Contrôle de qualité des aliments : traçabilité et authenticité

Une situation analogue se présente lorsque, disposant d'échantillons d'éthanol pur de différentes provenances (raisin, grain, prune…), on s'interroge sur la nature du fruit ou de la céréale dont chacun est issu. Ce problème, d'identification d'origine de constituants du produit, fut longtemps un défi pour le chimiste. C'est seulement au cours des années 1980, grâce essentiellement aux méthodes exploitant les teneurs isotopiques, que l'authentification de l'origine de nombreuses molécules a pu prendre un large essor.

Dans la nature, les principaux isotopes qui composent les molécules organiques s'accompagnent de leurs isotopes lourds minoritaires.

Ainsi, alors que l'éthanol, CH₃CH₂OH, est principalement constitué par les isotopes de masse 12 (¹²C), 1 (¹H) et 16 (¹⁶O), respectivement, il s'y trouve aussi, en très faible quantité, des molécules, dites " isotopomères ", dans lesquelles un ou plusieurs de ces isotopes légers est remplacé par un ou plusieurs des isotopes lourds correspondants : carbone de masse 13 (¹³C), hydrogène de masse 2 (deutérium, ²H ou D), oxygène de masse 17 (¹⁷O) ou 18 (¹⁸O). Dans le cas de l'hydrogène par exemple, l'abondance naturelle du deutérium, D, étant de l'ordre de 150 10^-6 par rapport à ¹H, la probabilité de bisubstitution est très faible et on s'attache à l'observation, à côté des molécules légères, des isotopomères monodeutériés, près de dix mille fois moins abondants : CH₂DCH₂OH, CH₃CHDOH et CH₃CH₂OD.

La spectrométrie de masse de rapports isotopiques (IRMS), après combustion de l'échantillon, fournit, d'une part, du gaz carbonique sur lequel est mesuré le rapport des nombres d'atomes ¹³C et ¹²C, R_c = ¹³C/¹²C, et d'autre part, de l'eau qui, après réduction en hydrogène gazeux, permet la détermination du rapport des nombres d'atomes R_H = D/H. La méthode donne donc accès aux rapports isotopiques moyens de la molécule. Une dimension supplémentaire fut offerte par le procédé SNIF-NMR^TM (Site specific Natural Isotope Fractionation determined by Nuclear Magnetic Resonance), qui nous a conduits (encadré) à la création de la société Eurofins Scientific.

En effet, la résonance magnétique nucléaire permet d'accéder directement à la distribution des isotopes, du deutérium en particulier, sur les différents sites d'une molécule. Cette distribution dévie très fortement d'une répartition aléatoire, et dépend de plus de l'origine des molécules.

Dans l'éthanol obtenu par fermentation du raisin, par exemple, le rapport des nombres d'atomes de deutérium sur les sites méthylène et méthyle diffère considérablement du rapport statistique 2/3 puisqu'il se situe aux environs de 2,5/3. Qui plus est, le même rapport, mesuré sur de l'éthanol dérivé de la fermentation de sucre de betterave, atteint une valeur voisine de 2,7/3. On conçoit aisément qu'une détection de la chaptalisation des vins puisse tirer parti de cette observation.

Plus généralement, le profil isotopique constitue une carte d'identité de la molécule susceptible de répondre à des interrogations portant sur :

• l'origine naturelle ou synthétique du produit (vanilline naturelle ou vanilline de synthèse),
• la nature botanique du précurseur (anéthole de fenouil ou anéthole de badiane),
• l'origine géographique de la plante (vin provenant du Bordelais, du Roussillon, du Valais),
• l'année de production (Armagnac du millésime 1968 ou 1985),
• l'addition de molécules exogènes de même nature (jus de fruits " pur jus" ou jus enrichi par du sucre de betterave, miel pur ou enrichi),
• le procédé de synthèse (le brevet de fabrication de l'arôme ou de l'alicament a-t-il été détourné ?),
• etc.

Identification génétique, les méthodes biologiques

Les techniques de la biochimie (réplication d'ADN, tests immunologiques) sont incontournables pour l'identification génétique. Elles caractérisent notamment différents types de viandes et de poissons. Elles permettent ainsi de s'attaquer aux fraudes portant sur la substitution d'espèces animales réputées nobles par des espèces meilleur marché (présence de porc dans un pâté dit de gibier…).

C'est aussi grâce aux méthodes biologiques que la surveillance des organismes génétiquement modifiés (OGM) est devenue possible. Ainsi des techniques utilisant la réaction PCR (Polymerase Chain Reaction) en temps réel, et des systèmes appropriés de sondes et d'amorces, permettent de détecter de très faibles quantités d'ADN avec une bonne spécificité. Même si une amélioration des déterminations quantitatives est encore recherchée, on peut considérer que la traçabilité génétique est désormais assurée dans des conditions satisfaisantes pour les espèces les plus fréquemment modifiées : soja, maïs, colza…

Sécurité, authenticité : entre attentes et réalités

Avec la mondialisation des échanges, les problèmes de sécurité alimentaire se sont considérablement amplifiés au cours de la dernière décennie.

Le monde agricole, fortement traumatisé par les abattages massifs destinés à endiguer la propagation de l'encéphalopathie spongiforme bovine et de la fièvre aphteuse, doit aussi faire face aux dangers de pollution des sols, de l'eau et des végétaux.

Par ailleurs les consommateurs, effrayés par la gravité des risques pour la santé humaine, et déstabilisés par les débats contradictoires et les incertitudes scientifiques qui entourent les innovations biotechnologiques, se détournent plus ou moins brutalement de certains produits, contribuant à dégrader l'économie de filières agroalimentaires entières.

Face à ces réactions, les agriculteurs et les industriels adoptent en général une position pragmatique fondée sur les lois du marché. Ainsi, dans la mesure où les réticences de l'opinion publique suscitent une mévente des produits issus d'organismes modifiés, les fermiers américains commencent à séparer les cultures traditionnelles des cultures OGM et ils tendent à réduire la proportion de ces dernières. Par ailleurs les industriels de la transformation exigent dans certains cas  une assurance de l'absence d'OGM, ce qui impose une stricte séparation non seulement des cultures mais aussi des systèmes de transport et de stockage des céréales.

En réaction à ces inquiétudes, la demande de produits dits " naturels " s'accentue, ce qui appelle une modification des pratiques agricoles, mais aussi, la mise en place de critères fiables de traçabilité. À cet égard, comme nous l'avons vu, les notions " d'authenticité " et de " traçabilité ", devenues accessibles au contrôle, se sont progressivement affirmées et diffusées auprès du public ce qui suscite des exigences accrues en termes de précision de l'étiquetage.

Du point de vue réglementaire, les interventions des États suivent souvent les réactions de l'opinion publique plutôt qu'elles ne les précèdent, et elles prennent en compte les performances techniques accessibles. Il est indéniable que pour certaines catégories de produits, telles que les jus de fruits, le développement de stratégies de contrôle efficaces a contribué à décourager les fraudes et donc à améliorer la qualité.

Cependant, pour des raisons économiques, le contrôle de routine des échantillons ne peut souvent être réalisé que par prélèvements aléatoires ce qui n'exclut pas que des produits grossièrement adultérés continuent à circuler.

Quoi qu'il en soit, la préservation de la qualité ne peut se soustraire à la compétition permanente entre les efforts consacrés aux innovations méthodologiques et les efforts aussitôt entrepris pour les contourner !