes constitueixen un grup de productes especialment vulnerables al frau alimentari. Entre les pràctiques més comunes hi ha l’addició d’additius no declarats per augmentar el volum o modificar el sabor, l’etiquetatge incorrecte o enganyós, la suplementació amb aromes artificials i la imitació de productes de qualitat superior amb alternatives més econòmiques. Els productes més afectats per aquestes pràctiques inclouen sucs de fruites, té, cafè, vi i altres begudes alcohòliques, que presenten taxes elevades d’adulteració a nivell mundial. El present estudi es centra en la prevenció del frau alimentari en una de les begudes més consumides i valorades del món: el cafè. L’objectiu principal és desenvolupar i aplicar metodologies analítiques avançades capaces de classificar, caracteritzar i autenticar diferents tipus de cafè, assegurant la seva qualitat i autenticitat. Per aconseguir-ho, s’empren tècniques de cromatografia líquida acoblada amb detecció espectroscòpica ultraviolada (LC-UV) i de fluorescència (LC-FL), així com cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses d’alta resolució (LC-HRMS), que permet realitzar una anàlisi precisa amb enfocaments tant dirigits com no dirigits. Per a l’estudi dels compostos volàtils responsables de l’aroma característic del cafè, s’utilitza una metodologia no dirigida basada en la microextracció en fase sòlida de l’espai de cap (HS-SPME) seguida de cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC-MS). A més, es valoren mètodes d’anàlisi ràpids mitjançant l’anàlisi per injecció en flux amb espectrometria de masses (FIA-MS) i l’espectrometria en l’infraroing proper (NIR), que permeten una caracterització no destructiva i eficient del producte. Totes aquestes metodologies analítiques es complementen amb l’aplicació de mètodes quimiomètrics, els quals faciliten la interpretació de grans volums de dades i permeten establir patrons fiables per a la identificació i autenticació del cafè. D’aquesta manera, es poden detectar adulteracions, classificar varietats i establir correlacions entre les propietats químiques i sensorials dels productes. En conclusió, aquest treball posa de relleu la importància de desenvolupar estratègies analítiques robustes i integrals per prevenir el frau alimentari, especialment en begudes de consum massiu com el cafè. La combinació de tècniques cromatogràfiques, espectromètriques i quimiomètriques proporciona una eina poderosa per garantir la seguretat, la qualitat i l’autenticitat dels aliments, beneficiant tant els consumidors com la indústria alimentària.

# metadata.dc.rights[].value
cc by-nc-nd (c) Núñez Téllez, Nerea, 2025

# metadata.dc.source[].value
Tesis Doctorals - Departament - Enginyeria Química i Química Analítica

# metadata.dc.title[].value
Application of chromatography, spectroscopy and mass spectrometry techniques to coffee authentication